ヒントとアドバイス

このドキュメントでは、Cloud Functions を設計、実装、テスト、デプロイする際のベスト プラクティスについて説明します。

正確性

このセクションでは、Cloud Functions を設計および実装するための一般的なベスト プラクティスについて説明します。

べき等関数を作成する

関数は、何回呼び出されても結果が同じになることが必要です。これにより、前の呼び出しがコードの途中で失敗した場合は、呼び出しを再試行できます。詳細については、イベント ドリブン関数の再試行をご覧ください。

HTTP 関数が HTTP レスポンスを送信することを確認する

関数が HTTP トリガーの場合、次のように、HTTP レスポンスを送信します。通知を行わないと、タイムアウトまで関数の実行が継続する可能性があります。その場合、タイムアウト時間全体が課金されます。タイムアウトにより予期しない動作が発生することもあります。また、後続の呼び出しでコールド スタートが発生し、予期しない結果や余分なレイテンシが発生する可能性があります。

Node.js

const functions = require('@google-cloud/functions-framework');
const escapeHtml = require('escape-html');

/**
 * Responds to an HTTP request using data from the request body parsed according
 * to the "content-type" header.
 *
 * @param {Object} req Cloud Function request context.
 * @param {Object} res Cloud Function response context.
 */
functions.http('helloHttp', (req, res) => {
  res.send(`Hello ${escapeHtml(req.query.name || req.body.name || 'World')}!`);
});

Python


import functions_framework

from markupsafe import escape
@functions_framework.http
def hello_http(request):
    """HTTP Cloud Function.
    Args:
        request (flask.Request): The request object.
        <https://flask.palletsprojects.com/en/1.1.x/api/#incoming-request-data>
    Returns:
        The response text, or any set of values that can be turned into a
        Response object using `make_response`
        <https://flask.palletsprojects.com/en/1.1.x/api/#flask.make_response>.
    """
    request_json = request.get_json(silent=True)
    request_args = request.args

    if request_json and "name" in request_json:
        name = request_json["name"]
    elif request_args and "name" in request_args:
        name = request_args["name"]
    else:
        name = "World"
    return f"Hello {escape(name)}!"

Go


// Package helloworld provides a set of Cloud Functions samples.
package helloworld

import (
	"encoding/json"
	"fmt"
	"html"
	"net/http"

	"github.com/GoogleCloudPlatform/functions-framework-go/functions"
)

func init() {
	functions.HTTP("HelloHTTP", HelloHTTP)
}

// HelloHTTP is an HTTP Cloud Function with a request parameter.
func HelloHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	var d struct {
		Name string `json:"name"`
	}
	if err := json.NewDecoder(r.Body).Decode(&d); err != nil {
		fmt.Fprint(w, "Hello, World!")
		return
	}
	if d.Name == "" {
		fmt.Fprint(w, "Hello, World!")
		return
	}
	fmt.Fprintf(w, "Hello, %s!", html.EscapeString(d.Name))
}

Java


import com.google.cloud.functions.HttpFunction;
import com.google.cloud.functions.HttpRequest;
import com.google.cloud.functions.HttpResponse;
import com.google.gson.Gson;
import com.google.gson.JsonElement;
import com.google.gson.JsonObject;
import com.google.gson.JsonParseException;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.util.logging.Logger;

public class HelloHttp implements HttpFunction {
  private static final Logger logger = Logger.getLogger(HelloHttp.class.getName());

  private static final Gson gson = new Gson();

  @Override
  public void service(HttpRequest request, HttpResponse response)
      throws IOException {
    // Check URL parameters for "name" field
    // "world" is the default value
    String name = request.getFirstQueryParameter("name").orElse("world");

