AWS Lambda の Provisioned Concurrency について調べてみた

はじめに

こんにちは、技術一課の山中です。

もう春ですね。春は好きです。こんな時だからこそ、春を感じて過ごしたいです。

Provisioned Concurrency とは

2019 年 12 月に発表された機能です。

https://aws.amazon.com/jp/about-aws/whats-new/2019/12/aws-lambda-announces-provisioned-concurrency/

この機能を利用すると、初期化処理の完了した AWS Lambda の実行環境を事前にプロビジョニングしておくことができます。これまでは、 AWS Lambda のコールドスタート対策として、 CloudWatch Events で定期的に対象の Lambda ファンクションを起動するような方法がとられていましたが、この機能を利用するとより簡単に対策を行うことができそうです。

20190402 AWS Black Belt Online Seminar Let's Dive Deep into AWS Lambda Part1 & Part2 from Amazon Web Services Japan

料金

通常の AWS Lambda の料金は以下のとおりです。 ※ 東京リージョンの場合

項目	料金
リクエストに応じた料金	1 M リクエスト当たり、 0.20 USD
コンピューティング料金	1 GB のコンピューティング環境で 1 秒間実行するにつき、 0.000016667 USD

これに対して、 Provisioned Concurrency を有効にする場合、以下に基づいて料金が発生します。 ※ 東京リージョンの場合

項目	料金
Provisioned Concurrency を有効にしている間かかる料金	1 GB のコンピューティング環境を 1 秒間確保すると、 0.000005384 USD
リクエストに応じた料金	1 M リクエスト当たり、 0.20 USD
コンピューティング料金	1 GB のコンピューティング環境で 1 秒間実行するにつき、 0.000012562 USD

例えば、関数に 1,024 MB のメモリを割り当て、 Provisioned Concurrency を 2 時間有効にしたとしましょう。プロビジョニングした同時実行数は 1,000 とします。 2 時間の間に関数を 120 万回実行し、 1 リクエストにつき 1 秒間稼動しました。この場合の料金は以下のように計算されます。

1. Provisioned Concurrency の料金

Provisioned Concurrency の料金は、 GB / 秒当たり、 0.000005384 USD
Provisioned Concurrency が有効になっている合計秒数は、 2 時間 → 7,200 秒
プロビジョニングした同時実行の合計 (GB) は、 1,024 MB → 1 GB なので、同時実行数 1,000 × 1 GB → 1,000 GB
Provisioned Concurrency の合計量 (GB / 秒) は、 1,000 GB × 7,200 秒 → 7,200,000 GB / 秒

よって、以下のようになります。

Provisioned Concurrency 料金 → 7,200,000 GB/秒 x 0.000005384 USD = 39 USD

2. リクエスト料金

リクエストに応じた料金は、 1,000,000 リクエスト当たり 0.20 USD

よって、以下のようになります。

リクエスト料金 → 1,200,000 リクエスト × 0.20 USD / 1,000,000 リクエスト = 0.24 USD

3. コンピューティング料金

コンピューティング料金は、 GB / 秒当たり、 0.000012562 USD
合計コンピューティング時間 (秒) は、 1,200,000 リクエスト × 1 秒 / リクエスト → 1,200,000 秒
実行コンピューティングの合計量 (GB / 秒) は、 1,024 MB → 1 GB なので、 1,200,000 秒 × 1 GB → 1,200,000 GB / 秒

よって、以下のようになります。

合計コンピューティング料金 → 1,200,000 GB / 秒 × 0.000012562 USD = 15 USD

4. 合計料金

合計料金 → Provisioned Concurrency の料金　+ リクエスト料金 + コンピューティング料金 = 39 USD + 0.24 USD + 15 USD = 54.24 USD

よって、この例では東京リージョンだと 54.24 USD 程度の料金が発生することがわかりました。

使ってみる

検証用に以下 2 つの Amazon API Gateway + AWS Lambda の組み合わせを用意しました。

Provisioned Concurrency を有効にした API

リクエスト URL	プロビジョニングされた同時実行数
xxxxxx.execute-api.ap-northeast-1.amazonaws.com/dev/enabled	100

Provisioned Concurrency は無効の API

リクエスト URL	プロビジョニングされた同時実行数
xxxxxx.execute-api.ap-northeast-1.amazonaws.com/dev/disabled	0

このリクエスト URL に対して、 ApacheBench からリクエストをして計測していきます。

Provisioned Concurrency を有効にした API

Provisioned Concurrency を有効にした API に対して、実行した結果は以下のとおりです。一瞬でレスポンスが返ってきました。

$ ab -n 100 -c 100 https://xxxxxx.execute-api.ap-northeast-1.amazonaws.com/dev/enabled
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1843412 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

