了解 Lambda 執行環境生命週期

Lambda 會在執行環境中調用您的函數，該環境可提供安全且隔離的執行時間環境。執行環境會管理執行函式所需的資源。執行環境也會提供函式執行階段的生命週期支援，以及與函式相關聯的任何外部延伸項目。

函數的執行時間會使用 Runtime API 與 Lambda 進行通訊。延伸項目會使用 Extensions API 與 Lambda 進行通訊。延伸項目還可以透過使用遙測 API 來接收函數的日誌訊息和其他遙測項目。

當您建立 Lambda 函數時，您將指定組態資訊，例如您的函數允許的記憶體數量與執行時間上限。Lambda 會使用此資訊來設定執行環境。

函式的執行階段和每個外部延伸項目都是在執行環境中執行的程序。許可、資源、認證和環境變數會在函式和延伸項目之間共用。

Lambda 執行環境生命週期

每個階段都以 Lambda 傳送到執行階段和所有已註冊延伸項目的事件開始。執行時間和每個已註冊延伸項目都會透過傳送 Next API 請求來表示已完成。當執行時間和每個延伸項目已完成且沒有擱置的事件時，Lambda 凍結執行環境。

初始化階段

在 Init 階段中，Lambda 會執行三項任務：

當執行階段和所有延伸項目透過傳送 Next API 請求發出訊號表示它們已準備就緒時，Init 階段便會結束。Init 階段限制為 10 秒。如果所有三項任務都未在 10 秒內完成，Lambda 會在第一次函數調用時以設定的函數逾時重試 Init 階段。

在 Lambda SnapStart 啟動的情況下，發佈函數版本時會發生 Init 階段。Lambda 會儲存初始化執行環境的記憶體和磁碟狀態快照、保留加密的快照，並快取以進行低延遲存取。如果您擁有檢查點前的執行時期勾點，則程式碼會在 Init 階段結束時執行。

使用佈建並行時，當您設定函數的電腦設定，Lambda 會初始化執行環境。Lambda 也可確保初始化的執行環境在調用之前隨時可用。您會發現函數調用和初始化階段之間出現差距。根據函數的執行期和記憶體組態，您也會在初始化的執行環境上第一次調用時看到變數延遲。

對於使用隨需並行的函數，Lambda 偶爾會在調用請求之前初始化執行環境。發生這種情況時，您也會注意到函數初始化和調用階段之間出現時間差。建議您不要依賴此行為。

初始化階段期間出現的失敗

如果在 Init 階段期間函數當機或出現逾時，Lambda 會在 INIT_REPORT 日誌檔中發出錯誤資訊。

INIT_REPORT Init Duration: 1236.04 ms Phase: init Status: timeout

INIT_REPORT Init Duration: 1236.04 ms Phase: init Status: error Error Type: Extension.Crash

如果 Init 階段成功，除非已啟用 SnapStart 或佈建並行，否則 Lambda 不會發出 INIT_REPORT 日誌。SnapStart 和佈建並行函數一律會發出 INIT_REPORT。如需詳細資訊，請參閱監控 Lambda SnapStart。

還原階段 (僅限 Lambda SnapStart)

第一次調用 SnapStart 函數且函數擴展時，Lambda 會從保留的快照繼續新的執行環境，而不是從頭開始初始化函數。如果您有還原後執行期掛鉤，程式碼會在Restore階段結束時執行。您需要支付還原後執行期掛鉤的期間費用。執行時間必須載入，且還原後執行時間勾點必須在逾時限制 (10 秒） 內完成。否則，您將收到 SnapStartTimeoutException 訊息。Restore 階段完成時，Lambda 會調用函數處理常式 (調用階段)。

還原階段期間出現的失敗

如果 Restore 階段失敗，Lambda 會在 RESTORE_REPORT 日誌檔中發出錯誤資訊。

RESTORE_REPORT Restore Duration: 1236.04 ms Status: timeout

RESTORE_REPORT Restore Duration: 1236.04 ms Status: error Error Type: Runtime.ExitError

如需RESTORE_REPORT 日誌的詳細資訊，請參閱 監控 Lambda SnapStart。

調用階段

調用 Lambda 函數以回應 Next API 請求時，Lambda 會將 Invoke 事件傳送至執行時間和每個延伸項目。

該函式的逾時設定會限制整個 Invoke 階段的持續時間。例如，如果您將函式逾時設定為 360 秒，則函式和所有延伸項目都需要在 360 秒內完成。請注意，沒有獨立的調用後階段。持續時間是所有調用時間 (執行階段 + 延伸項目) 的總和，直到函式和所有延伸項目完成執行後才會計算。