    // Parse JSON request and check for "name" field
    try {
      JsonElement requestParsed = gson.fromJson(request.getReader(), JsonElement.class);
      JsonObject requestJson = null;

      if (requestParsed != null && requestParsed.isJsonObject()) {
        requestJson = requestParsed.getAsJsonObject();
      }

      if (requestJson != null && requestJson.has("name")) {
        name = requestJson.get("name").getAsString();
      }
    } catch (JsonParseException e) {
      logger.severe("Error parsing JSON: " + e.getMessage());
    }

    var writer = new PrintWriter(response.getWriter());
    writer.printf("Hello %s!", name);
  }
}

C#

using Google.Cloud.Functions.Framework;
using Microsoft.AspNetCore.Http;
using Microsoft.Extensions.Logging;
using System.IO;
using System.Text.Json;
using System.Threading.Tasks;

namespace HelloHttp;

public class Function : IHttpFunction
{
    private readonly ILogger _logger;

    public Function(ILogger<Function> logger) =>
        _logger = logger;

    public async Task HandleAsync(HttpContext context)
    {
        HttpRequest request = context.Request;
        // Check URL parameters for "name" field
        // "world" is the default value
        string name = ((string) request.Query["name"]) ?? "world";

        // If there's a body, parse it as JSON and check for "name" field.
        using TextReader reader = new StreamReader(request.Body);
        string text = await reader.ReadToEndAsync();
        if (text.Length > 0)
        {
            try
            {
                JsonElement json = JsonSerializer.Deserialize<JsonElement>(text);
                if (json.TryGetProperty("name", out JsonElement nameElement) &&
                    nameElement.ValueKind == JsonValueKind.String)
                {
                    name = nameElement.GetString();
                }
            }
            catch (JsonException parseException)
            {
                _logger.LogError(parseException, "Error parsing JSON request");
            }
        }

        await context.Response.WriteAsync($"Hello {name}!");
    }
}

Ruby

require "functions_framework"
require "cgi"
require "json"

FunctionsFramework.http "hello_http" do |request|
  # The request parameter is a Rack::Request object.
  # See https://www.rubydoc.info/gems/rack/Rack/Request
  name = request.params["name"] ||
         (request.body.rewind && JSON.parse(request.body.read)["name"] rescue nil) ||
         "World"
  # Return the response body as a string.
  # You can also return a Rack::Response object, a Rack response array, or
  # a hash which will be JSON-encoded into a response.
  "Hello #{CGI.escape_html name}!"
end

PHP 

<?php

use Google\CloudFunctions\FunctionsFramework;
use Psr\Http\Message\ServerRequestInterface;

// Register the function with Functions Framework.
// This enables omitting the `FUNCTIONS_SIGNATURE_TYPE=http` environment
// variable when deploying. The `FUNCTION_TARGET` environment variable should
// match the first parameter.
FunctionsFramework::http('helloHttp', 'helloHttp');

function helloHttp(ServerRequestInterface $request): string
{
    $name = 'World';
    $body = $request->getBody()->getContents();
    if (!empty($body)) {
        $json = json_decode($body, true);
        if (json_last_error() != JSON_ERROR_NONE) {
            throw new RuntimeException(sprintf(
                'Could not parse body: %s',
                json_last_error_msg()
            ));
        }
        $name = $json['name'] ?? $name;
    }
    $queryString = $request->getQueryParams();
    $name = $queryString['name'] ?? $name;

    return sprintf('Hello, %s!', htmlspecialchars($name));
}

バックグラウンド アクティビティを開始しない

バックグラウンド アクティビティは関数の終了後に発生します。関数の呼び出しの終了とは、関数が結果を返したときです。または、Node.js イベント ドリブン関数で callback 引数を呼び出すなどして完了のシグナルを発生させることもあります。正常に終了した後は、あらゆるコードは CPU にアクセスできず、処理を続行できません。

加えて、同じ環境で次の呼び出しが実行されると、バックグラウンド アクティビティが再開され、新しい呼び出しが中断されます。これが、予期せぬ動作や診断が難しいエラーにつながる可能性があります。関数の終了後にネットワークにアクセスすると、通常は接続がリセットされます（ECONNRESET エラーコード）。

