Step Functions: serverloze workflows orkestreren

Step Functions heeft twee typen workflows. Standaardworkflows: duurzaam, met een maximale duur van 1 jaar, uitvoeringssemantiek voor precies één uitvoering en een volledige uitvoeringsgeschiedenis die 90 dagen wordt bewaard — geschikt voor langlopende bedrijfsprocessen. Express-workflows: hoge verwerkingscapaciteit (meer dan 100.000 uitvoeringen per seconde), een maximale duur van 5 minuten, semantiek voor minimaal één uitvoering en logboeken die naar CloudWatch worden verzonden — geschikt voor realtimegebeurtenisverwerking en IoT-gegevenspijplijnen. Kies op basis van duur, verwerkingscapaciteit en vereisten voor idempotentie.

Task-statussen in Step Functions ondersteunen twee integratiepatronen. Request-Response: roep een AWS-service aan en ga onmiddellijk verder (fire-and-forget). Sync Integration: roep een service aan en wacht totdat deze is voltooid voordat je naar de volgende status gaat (bijvoorbeeld wachten tot een ECS-taak is voltooid, een Glue-taak klaar is of een SageMaker-trainingsjob is beëindigd). Voor synchrone integratie wordt het achtervoegsel :sync:2 gebruikt in de ARN van de resource. Hierdoor is pollinglogica niet nodig.

Een Choice-status implementeert voorwaardelijke vertakking — het workflow-equivalent van een if/else- of switch-instructie. Je definieert Choices als een array met voorwaarden; de eerste overeenkomende voorwaarde bepaalt de volgende status. Een Default-status handelt gevallen af waarvoor geen overeenkomst is gevonden. Met keuzestatussen kun je een bestelling naar verschillende afhandelingspaden routeren op basis van producttype, klantniveau of betaalstatus, zonder voorwaardelijke Lambda-logica te schrijven.

Een Parallel-status voert meerdere vertakkingen gelijktijdig uit en wacht totdat ze allemaal zijn voltooid voordat de workflow verdergaat — handig voor gelijktijdige taken, zoals tegelijkertijd een kredietcontrole en een voorraadcontrole uitvoeren. Een Map-status doorloopt een array in de invoer en past dezelfde reeks statussen parallel toe op elk element — handig voor het verwerken van een batch items die door een vorige stap is teruggegeven, zoals het wijzigen van het formaat van meerdere geüploade afbeeldingen.

Elke Task-status in Step Functions kan blokken Retry en Catch bevatten voor robuuste foutafhandeling. Retry geeft aan welke fouttypen automatisch opnieuw proberen activeren, met configureerbare waarden voor IntervalSeconds, MaxAttempts en BackoffRate (vermenigvuldigingsfactor voor exponentiële wachttijden tussen pogingen). Catch geeft terugvalstatussen op voor fouten die niet kunnen worden hersteld. Met deze declaratieve foutafhandeling vermijd je herhaalde try/catch-blokken in Lambda-functies.

Een Wait-status pauzeert de uitvoering van een workflow gedurende een vaste tijd of totdat een bepaald tijdstip is bereikt. Een Callback-patroon (met .waitForTaskToken) pauzeert de uitvoering totdat een extern systeem met het token SendTaskSuccess of SendTaskFailure aanroept. Zo modelleert Step Functions goedkeuringsstappen door mensen: stuur een e-mail met het taaktoken en hervat de workflow wanneer iemand in zijn e-mailprogramma op een koppeling voor goedkeuren of afwijzen klikt.

Uitvoeringen van Step Functions kunnen worden gestart door EventBridge-regels, zodat je eenvoudig workflows kunt activeren als reactie op gebeurtenissen van AWS-services. Een S3-gebeurtenis ObjectCreated kan bijvoorbeeld een EventBridge-regel activeren die een workflow voor beeldverwerking in Step Functions start. Step Functions kan ook eigen gebeurtenissen naar EventBridge publiceren wanneer uitvoeringen slagen of mislukken. Zo kun je monitoring en waarschuwingen voor vervolgprocessen inschakelen zonder de Step Functions-API regelmatig te controleren.

De Step Functions-console biedt een visueel diagram van de workflowuitvoering waarop je in realtime met kleurcodering ziet welke status is geslaagd, welke wordt uitgevoerd en welke is mislukt. Elke uitvoering bewaart de volledige geschiedenis van invoer en uitvoer voor standaardworkflows (bewaartermijn van 90 dagen). Voor Express-workflows worden logboeken naar CloudWatch Logs verzonden. Gebruik X-Ray-tracering om de end-to-end-aanvraaglatentie te traceren voor Lambda-functies en andere services die binnen de workflow worden aangeroepen.

Weten wanneer je Step Functions, SQS of EventBridge gebruikt, is een veelvoorkomend beslispunt op examens. Gebruik Step Functions wanneer je zichtbare, statusgebaseerde orkestratie nodig hebt voor een proces met meerdere stappen, inclusief foutafhandeling en vertakkingen. Gebruik SQS voor betrouwbare asynchrone berichtenuitwisseling van punt tot punt tussen twee services, met nieuwe pogingen via de zichtbaarheids-time-out. Gebruik EventBridge voor routering van gebeurtenissen naar meerdere abonnees op basis van inhoudspatronen. Een Step Functions-workflow kan alle drie integreren: wachten op een SQS-bericht via een taaktoken, de voltooiing publiceren naar EventBridge en Lambda- en SDK-aanroepen aan elkaar koppelen.

In deze les heb je geleerd dat Step Functions werkstromen orkestreert als toestandsmachines met Task-, Choice-, Parallel-, Map-, Wait- en Catch-toestanden, dat Standard Workflows tot één jaar ondersteunen met een volledige uitvoeringsgeschiedenis, terwijl Express Workflows geschikt zijn voor werklasten met een hoge doorvoer en een duur van minder dan vijf minuten, en dat het Callback-patroon met taaktokens stappen voor goedkeuring door mensen mogelijk maakt. Hierna bekijken we Kinesis Data Streams voor realtimegebeurtenisverwerking met hoge doorvoer.