調用階段會在執行階段後結束，所有延伸項目訊號都透過傳送 Next API 請求完成。

調用階段期間出現的故障

如果 Lambda 函數當機或在 Invoke 階段逾時，Lambda 會重設執行環境。下圖會說明發生調用故障時 Lambda 執行環境的行為：

在前一張示意圖中：

關閉階段

當 Lambda 即將關閉執行時間，它會將 Shutdown 事件傳送至每個已註冊外部延伸。延伸項目可以使用此時間進行最終清理工作。Shutdown 事件是對 Next API 請求的回應。

持續時間：整個 Shutdown 階段上限為 2 秒。如果執行時間或任何延伸項目沒有回應，Lambda 會透過訊號 (SIGKILL) 加以終止。

在函數和所有延伸項目完成之後，Lambda 會維護執行環境一段時間，並預期另一個函數調用。不過，Lambda 每隔幾小時終止一次執行環境，以允許執行時期更新和維護，即使對於持續調用的函數也是如此。您不應該假設執行環境將無限期持續運作。如需詳細資訊，請參閱在函數中實作無狀態。

再次調用該函數時，Lambda 會解凍環境以供重複使用。重複使用執行環境具有下列含義：

冷啟動和延遲

當 Lambda 收到透過 Lambda API 執行函數的請求時，服務會先準備執行環境。在此初始化階段，服務會下載您的程式碼、啟動環境，並在主處理常式之外執行任何初始化程式碼。最後，Lambda 會執行處理常式程式碼。

在此圖表中，下載程式碼和設定環境的前兩個步驟通常稱為「冷啟動」。您這次不需要支付費用，但它會為整體調用持續時間增加延遲。

調用完成後，執行環境會凍結。為了改善資源管理和效能，Lambda 會保留執行環境一段時間。在此期間，如果另一個請求到達相同函數，Lambda 可以重複使用環境。第二個請求通常會更快完成，因為執行環境已完全設定。這就是所謂的「暖啟動」。

冷啟動通常發生在不到 1% 的調用中。冷啟動的持續時間從低於 100 毫秒至超過 1 秒不等。一般而言，冷啟動在開發和測試函數中通常比生產工作負載更常見。這是因為開發和測試函數的調用頻率通常較低。

使用佈建並行減少冷啟動

如果您需要工作負載的可預測函數開始時間，建議採用佈建並行解決方案，以確保盡可能降低延遲。此功能會預先初始化執行環境，減少冷啟動。

例如，佈建並行為 6 的函數有 6 個預先暖機的執行環境。

最佳化靜態初始化

靜態初始化在處理常式程式碼開始在函數中執行之前進行。這是您提供的初始化程式碼，位於主處理常式之外。此程式碼通常用於匯入程式庫和相依性、設定組態，以及初始化對其他服務的連線。

下列 Python 範例顯示在叫用期間執行lambda_handler函數之前，在初始化階段匯入和設定模組，以及建立 Amazon S3 用戶端。

import os
import json
import cv2
import logging
import boto3

s3 = boto3.client('s3')
logger = logging.getLogger()
logger.setLevel(logging.INFO)

def lambda_handler(event, context):

  # Handler logic...

函數執行前延遲的最大貢獻者來自初始化程式碼。此程式碼會在第一次建立新的執行環境時執行。如果調用使用暖執行環境，則不會再次執行初始化程式碼。影響初始化程式碼延遲的因素包括：

開發人員可以採取許多步驟來最佳化靜態初始化延遲。如果一個函數具有許多物件和連線，您可以將單一函數重新架構為多個專用函數。這些個別較小，且每個的初始化程式碼較少。

重要的是，函數僅匯入所需的程式庫和相依項。例如，如果您只在 AWS SDK 中使用 Amazon DynamoDB，您可以要求個別服務，而不是整個 SDK。比較下列三個範例：

// Instead of const AWS = require('aws-sdk'), use:
const DynamoDB = require('aws-sdk/clients/dynamodb')

// Instead of const AWSXRay = require('aws-xray-sdk'), use:
const AWSXRay = require('aws-xray-sdk-core')

// Instead of const AWS = AWSXRay.captureAWS(require('aws-sdk')), use:
const dynamodb = new DynamoDB.DocumentClient()
AWSXRay.captureAWSClient(dynamodb.service)

靜態初始化通常是開啟資料庫連線的最佳位置，讓函數透過多次呼叫重複使用對相同執行環境的連線。但是，您可能具有大量僅在函數的某些執行路徑中使用的物件。在這種情況下，您可以在全域範圍內延遲載入變數，以縮短靜態初始化持續時間。

避免全域變數以取得內容特定資訊。如果您的函數具有僅在單次調用的生命週期內使用並在下次調用時重設的全域變數，請使用處理常式本機的變數範圍。這不僅可以防止調用間的全域變數洩漏，還可以改善靜態初始化效能。