個々の呼び出しのログで呼び出し完了を示す行の後を見ると、バックグラウンド アクティビティが記録されていることがよくあります。特に、コールバックやタイマーなどの非同期処理が存在する場合は、バックグラウンド アクティビティがコードの中に埋もれている可能性があります。 コードを確認し、関数の終了前にすべての非同期処理が完了するようにしてください。

一時ファイルを常に削除する

一時ディレクトリ内のローカル ディスク ストレージは、メモリ内ファイル システムです。書き込んだファイルは関数で使用できるメモリを消費し、呼び出し後も維持される場合があります。これらのファイルを明示的に削除しないと、最終的にメモリ不足エラーにつながり、その結果コールド スタートが発生する可能性があります。

個々の関数で使用されるメモリの量を確認するには、Google Cloud コンソールの関数リストで関数を選択してから、[メモリ使用量] プロットを選択します。

一時ディレクトリ以外への書き込みはしないでください。また、プラットフォームや OS に依存しない方法でファイルパスを構築してください。

パイプラインを使用して、サイズの大きいファイルを処理する際のメモリ要件を減らすことができます。たとえば、Cloud Storage でファイルを処理するために、読み取りストリームを作成し、これをストリームベースのプロセスに渡してから、出力ストリームを Cloud Storage に直接書き込むことができます。

Functions Framework

関数をデプロイすると、Functions Framework がその現在のバージョンを使用して、自動的に依存関係として追加されます。異なる環境間で同じ依存関係が一貫してインストールされるように、関数を Functions Framework の特定のバージョンに固定することをおすすめします。

これを行うには、該当するロックファイル（たとえば、Node.js の場合は package-lock.json、Python の場合は requirements.txt）に優先バージョンを含めます。

ツール

このセクションでは、ツールを使用して Cloud Functions を実装、テスト、操作する方法を説明します。

ローカルでの開発

関数のデプロイには時間がかかるため、多くの場合、関数のコードをローカルでテストするほうが時間を短縮できます。

エラー報告

例外処理を使用する言語では、捕捉されない例外をスローしないでください。これは、以降の呼び出しでコールド スタートが強制されるためです。エラーを適切に報告する方法については、Error Reporting ガイドをご覧ください。

手動で終了しない

手動で終了すると、予期しない動作が発生する可能性があります。手動で終了せずに、次の言語別のイディオムを使用してください。

Node.js

process.exit() を使用しない。HTTP 関数は res.status(200).send(message) でレスポンスを送信する必要があります。また、イベント ドリブン関数は、（明示的か暗黙的かを問わず）値が返されると終了します。

Python

sys.exit() を使用しない。HTTP 関数は、レスポンスを文字列として明示的に返す必要があります。また、イベント ドリブン関数は、（明示的か暗黙的かを問わず）値が返されると終了します。

Go

os.Exit() を使用しない。HTTP 関数は、レスポンスを文字列として明示的に返す必要があります。また、イベント ドリブン関数は、（明示的か暗黙的かを問わず）値が返されると終了します。

Java

System.exit() を使用しない。HTTP 関数は response.getWriter().write(message) でレスポンスを送信する必要があります。また、イベント ドリブン関数は、（明示的か暗黙的かを問わず）値が返されると終了します。

C#

System.Environment.Exit() を使用しない。HTTP 関数は context.Response.WriteAsync(message) でレスポンスを送信する必要があります。また、イベント ドリブン関数は、（明示的か暗黙的かを問わず）値が返されると終了します。

Ruby

exit() または abort() は使用しないでください。HTTP 関数は、レスポンスを文字列として明示的に返す必要があります。また、イベント ドリブン関数は、（明示的か暗黙的かを問わず）値が返されると終了します。

PHP

exit() または die() は使用しないでください。HTTP 関数は、レスポンスを文字列として明示的に返す必要があります。また、イベント ドリブン関数は、（明示的か暗黙的かを問わず）値が返されると終了します。