Benchmarking xxxxxx.execute-api.ap-northeast-1.amazonaws.com (be patient).....done


Server Software:
Server Hostname:        xxxxxx.execute-api.ap-northeast-1.amazonaws.com
Server Port:            443
SSL/TLS Protocol:       TLSv1.2,ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256,2048,128
Server Temp Key:        ECDH P-256 256 bits
TLS Server Name:        xxxxxx.execute-api.ap-northeast-1.amazonaws.com

Document Path:          /dev/enabled
Document Length:        0 bytes

Concurrency Level:      100
Time taken for tests:   0.311 seconds
Complete requests:      100
Failed requests:        0
Total transferred:      48200 bytes
HTML transferred:       0 bytes
Requests per second:    321.42 [#/sec] (mean)
Time per request:       311.119 [ms] (mean)
Time per request:       3.111 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate:          151.29 [Kbytes/sec] received

Connection Times (ms)
              min  mean[+/-sd] median   max
Connect:       11   59  14.9     71      73
Processing:    27   46  14.7     47     173
Waiting:       26   45  14.5     46     170
Total:         74  104  15.3    104     184

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
  50%    104
  66%    110
  75%    115
  80%    119
  90%    122
  95%    125
  98%    130
  99%    184
 100%    184 (longest request)

Provisioned Concurrency は無効の API

続いて Provisioned Concurrency は無効の API に対して実行します。やはり、先ほどと比べるとかなりレスポンスまでに時間がかかっています。

$ ab -n 100 -c 100 https://xxxxxx.execute-api.ap-northeast-1.amazonaws.com/dev/disabled
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1843412 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

Benchmarking xxxxxx.execute-api.ap-northeast-1.amazonaws.com (be patient).....done


Server Software:
Server Hostname:        xxxxxx.execute-api.ap-northeast-1.amazonaws.com
Server Port:            443
SSL/TLS Protocol:       TLSv1.2,ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256,2048,128
Server Temp Key:        ECDH P-256 256 bits
TLS Server Name:        xxxxxx.execute-api.ap-northeast-1.amazonaws.com

Document Path:          /dev/disabled
Document Length:        0 bytes

Concurrency Level:      100
Time taken for tests:   4.248 seconds
Complete requests:      100
Failed requests:        0
Total transferred:      48200 bytes
HTML transferred:       0 bytes
Requests per second:    23.54 [#/sec] (mean)
Time per request:       4248.289 [ms] (mean)
Time per request:       42.483 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate:          11.08 [Kbytes/sec] received

Connection Times (ms)
              min  mean[+/-sd] median   max
Connect:       11   71  20.7     79      82
Processing:    58  990 301.6    957    3028
Waiting:       54  989 301.8    957    3028
Total:         83 1060 306.1   1036    3107

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
  50%   1036
  66%   1068
  75%   1093
  80%   1112
  90%   1164
  95%   1213
  98%   2301
  99%   3107
 100%   3107 (longest request)

この後にすぐ、同じリクエストを実行してみた結果が以下です。この結果から、レスポンスで時間がかかっていた原因として、コールドスタートが起因していることが考えられますね。

$ ab -n 100 -c 100 https://xxxxxx.execute-api.ap-northeast-1.amazonaws.com/dev/disabled
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1843412 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

Benchmarking xxxxxx.execute-api.ap-northeast-1.amazonaws.com (be patient).....done


Server Software:
Server Hostname:        xxxxxx.execute-api.ap-northeast-1.amazonaws.com
Server Port:            443
SSL/TLS Protocol:       TLSv1.2,ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256,2048,128
Server Temp Key:        ECDH P-256 256 bits
TLS Server Name:        xxxxxx.execute-api.ap-northeast-1.amazonaws.com

Document Path:          /dev/disabled
Document Length:        0 bytes

Concurrency Level:      100
Time taken for tests:   0.268 seconds
Complete requests:      100
Failed requests:        0
Total transferred:      48200 bytes
HTML transferred:       0 bytes
Requests per second:    373.68 [#/sec] (mean)
Time per request:       267.612 [ms] (mean)
Time per request:       2.676 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate:          175.89 [Kbytes/sec] received

Connection Times (ms)
              min  mean[+/-sd] median   max
Connect:       66   69   5.0     66      80
Processing:    21   35   8.8     34      94
Waiting:       21   35   8.8     34      94
Total:         87  104   9.8    104     160

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
  50%    104
  66%    107
  75%    110
  80%    110
  90%    114
  95%    121
  98%    138
  99%    160
 100%    160 (longest request)