使用AWS Amplify、Lambda、API Gateway和DynamoDB部署静态Web应用

如何使用AWS Amplify、Lambda、API Gateway和DynamoDB部署静态Web应用

构建现代Web应用通常涉及复杂的设置和服务器管理，但其实不必如此。Amazon Web Services（AWS）提供了一套强大的"无服务器"服务，让您能够构建和部署应用而无需担心底层基础设施。这意味着AWS会为您处理所有繁重的服务器、扩展和维护工作。

在本教程中，我们将引导您使用几个关键的AWS无服务器服务构建一个简单但功能完整的Web应用。您将学习如何将前端（用户看到的界面）与强大的后端（处理数据的部分）连接起来，实现自动高效的扩展。

目录

• 我们将构建什么：无服务器求和计算器
• 核心AWS服务介绍
• 先决条件：需要准备什么
• 开始构建：如何构建我们的无服务器Web应用
• 如何测试应用：是否正常工作？
• 常见问题及解决方案
• 下一步：增强您的应用
• 结论

我们将构建什么：无服务器求和计算器

我们将创建一个简单的求和计算器Web应用。该应用将允许用户输入两个数字，将其发送到我们的AWS后端进行计算，存储结果，然后将求和结果返回给用户。

计算器的工作流程如下：

1. 接收用户输入：在简单网页中输入两个数字
2. 后端处理：这些数字将发送到运行在AWS Lambda上的代码，进行相加计算
3. 数据存储：计算详情（两个数字、它们的和以及计算时间）将保存在名为DynamoDB的高速数据库中
4. 显示结果：求和结果将返回到网页并显示给用户

这个项目是理解无服务器架构核心概念以及不同AWS服务如何协同工作创建动态Web应用的绝佳方式。

核心AWS服务介绍

在深入之前，让我们熟悉将要使用的主要AWS服务。将它们视为专业工具，每个都有特定职责，共同构建我们的应用。

AWS Lambda：想象一下有一个只在收到特定任务时才激活的小机器人。这就是Lambda！它是"无服务器计算"服务，意味着您不需要管理任何服务器。只需上传代码（本例中的计算器逻辑），Lambda只在需要时运行它。

为什么使用它：它处理我们的后端数学计算（数字相加）。当用户请求求和时，Lambda"唤醒"，执行计算，然后返回休眠状态。这很高效且成本效益高，因为您只需为代码实际运行时间付费。

Amazon API Gateway：将其视为后端的门卫或接待员。当您的网页想要与Lambda函数通信时，它不会直接对话。而是将请求发送到API Gateway。

为什么使用它：API Gateway安全地接收来自网页的请求（如"请计算这两个数字的和"），然后告诉正确的Lambda函数唤醒并处理它。它充当后端的安全入口点，确保只有授权请求才能通过。

Amazon DynamoDB：这是我们高速、灵活的数据库。与传统数据库不同，DynamoDB是NoSQL数据库，非常适合快速高效处理大量数据而无需固定结构。

为什么使用它：我们将使用DynamoDB存储计算历史（输入的数字及其和）。它设计用于处理大量流量而不会减慢速度，非常适合需要快速存储和检索数据的Web应用。

AWS Amplify：Amplify就像您的Web和移动应用个人施工队。它简化了构建、部署和托管前端应用的过程，并与其他AWS服务无缝集成。

为什么使用它：我们将使用Amplify托管简单的HTML、CSS和JavaScript网页。它提供了将网站上线互联网的简单方法，为我们处理所有复杂的部署步骤。

先决条件：需要准备什么

要跟随本教程，您应该具备：

• AWS账户：这是访问所有AWS服务所必需的
• Python基础知识：我们的后端逻辑将使用Python编写
• REST API理解：了解API是什么以及RESTful API的工作原理会有帮助
• HTML/CSS/JavaScript熟悉度：我们的前端将使用这些标准Web技术构建
• NoSQL基础知识：虽然不是严格要求，但理解数据库中的键值对概念会有益