SendGrid を使用してメールを送信する

Cloud Functions はポート 25 での送信接続を許可しないため、保護されていない接続では SMTP サーバーに接続できません。メールを送信するには、SendGrid を使用することをおすすめします。メールの送信に関するその他のオプションについては、Google Compute Engine のインスタンスからのメールの送信のチュートリアルをご覧ください。

パフォーマンス

このセクションでは、パフォーマンスを最適化するためのベスト プラクティスについて説明します。

依存関係を適切に使用する

関数はステートレスであるため、多くの場合、実行環境はゼロから初期化されます（これをコールド スタートといいます）。コールド スタートが発生すると、関数のグローバル コンテキストが評価されます。

関数によってモジュールがインポートされる場合、それらのモジュールの読み込み時間は、コールド スタート時の呼び出しレイテンシに加算されます。依存関係を正しく読み込み、関数が使用しない依存関係を読み込まないようにすることで、このレイテンシと関数のデプロイに必要な時間を短縮できます。

グローバル変数を使用して将来の呼び出しでオブジェクトを再利用する

Cloud Functions の関数の状態は、将来の呼び出しのために必ずしも保持されるわけではありません。しかし、Cloud Functions が以前の呼び出しの実行環境をリサイクルすることはよくあります。変数をグローバル スコープで宣言すると、その値は再計算せずに後続の呼び出しで再利用できるようになります。

この方法では、関数の呼び出しごとに再作成するためコストが高くなりがちなオブジェクトをキャッシュに保存できます。このようなオブジェクトを関数の本文からグローバル スコープに移動して、パフォーマンスを大幅に向上することができます。次の例では、heavy オブジェクトを関数のインスタンスにつき 1 回だけ作成し、指定されたインスタンスに到達するまですべての関数呼び出しで共有します。

Node.js

const functions = require('@google-cloud/functions-framework');

// TODO(developer): Define your own computations
const {lightComputation, heavyComputation} = require('./computations');

// Global (instance-wide) scope
// This computation runs once (at instance cold-start)
const instanceVar = heavyComputation();

/**
 * HTTP function that declares a variable.
 *
 * @param {Object} req request context.
 * @param {Object} res response context.
 */
functions.http('scopeDemo', (req, res) => {
  // Per-function scope
  // This computation runs every time this function is called
  const functionVar = lightComputation();

  res.send(`Per instance: ${instanceVar}, per function: ${functionVar}`);
});

Python

import time

import functions_framework

# Placeholder
def heavy_computation():
    return time.time()

# Placeholder
def light_computation():
    return time.time()

# Global (instance-wide) scope
# This computation runs at instance cold-start
instance_var = heavy_computation()

@functions_framework.http
def scope_demo(request):
    """
    HTTP Cloud Function that declares a variable.
    Args:
        request (flask.Request): The request object.
        <http://flask.pocoo.org/docs/1.0/api/#flask.Request>
    Returns:
        The response text, or any set of values that can be turned into a
        Response object using `make_response`
        <http://flask.pocoo.org/docs/1.0/api/#flask.Flask.make_response>.
    """

    # Per-function scope
    # This computation runs every time this function is called
    function_var = light_computation()
    return f"Instance: {instance_var}; function: {function_var}"

Go


// h is in the global (instance-wide) scope.
var h string

// init runs during package initialization. So, this will only run during an
// an instance's cold start.
func init() {
	h = heavyComputation()
	functions.HTTP("ScopeDemo", ScopeDemo)
}

// ScopeDemo is an example of using globally and locally
// scoped variables in a function.
func ScopeDemo(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	l := lightComputation()
	fmt.Fprintf(w, "Global: %q, Local: %q", h, l)
}

Java


import com.google.cloud.functions.HttpFunction;
import com.google.cloud.functions.HttpRequest;
import com.google.cloud.functions.HttpResponse;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.util.Arrays;

public class Scopes implements HttpFunction {
  // Global (instance-wide) scope
  // This computation runs at instance cold-start.
  // Warning: Class variables used in functions code must be thread-safe.
  private static final int INSTANCE_VAR = heavyComputation();

