なぜLambdaにRustなのか

AWS公式が挙げるRustの特徴は以下の4点です。

高いパフォーマンスとして、ネイティブコンパイルにより実行速度がNode.jsやPythonを大幅に上回ります。

メモリ効率については、ガベージコレクションがないため、メモリ使用量が予測可能で少なく済みます。

コンパイル時のコード安全性により、メモリ安全性がコンパイル時に保証され、ランタイムエラーが減少します。

成熟したエコシステムとして、Cargoによるパッケージ管理、豊富なクレート（ライブラリ）が利用可能です。

特にサーバーレス環境では、コールドスタート時間とメモリ課金が直接コストに影響するため、Rustの特性が活きてきます。

Rustランタイムのアーキテクチャ

LambdaにおけるRustの実行モデルは、Node.jsやPythonとは少し異なります。

RustのLambda関数は、ランタイムと関数コードが一体化した単一の実行ファイル（bootstrap）として動作します。Lambda Runtime APIを通じてLambdaサービスと通信し、イベントの取得とレスポンスの送信を行います。

主要なクレートは以下の通りです。

lambda_runtime - Lambdaランタイムのコア機能
lambda_http - HTTP API Gateway連携
aws_lambda_events - イベント型定義

Cargo Lambdaで開発を始める

AWS公式ブログでは、Cargo Lambdaを使った開発フローが推奨されています。Cargo LambdaはRust用のLambda開発ツールチェーンで、ビルドからデプロイまでをサポートします。

環境構築

まず、Cargo Lambdaをインストールします。

# インストールコマンド（シェル）
cargo install cargo-lambda

# 新規プロジェクト作成
cargo lambda new my-function

前提条件として、Rust 1.70以上が必要です。CDKを使う場合はNode.js 20以上も必要になります。

シンプルなHello World

use lambda_http::{run, service_fn, Body, Error, Request, Response};
use serde::{Deserialize, Serialize};

/// APIからのリクエストボディをパースするための構造体
#[derive(Deserialize)]
struct MyRequest {
    name: String,
}

/// クライアントへ返すレスポンスの構造体
#[derive(Serialize)]
struct MyResponse {
    message: String,
}

/// メインのロジックを担うハンドラ関数
async fn function_handler(event: Request) -> Result<Response<Body>, Error> {
    // 1. リクエストボディの取り出しとパース
    let body = event.body();
    let s = std::str::from_utf8(body).unwrap_or("{}");
    let req: MyRequest = serde_json::from_str(s).map_err(|_| "Invalid JSON")?;

    // 2. ビジネスロジックの実行
    let greeting = format!("Hello, {}! Welcome to Rust on AWS Lambda.", req.name);
    let resp_data = MyResponse { message: greeting };

    // 3. HTTPレスポンスの構築
    let resp = Response::builder()
        .status(200)
        .header("content-type", "application/json")
        .body(serde_json::to_string(&resp_data)?.into())
        .map_err(Box::new)?;

    Ok(resp)
}

#[tokio::main]
async fn main() -> Result<(), Error> {
    // トレーシング（ログ）の初期化
    tracing_subscriber::fmt()
        .with_max_level(tracing::Level::INFO)
        .with_target(false)
        .without_time()
        .init();

    // ランタイムの起動
    run(service_fn(function_handler)).await
}

実行環境ライフサイクルとパフォーマンス

Lambdaの実行環境には3つのフェーズがあります。

Initフェーズでは、ランタイムのブートストラップと関数の静的コード実行が行われます。このフェーズは最大10秒と定められています。Rustの場合、バイナリの起動が非常に高速なため、このフェーズを短縮できます。

Invokeフェーズでは、Runtime APIからイベントを取得してハンドラ関数を実行します。

Shutdownフェーズでは、実行環境の終了処理が行われます。

コールドスタートの実測値

Rustの最大の強みはコールドスタート時間です。

AWS公式のパフォーマンス測定によると、シンプルなHTTP関数でコールドスタートが10ms以下、ウォームスタートは数ms程度という結果が報告されています。

これはNode.jsの100-200ms、Pythonの200-300ms、Javaの1-3秒と比較すると劇的な差です。

AWS CDKとの連携

Rustの関数をCDKでデプロイする場合、RustFunction コンストラクトが利用できます。

// CDKでのRust Lambda定義イメージ
import { RustFunction } from '@aws-cdk/aws-lambda-rust-alpha';
const rustFn = new RustFunction(this, 'MyRustFunction', {
   manifestPath: 'path/to/Cargo.toml',
   bundling: {
     cargoLambdaFlags: ['--release'],
   },
});