开始构建：如何构建我们的无服务器Web应用

我们将逐步构建应用，从数据库开始，然后是后端代码，通过API连接它们，最后部署前端。

步骤1：使用Amazon DynamoDB设置数据库

我们的计算器需要存储计算结果的地方。为此，我们将使用Amazon DynamoDB。

1. 导航到DynamoDB控制台：
   首先登录AWS管理控制台。在顶部搜索栏中输入"DynamoDB"并从结果中选择"DynamoDB"。这将带您进入DynamoDB仪表板。

2. 创建新表：
   在DynamoDB仪表板上，找到并点击"Create table"按钮。

3. 配置表：
   需要为表添加以下信息：

   • 表名：输入myTable
   • 分区键：输入ID

   分区键是DynamoDB中每个唯一项的主要标识符。将其视为每个记录的唯一ID号。它帮助DynamoDB快速查找和分布数据。

   保留所有其他设置为默认值。

4. 完成表创建：
   点击页面底部的"Create table"按钮。DynamoDB现在将创建您的表，通常需要几秒钟。

5. 重要：记下表ARN：
   表创建后，点击列表中的名称（myTable）进入其详细信息页面。在"Summary"选项卡下，您将找到显示"ARN"的部分。这是在AWS中唯一标识DynamoDB表的标识符。
   复制整个ARN并安全保存（如记事本）。稍后设置Lambda函数权限时需要它。

步骤2：使用AWS Lambda创建后端逻辑

现在我们有了数据库，让我们创建操作的核心：执行加法并保存结果的Lambda函数。

1. 导航到Lambda控制台：
   在AWS管理控制台搜索栏中输入"Lambda"并从结果中选择"Lambda"。这将带您进入Lambda仪表板。
   然后点击仪表板上的"Create function"按钮创建新函数。

2. 配置函数：
   配置您的函数：

   • 选择"Author from scratch"
   • 函数名：给函数起有意义的名字，例如SumCalculatorFunction
   • 运行时：选择"Python 3.9"（或可用的最新Python 3.x运行时）
   • 架构：保留为x86_64（默认）
   • 权限：暂时保留默认执行角色

3. 创建函数：
   点击底部的"Create function"按钮创建函数。

4. 编写Lambda函数代码：
   函数创建后，您将进入其配置页面。向下滚动到"Code source"部分。这是编写或粘贴Python代码的地方。
   您将看到默认的lambda_function.py文件。将其内容替换为以下Python代码：

import json
import boto3
import time
from botocore.exceptions import ClientError# 创建DynamoDB客户端
dynamodb = boto3.resource('dynamodb')
# 指定要交互的DynamoDB表
table = dynamodb.Table('myTable')def lambda_handler(event, context):# 从event数据中提取数字num1 = event.get('num1')num2 = event.get('num2')# 基本验证：检查是否提供了两个数字if num1 is None or num2 is None:return {'statusCode': 400,'body': json.dumps({'message': 'Both num1 and num2 are required'})}# 计算两个数字的和sum_result = num1 + num2# 为DynamoDB项生成唯一IDpartition_key = str(int(time.time() * 1000))sort_key = str(int(time.time()))# 准备要存储在DynamoDB表中的数据item = {'ID': partition_key,'Timestamp': sort_key,'num1': num1,'num2': num2,'sum': sum_result}# 尝试将项存储在DynamoDB表中try:table.put_item(Item=item)except ClientError as e:return {'statusCode': 500,'body': json.dumps({'message': f'Error storing data in DynamoDB: {e.response["Error"]["Message"]}'})}# 如果一切成功，返回成功消息和计算详情return {'statusCode': 200,'body': json.dumps({'message': 'Sum calculated and stored successfully','result': {'ID': partition_key,'Timestamp': sort_key,'num1': num1,'num2': num2,'sum': sum_result}})}

5. 部署代码：
   粘贴代码后，点击代码编辑器上方的"Deploy"按钮。这将保存更改并使其生效。

6. 测试Lambda函数：
   代码部署后，测试Lambda函数（可选但推荐）。点击"Deploy"按钮旁边的"Test"按钮。系统将提示配置测试事件。
   选择"New event"，对于"Event template"，选择"hello-world"。将"Event JSON"框中的示例JSON替换为以下测试数据：