  @Override
  public void service(HttpRequest request, HttpResponse response)
      throws IOException {
    // Per-function scope
    // This computation runs every time this function is called
    int functionVar = lightComputation();

    var writer = new PrintWriter(response.getWriter());
    writer.printf("Instance: %s; function: %s", INSTANCE_VAR, functionVar);
  }

  private static int lightComputation() {
    int[] numbers = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
    return Arrays.stream(numbers).sum();
  }

  private static int heavyComputation() {
    int[] numbers = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
    return Arrays.stream(numbers).reduce((t, x) -> t * x).getAsInt();
  }
}

C#

using Google.Cloud.Functions.Framework;
using Microsoft.AspNetCore.Http;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;

namespace Scopes;

public class Function : IHttpFunction
{
    // Global (server-wide) scope.
    // This computation runs at server cold-start.
    // Warning: Class variables used in functions code must be thread-safe.
    private static readonly int GlobalVariable = HeavyComputation();

    // Note that one instance of this class (Function) is created per invocation,
    // so calling HeavyComputation in the constructor would not have the same
    // benefit.

    public async Task HandleAsync(HttpContext context)
    {
        // Per-function-invocation scope.
        // This computation runs every time this function is called.
        int functionVariable = LightComputation();

        await context.Response.WriteAsync($"Global: {GlobalVariable}; function: {functionVariable}");
    }

    private static int LightComputation()
    {
        int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
        return numbers.Sum();
    }

    private static int HeavyComputation()
    {
        int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
        return numbers.Aggregate((current, next) => current * next);
    }
}

Ruby

# Global (instance-wide) scope.
# This block runs on cold start, before any function is invoked.
#
# Note: It is usually best to run global initialization in an on_startup block
# instead at the top level of the Ruby file. This is because top-level code
# could be executed to verify the function during deployment, whereas an
# on_startup block is run only when an actual function instance is starting up.
FunctionsFramework.on_startup do
  instance_data = perform_heavy_computation

  # To pass data into function invocations, the best practice is to set a
  # key-value pair using the Ruby Function Framework's built-in "set_global"
  # method. Functions can call the "global" method to retrieve the data by key.
  # (You can also use Ruby global variables or "toplevel" local variables, but
  # they can make it difficult to isolate global data for testing.)
  set_global :my_instance_data, instance_data
end

FunctionsFramework.http "tips_scopes" do |_request|
  # Per-function scope.
  # This method is called every time this function is called.
  invocation_data = perform_light_computation

  # Retrieve the data computed by the on_startup block.
  instance_data = global :my_instance_data

  "instance: #{instance_data}; function: #{invocation_data}"
end

PHP 


use Psr\Http\Message\ServerRequestInterface;

function scopeDemo(ServerRequestInterface $request): string
{
    // Heavy computations should be cached between invocations.
    // The PHP runtime does NOT preserve variables between invocations, so we
    // must write their values to a file or otherwise cache them.
    // (All writable directories in Cloud Functions are in-memory, so
    // file-based caching operations are typically fast.)
    // You can also use PSR-6 caching libraries for this task:
    // https://packagist.org/providers/psr/cache-implementation
    $cachePath = sys_get_temp_dir() . '/cached_value.txt';

    $response = '';
    if (file_exists($cachePath)) {
        // Read cached value from file, using file locking to prevent race
        // conditions between function executions.
        $response .= 'Reading cached value.' . PHP_EOL;
        $fh = fopen($cachePath, 'r');
        flock($fh, LOCK_EX);
        $instanceVar = stream_get_contents($fh);
        flock($fh, LOCK_UN);
    } else {
        // Compute cached value + write to file, using file locking to prevent
        // race conditions between function executions.
        $response .= 'Cache empty, computing value.' . PHP_EOL;
        $instanceVar = _heavyComputation();
        file_put_contents($cachePath, $instanceVar, LOCK_EX);
    }