   { "num1": 5, "num2": 10 }
   

   给测试事件命名（例如testSum）。然后点击"Save"和"Test"。您应该看到"Status: Succeeded"消息，在"Execution result"选项卡中，您将看到statusCode: 200和计算的和。这确认了Lambda函数正常工作！

更新Lambda函数权限（IAM角色策略）

我们的Lambda函数当前具有默认权限，通常不包括访问DynamoDB的权限。我们需要明确授予它写入myTable的权限。我们将通过IAM角色策略实现。

1. 导航到权限：
   在Lambda函数配置页面上，点击"Configuration"选项卡。然后选择"Permissions"子选项卡。
   您将看到带有"Role name"的"Execution role"部分。点击此"Role name"（它将是一个链接）。这将带您进入IAM控制台，特别是与Lambda函数关联的角色详细信息。

2. 添加权限：
   在IAM角色页面上，您将看到标题为"Permissions policies"的部分。点击"Add permissions"然后选择"Create inline policy"。

3. 配置策略：
   您将看到"Policy editor"。点击"Visual editor"选项卡（如果尚未选择）。

   • 服务：点击"Choose a service"并搜索选择"DynamoDB"
   • 操作：在"Actions"部分，展开"Write"。搜索PutItem并选择复选框
   • 资源：点击"Specific"，点击"Add ARN"，粘贴之前从步骤1复制的DynamoDB表ARN

4. 审查并创建策略：
   点击"Next: Review policy"。给策略起有意义的名字，例如DynamoDBPutItemPolicy。
   审查策略JSON确保它授予对特定myTable ARN的dynamodb:PutItem权限。然后点击"Create policy"。

现在您的Lambda函数具有写入DynamoDB表所需的权限！

步骤3：使用Amazon API Gateway连接前端和后端

现在我们有了Lambda函数，我们需要让网页能够与之通信。这就是API Gateway的作用。

在AWS管理控制台搜索栏中输入"API Gateway"并从结果中选择"API Gateway"。

1. 创建新API：
   在API Gateway仪表板上，在"REST API"下，点击"Build"按钮。

2. 配置API设置：

   • 选择协议：选择REST
   • 创建新API：选择New API
   • API名称：给API起清晰的名字，例如SumCalculatorAPI
   • 端点类型：选择Regional（默认）
     然后点击"Create API"。

3. 创建资源：
   创建API后，您将进入其仪表板。从"Actions"下拉菜单中，选择"Create Resource"。

   • 资源名称：可以保留为calculator或任何有意义的名称
   • 路径部分：保留为/（根路径）
     然后点击"Create Resource"。

4. 创建方法（POST）：
   在左导航面板中选择根资源（/），从"Actions"下拉菜单中，选择"Create Method"。
   从出现的下拉列表中选择"POST"并点击旁边的复选标记按钮。
   设置详情：

   • 集成类型：选择Lambda Function
   • 使用Lambda代理集成：勾选此框
   • Lambda区域：选择创建Lambda函数的AWS区域
   • Lambda函数：开始输入Lambda函数名称并从下拉列表中选择
     然后点击"Save"。可能会弹出确认添加Lambda权限的窗口。点击"OK"。

5. 启用CORS：
   这是关键步骤！我们的前端（将托管在AWS Amplify上，不同的域）需要权限与API Gateway端点通信。
   仍然选择根资源（/），从"Actions"下拉菜单中，选择"Enable CORS"。将出现对话框。可以接受此简单应用的默认设置。确保POST在"Methods"下被选中，并且"Access-Control-Allow-Origin"设置为'*'。
   然后点击"Enable CORS and replace existing CORS headers"。提示时点击"Yes, replace existing values"。

6. 部署API：
   对API Gateway方法的更改在API"部署"到"阶段"之前不会生效。从"Actions"下拉菜单中，选择"Deploy API"。

   • 部署阶段：选择"[New Stage]"
   • 阶段名称：给阶段起名字，例如dev
   • 阶段描述：（可选）添加描述
     然后点击"Deploy"。

7. 记下调用URL：
   部署后，您将进入"Stages"视图。在左导航面板中点击新创建的阶段（例如dev）。
   您将看到"Invoke URL"。这是API端点的公共URL。
   复制整个调用URL并安全保存。这是我们的前端将用于向Lambda函数发送数字的URL！

步骤4：创建前端Web应用

现在我们的后端已准备好接收请求和处理计算，让我们构建用户将交互的简单网页。我们将使用基本的HTML、CSS和JavaScript。

您需要在计算机上的新文件夹中创建三个文件：index.html、app.js和style.css。

index.html（网页结构）

<!DOCTYPE html>
<html>
<head><meta charset="UTF-8"><title>Sum Calculator</title><link rel="stylesheet" href="style.css">
</head>
<body><h1>SUM CALCULATOR</h1><form id="calculatorForm"><label for="num1">Number 1:</label><input type="number" id="num1" required><label for="num2">Number 2:</label><input type="number" id="num2" required><button type="submit" id="calculateBtn"><span id="btnText">CALCULATE</span><span id="loadingSpinner" class="spinner d-none"></span> </button></form><div id="errorAlert" class="alert d-none"><strong style="color: red;">Error!</strong> <span id="errorMessage"></span></div><div id="resultSection" class="result-box d-none"><h2>Calculation Result:</h2><p><strong>Transaction ID:</strong> <span id="resultId"></span></p><p><strong>Timestamp:</strong> <span id="resultTimestamp"></span></p><p><strong>Numbers:</strong> <span id="resultNum1"></span> + <span id="resultNum2"></span></p><p><strong>Sum:</strong> <span id="resultSum"></span></p></div><script src="app.js"></script>
</body>
</html>

app.js（前端逻辑）
记住将替换为从步骤3复制的实际调用URL！

document.addEventListener('DOMContentLoaded', function() {const API_ENDPOINT = 'https://YOUR_API_GATEWAY_INVOKE_URL_HERE.execute-api.us-east-1.amazonaws.com/dev';const calculatorForm = document.getElementById('calculatorForm');const num1Input = document.getElementById('num1');const num2Input = document.getElementById('num2');const calculateBtn = document.getElementById('calculateBtn');const btnText = document.getElementById('btnText');const loadingSpinner = document.getElementById('loadingSpinner');const errorAlert = document.getElementById('errorAlert');const errorMessage = document.getElementById('errorMessage');const resultSection = document.getElementById('resultSection');const resultId = document.getElementById('resultId');const resultTimestamp = document.getElementById('resultTimestamp');const resultNum1 = document.getElementById('resultNum1');const resultNum2 = document.getElementById('resultNum2');const resultSum = document.getElementById('resultSum');calculatorForm.addEventListener('submit', function(event) {event.preventDefault();errorAlert.classList.add('d-none');resultSection.classList.add('d-none');const num1 = parseFloat(num1Input.value);const num2 = parseFloat(num2Input.value);if (isNaN(num1) || isNaN(num2)) {showError('Please enter valid numbers');return;}setLoadingState(true);const requestData = {num1: num1,num2: num2};fetch(API_ENDPOINT, {method: 'POST',headers: {'Content-Type': 'application/json'},body: JSON.stringify(requestData)}).then(response => {if (!response.ok) {return response.json().then(errData => {throw new Error(errData.message || 'Server error');});}return response.json();}).then(data => {setLoadingState(false);if (data.statusCode && data.statusCode === 200 && data.body) {try {const resultData = typeof data.body === 'string' ? JSON.parse(data.body) : data.body;displayResult(resultData);} catch (err) {showError('Error parsing the result: ' + err.message);}} else {showError('Unexpected API response format');}}).catch(error => {setLoadingState(false);showError(error.message || 'An error occurred while communicating with the API');});});function showError(message) {errorMessage.textContent = message;errorAlert.classList.remove('d-none');}function setLoadingState(isLoading) {if (isLoading) {btnText.textContent = 'Calculating...';loadingSpinner.classList.remove('d-none');calculateBtn.disabled = true;} else {btnText.textContent = 'CALCULATE';loadingSpinner.classList.add('d-none');calculateBtn.disabled = false;}}function displayResult(data) {if (!data.result) {showError('No result data in the API response');return;}const result = data.result;let timestampDisplay = result.Timestamp;if (result.Timestamp && !isNaN(result.Timestamp)) {const date = new Date(parseInt(result.Timestamp) * 1000);timestampDisplay = date.toLocaleString();}resultId.textContent = result.ID || 'N/A';resultTimestamp.textContent = timestampDisplay || 'N/A';resultNum1.textContent = result.num1;resultNum2.textContent = result.num2;resultSum.textContent = result.sum;resultSection.classList.remove('d-none');}
});