    // Lighter computations can re-run on each function invocation.
    $functionVar = _lightComputation();

    $response .= 'Per instance: ' . $instanceVar . PHP_EOL;
    $response .= 'Per function: ' . $functionVar . PHP_EOL;

    return $response;
}

ネットワーク接続、ライブラリ参照、および API クライアント オブジェクトをグローバル スコープでキャッシュに保存することが非常に重要です。例については、ネットワークの最適化の記事をご覧ください。

グローバル変数の遅延初期化を行う

グローバル スコープの変数を初期化する場合、初期化コードは常にコールド スタート呼び出しによって実行され、関数のレイテンシが長くなります。特定の場合では、try / catch ブロックで適切に処理されないと、これによって呼び出されるサービスの断続的なタイムアウトが発生します。一部のコードパスでのみ使用されるオブジェクトについては、必要に応じて遅延させて初期化することを検討してください。

Node.js

const functions = require('@google-cloud/functions-framework');

// Always initialized (at cold-start)
const nonLazyGlobal = fileWideComputation();

// Declared at cold-start, but only initialized if/when the function executes
let lazyGlobal;

/**
 * HTTP function that uses lazy-initialized globals
 *
 * @param {Object} req request context.
 * @param {Object} res response context.
 */
functions.http('lazyGlobals', (req, res) => {
  // This value is initialized only if (and when) the function is called
  lazyGlobal = lazyGlobal || functionSpecificComputation();

  res.send(`Lazy global: ${lazyGlobal}, non-lazy global: ${nonLazyGlobal}`);
});

Python

import functions_framework

# Always initialized (at cold-start)
non_lazy_global = file_wide_computation()

# Declared at cold-start, but only initialized if/when the function executes
lazy_global = None

@functions_framework.http
def lazy_globals(request):
    """
    HTTP Cloud Function that uses lazily-initialized globals.
    Args:
        request (flask.Request): The request object.
        <http://flask.pocoo.org/docs/1.0/api/#flask.Request>
    Returns:
        The response text, or any set of values that can be turned into a
        Response object using `make_response`
        <http://flask.pocoo.org/docs/1.0/api/#flask.Flask.make_response>.
    """
    global lazy_global, non_lazy_global

    # This value is initialized only if (and when) the function is called
    if not lazy_global:
        lazy_global = function_specific_computation()

    return f"Lazy: {lazy_global}, non-lazy: {non_lazy_global}."

Go


// Package tips contains tips for writing Cloud Functions in Go.
package tips

import (
	"context"
	"log"
	"net/http"
	"sync"

	"cloud.google.com/go/storage"
	"github.com/GoogleCloudPlatform/functions-framework-go/functions"
)

// client is lazily initialized by LazyGlobal.
var client *storage.Client
var clientOnce sync.Once

func init() {
	functions.HTTP("LazyGlobal", LazyGlobal)
}

// LazyGlobal is an example of lazily initializing a Google Cloud Storage client.
func LazyGlobal(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	// You may wish to add different checks to see if the client is needed for
	// this request.
	clientOnce.Do(func() {
		// Pre-declare an err variable to avoid shadowing client.
		var err error
		client, err = storage.NewClient(context.Background())
		if err != nil {
			http.Error(w, "Internal error", http.StatusInternalServerError)
			log.Printf("storage.NewClient: %v", err)
			return
		}
	})
	// Use client.
}

Java


import com.google.cloud.functions.HttpFunction;
import com.google.cloud.functions.HttpRequest;
import com.google.cloud.functions.HttpResponse;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.util.Arrays;

public class LazyFields implements HttpFunction {
  // Always initialized (at cold-start)
  // Warning: Class variables used in Servlet classes must be thread-safe,
  // or else might introduce race conditions in your code.
  private static final int NON_LAZY_GLOBAL = fileWideComputation();