style.css（页面样式）

body {background-color: #222629;color: #FFFFFF;font-family: system-ui, -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Segoe UI", Roboto, Oxygen, Ubuntu, Cantarell, "Open Sans", "Helvetica Neue", sans-serif;padding: 20px;display: flex;flex-direction: column;align-items: center;min-height: 100vh;margin: 0;
}h1 {color: #86C232;margin-bottom: 30px;
}label {font-size: 18px;margin-right: 10px;display: inline-block;width: 80px;text-align: right;
}input[type="number"] {background-color: #333;border: 1px solid #444;color: #FFFFFF;padding: 8px 12px;font-size: 16px;border-radius: 5px;margin-bottom: 15px;width: 150px;outline: none;
}input[type="number"]:focus {border-color: #86C232;box-shadow: 0 0 0 3px rgba(134, 194, 50, 0.5);
}button {background-color: #86C232;border: none;color: #FFFFFF;font-size: 18px;font-weight: bold;padding: 10px 20px;border-radius: 5px;cursor: pointer;transition: background-color 0.3s ease;display: flex;align-items: center;justify-content: center;gap: 10px;margin-top: 20px;width: 180px;
}button:hover:not(:disabled) {background-color: #6a9b2b;
}button:disabled {background-color: #555;cursor: not-allowed;
}#calculatorForm {background-color: #333;padding: 30px;border-radius: 8px;box-shadow: 0 4px 8px rgba(0, 0, 0, 0.2);display: flex;flex-direction: column;align-items: flex-start;margin-bottom: 30px;
}.spinner {border: 3px solid rgba(255, 255, 255, 0.3);border-top: 3px solid #FFFFFF;border-radius: 50%;width: 20px;height: 20px;animation: spin 1s linear infinite;
}@keyframes spin {0% { transform: rotate(0deg); }100% { transform: rotate(360deg); }
}.alert {background-color: #330d0d;border: 1px solid #ff4d4d;color: #ff4d4d;padding: 10px 15px;border-radius: 5px;margin-top: 20px;width: 100%;max-width: 400px;text-align: center;
}.result-box {background-color: #333;border: 1px solid #86C232;padding: 20px;border-radius: 8px;box-shadow: 0 4px 8px rgba(0, 0, 0, 0.2);width: 100%;max-width: 400px;margin-top: 20px;animation: fadeIn 0.5s ease-in-out;
}.result-box h2 {color: #86C232;margin-top: 0;border-bottom: 1px solid #444;padding-bottom: 10px;margin-bottom: 15px;
}.result-box p {margin-bottom: 8px;
}.result-box strong {color: #99EE33;
}.d-none {display: none !important;
}@keyframes fadeIn {from { opacity: 0; transform: translateY(10px); }to { opacity: 1; transform: translateY(0); }
}

步骤5：使用AWS Amplify部署前端

最后，让我们使用AWS Amplify将前端Web应用上线。Amplify使托管静态网站变得异常简单。

1. 准备前端文件：
   确保所有三个文件（index.html、app.js、style.css）在计算机上的单个文件夹中。
   将此文件夹压缩为ZIP文件。确保index.html文件位于ZIP文件的根目录（不在ZIP内的另一个子文件夹中）。

2. 导航到AWS Amplify控制台：
   在AWS管理控制台搜索栏中输入"Amplify"并从结果中选择"AWS Amplify"。

3. 无Git提供商部署：
   在Amplify控制台上，您将看到连接到Git提供商的选项。为简化本教程，我们选择手动部署。
   在"Deploy without Git provider"下，点击"Deploy"。

4. 上传文件：

   • 应用名称：给应用起名字，例如SumCalculatorWebApp
   • 环境名称：可以使用dev或main
   • 拖放或浏览文件：点击"drag and drop"区域或"Choose files"按钮
   • 选择在步骤5.1中创建的ZIP文件

5. 审查并部署：
   现在点击"Save and Deploy"。Amplify将获取ZIP文件，提取其内容，并将静态网站部署到由AWS CloudFront提供的全球内容分发网络。这使您的网站在世界任何地方都能快速加载。此过程可能需要几分钟。

6. 访问实时应用：
   部署完成后，Amplify将提供"Domain" URL。点击此URL。这是您的实时公共Web应用！

如何测试应用：是否正常工作？

现在是最激动人心的部分——通过以下步骤测试我们完全无服务器的Web应用：

1. 打开Amplify应用URL：导航到AWS Amplify提供的"Domain" URL
2. 输入数字：在"Number 1"和"Number 2"输入字段中，输入任意两个数字（例如5和10）
3. 点击"CALCULATE"：点击"CALCULATE"按钮。您应该短暂看到按钮上显示"Calculating..."
4. 观察结果：如果一切设置正确，您应该看到"Calculation Result"框出现在表单下方，显示交易ID、时间戳、数字及其和！
5. 在DynamoDB中验证（可选）：
   • 返回DynamoDB控制台
   • 点击myTable
   • 点击"Explore table items"选项卡
   • 您现在应该看到新条目，对应于在Web应用上执行的每个计算，存储了ID、时间戳、num1、num2和sum！

常见问题及解决方案

有时事情不会第一次就完美工作。以下是一些常见问题及解决方法：

CORS错误：

• 症状：Web浏览器开发者控制台显示错误，如"Access to fetch at '...' from origin '...' has been blocked by CORS policy"
• 解决方案：返回步骤3第5部分（启用CORS）并确保已为API启用CORS。确保POST被选中且Access-Control-Allow-Origin正确配置

Lambda超时：

• 症状：Web应用持续显示"Calculating..."或出现通用错误，在Lambda函数日志中看到"Task timed out"
• 解决方案：增加Lambda函数的"Timeout"设置

DynamoDB权限错误：

• 症状：Lambda函数执行失败，日志中看到错误如"User: ... is not authorized to perform: dynamodb:PutItem on resource: ..."
• 解决方案：确保正确添加了dynamodb:PutItem操作并指定了myTable的ARN作为资源

不正确的API Gateway调用URL：

• 症状：前端发出请求但立即失败或浏览器控制台中出现网络错误
• 解决方案：仔细检查app.js文件中的API_ENDPOINT常量是否与从API Gateway复制的调用URL完全一致

下一步：增强您的应用

这个计算器是一个很好的起点，但您可以显著扩展它：

• 添加身份验证：实现用户登录和注册，使只有授权用户才能使用计算器
• 实现错误处理：根据后端发送的内容显示特定错误消息，使前端更健壮
• 创建计算历史视图：扩展前端以获取和显示DynamoDB中存储的所有过去计算列表
• 添加输入验证：在前端和后端实现更健壮的验证以处理非数字输入或其他边缘情况
• 实现实时更新：使用AWS AppSync或带有API Gateway的WebSocket将新计算结果实时推送到前端，无需页面刷新

结论

恭喜！您已成功在AWS上构建并部署了功能完整的无服务器Web应用。您已经了解了如何利用强大的服务如AWS Lambda、Amazon API Gateway、Amazon DynamoDB和AWS Amplify来创建可扩展、成本效益高且维护量低的应用。

这种架构非常强大，因为它可以自动扩展以处理数千甚至数百万用户，而您无需管理单个服务器。请记住在完成实验后清理AWS资源以避免不必要的费用。

进一步学习资源

• AWS Lambda文档：深入了解无服务器函数
• Amazon DynamoDB开发指南：了解更多关于NoSQL数据库的知识
• Amazon API Gateway教程：探索构建各种类型的API
• AWS Amplify文档：发现构建和部署全栈应用的更多功能
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