  // Declared at cold-start, but only initialized if/when the function executes
  // Uses the "initialization-on-demand holder" idiom
  // More information: https://en.wikipedia.org/wiki/Initialization-on-demand_holder_idiom
  private static class LazyGlobalHolder {
    // Making the default constructor private prohibits instantiation of this class
    private LazyGlobalHolder() {}

    // This value is initialized only if (and when) the getLazyGlobal() function below is called
    private static final Integer INSTANCE = functionSpecificComputation();

    private static Integer getInstance() {
      return LazyGlobalHolder.INSTANCE;
    }
  }

  @Override
  public void service(HttpRequest request, HttpResponse response)
      throws IOException {
    Integer lazyGlobal = LazyGlobalHolder.getInstance();

    var writer = new PrintWriter(response.getWriter());
    writer.printf("Lazy global: %s; non-lazy global: %s%n", lazyGlobal, NON_LAZY_GLOBAL);
  }

  private static int functionSpecificComputation() {
    int[] numbers = new int[] {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
    return Arrays.stream(numbers).sum();
  }

  private static int fileWideComputation() {
    int[] numbers = new int[] {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
    return Arrays.stream(numbers).reduce((t, x) -> t * x).getAsInt();
  }
}

C#

using Google.Cloud.Functions.Framework;
using Microsoft.AspNetCore.Http;
using System;
using System.Linq;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace LazyFields;

public class Function : IHttpFunction
{
    // This computation runs at server cold-start.
    // Warning: Class variables used in functions code must be thread-safe.
    private static readonly int NonLazyGlobal = FileWideComputation();

    // This variable is initialized at server cold-start, but the
    // computation is only performed when the function needs the result.
    private static readonly Lazy<int> LazyGlobal = new Lazy<int>(
        FunctionSpecificComputation,
        LazyThreadSafetyMode.ExecutionAndPublication);

    public async Task HandleAsync(HttpContext context)
    {
        // In a more complex function, there might be some paths that use LazyGlobal.Value,
        // and others that don't. The computation is only performed when necessary, and
        // only once per server.
        await context.Response.WriteAsync(
            $"Lazy global: {LazyGlobal.Value}; non-lazy global: {NonLazyGlobal}");
    }

    private static int FunctionSpecificComputation()
    {
        int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
        return numbers.Sum();
    }

    private static int FileWideComputation()
    {
        int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
        return numbers.Aggregate((current, next) => current * next);
    }
}

Ruby

FunctionsFramework.on_startup do
  # This method is called when the function is initialized, not on each
  # invocation.

  # Declare and set non_lazy_global
  set_global :non_lazy_global, file_wide_computation

  # Declare, but do not set, lazy_global
  set_global :lazy_global do
    function_specific_computation
  end
end

FunctionsFramework.http "tips_lazy" do |_request|
  # This method is called every time this function is called.

  "Lazy: #{global :lazy_global}; non_lazy: #{global :non_lazy_global}"
end

PHP

PHP 関数は、リクエスト間で変数を保持できません。前述のスコープのサンプルでは、遅延読み込みを使用してファイル内のグローバル変数の値をキャッシュに保存します。

これは特に、複数の関数を 1 つのファイルに定義し、関数ごとに異なる変数を使用する場合に重要です。遅延初期化を使用しないと、初期化されたが使用されない変数にリソースを浪費することがあります。

インスタンスの最小数を設定してコールド スタートを減らす

デフォルトでは、Cloud Functions は受信リクエスト数に基づいてインスタンス数をスケールします。このデフォルトの動作は、Cloud Functions がいつでもリクエストを処理できるために必要なインスタンスの最小数を設定して変更できます。インスタンスの最小数を設定すると、アプリケーションのコールド スタートが減少します。レイテンシの影響を受けやすいアプリケーションの場合は、インスタンスの最小数を設定することをおすすめします。

インスタンスの最小数を設定する方法については、最小インスタンスの使用をご覧ください。

参考情報

パフォーマンスの改善について詳しくは、「Google Cloud Performance Atlas」の動画 Cloud Functions Cold Boot Time をご覧ください。