CloudFormation 的工作原理

本主题说明了 CloudFormation 的工作原理，并介绍了在使用此服务时需要了解的关键概念。

重要概念

在使用 CloudFormation 时，您将使用模板和堆栈。您创建模板来描述 Amazon 资源及其属性。当您创建堆栈时，CloudFormation 会配置模板中描述的资源。

模板

CloudFormation 模板是 JSON 或 YAML 格式的文本文件。您可使用任何扩展名（如 .json、.yaml、.template 或 .txt）保存这些文件。CloudFormation 使用这些模板作为构建 Amazon 资源的蓝图。例如，在模板中，您可描述 Amazon EC2 实例，如实例类型、AMI ID、块储存设备映射和其 Amazon EC2 密钥对名称。当您创建堆栈时，还可以指定 CloudFormation 用来创建模板中描述的任何项的模板。

例如，如果您使用以下模板创建堆栈，则 CloudFormation 将使用 ami-0ff8a91507f77f867 AMI ID、t2.micro 实例类型、testkey 密钥对名称和 Amazon EBS 卷来配置实例。

{
    "AWSTemplateFormatVersion": "2010-09-09",
    "Description": "A sample template",
    "Resources": {
        "MyEC2Instance": {
            "Type": "AWS::EC2::Instance",
            "Properties": {
                "ImageId": "ami-0ff8a91507f77f867",
                "InstanceType": "t2.micro",
                "KeyName": "testkey",
                "BlockDeviceMappings": [
                    {
                        "DeviceName": "/dev/sdm",
                        "Ebs": {
                            "VolumeType": "io1",
                            "Iops": 200,
                            "DeleteOnTermination": false,
                            "VolumeSize": 20
                        }
                    }
                ]
            }
        }
    }
}

AWSTemplateFormatVersion: 2010-09-09
Description: A sample template
Resources:
  MyEC2Instance:
    Type: 'AWS::EC2::Instance'
    Properties:
      ImageId: ami-0ff8a91507f77f867
      InstanceType: t2.micro
      KeyName: testkey
      BlockDeviceMappings:
        - DeviceName: /dev/sdm
          Ebs:
            VolumeType: io1
            Iops: 200
            DeleteOnTermination: false
            VolumeSize: 20

您还可以在单个模板中指定多种资源并将这些资源配置为结合使用。例如，您可以修改上一个模板来包含一个弹性 IP 地址（EIP）并将其与 Amazon EC2 实例相关联，如以下示例所示：

{
    "AWSTemplateFormatVersion": "2010-09-09",
    "Description": "A sample template",
    "Resources": {
        "MyEC2Instance": {
            "Type": "AWS::EC2::Instance",
            "Properties": {
                "ImageId": "ami-0ff8a91507f77f867",
                "InstanceType": "t2.micro",
                "KeyName": "testkey",
                "BlockDeviceMappings": [
                    {
                        "DeviceName": "/dev/sdm",
                        "Ebs": {
                            "VolumeType": "io1",
                            "Iops": 200,
                            "DeleteOnTermination": false,
                            "VolumeSize": 20
                        }
                    }
                ]
            }
        },
        "MyEIP": {
            "Type": "AWS::EC2::EIP",
            "Properties": {
                "InstanceId": {
                    "Ref": "MyEC2Instance"
                }
            }
        }
    }
}

AWSTemplateFormatVersion: 2010-09-09
Description: A sample template
Resources:
  MyEC2Instance:
    Type: 'AWS::EC2::Instance'
    Properties:
      ImageId: ami-0ff8a91507f77f867
      InstanceType: t2.micro
      KeyName: testkey
      BlockDeviceMappings:
        - DeviceName: /dev/sdm
          Ebs:
            VolumeType: io1
            Iops: 200
            DeleteOnTermination: false
            VolumeSize: 20
  MyEIP:
    Type: 'AWS::EC2::EIP'
    Properties:
      InstanceId: !Ref MyEC2Instance

之前的模板以 Amazon EC2 实例为中心；但 CloudFormation 模板还具有其他功能，可利用这些功能来构建复杂的资源集并在许多环境中重新使用这些模板。例如，您可添加输入参数，其值是在创建 CloudFormation 堆栈时指定的。换句话说，您可在创建堆栈而不是创建模板时指定一个值 (如实例类型)，以便在不同的情况下更轻松地重新使用模板。

有关更多信息，请参阅 使用 CloudFormation 模板。

堆栈

在您使用 CloudFormation 时，可将相关资源作为一个称为“堆栈”的单元进行管理。您可通过创建、更新和删除堆栈来创建、更新和删除一组资源。堆栈中的所有资源均由堆栈的 CloudFormation 模板定义。假设您创建了一个模板，它包括自动扩缩组、Elastic Load Balancing 负载均衡器和 Amazon Relational Database Service (Amazon RDS) 数据库实例。要创建这些资源，您可通过提交已创建的模板来创建堆栈，CloudFormation 将会为您配置所有这些资源。您可通过使用 CloudFormation 控制台、API 或 Amazon CLI 来使用堆栈。

有关更多信息，请参阅 使用 Amazon CloudFormation 创建和管理堆栈。

更改集

如果您需要更改堆栈中运行的资源，则可更新堆栈。在更改资源之前，您可以生成一个更改集，这是建议进行的更改的摘要。利用更改集，您可以在实施更改之前，了解更改可能会对运行的资源 (特别是关键资源) 造成的影响。

例如，如果您更改 Amazon RDS 数据库实例的名称，则 CloudFormation 将创建新数据库并删除旧数据库。除非您已经对旧数据库中的数据进行备份，否则您将丢失该数据。如果您生成了更改集，则将了解更改会导致数据库被替换，而您可以先做出相应的计划，然后再更新堆栈。

有关更多信息，请参阅 使用更改集更新堆栈。

CloudFormation 的工作原理

创建堆栈时，CloudFormation 会向 Amazon 发出基础服务调用以预置和配置资源。CloudFormation 只能执行您有权执行的操作。例如，要使用 CloudFormation 创建 EC2 实例，您需要具有创建实例的权限。您在删除带实例的堆栈时，将需要用于终止实例的类似权限。您可以使用 Amazon Identity and Access Management（IAM）管理权限。

CloudFormation 进行的调用全部由您的模板声明。例如，假设您有一个描述带 t2.micro 实例类型的 EC2 实例的模板。当您使用该模板创建堆栈时，CloudFormation 将调用 Amazon EC2 创建实例 API 并将该实例类型指定为 t2.micro。以下示意图归纳了用于创建堆栈的 CloudFormation 工作流程。

CloudFormation 通过调用您的模板中描述的 Amazon 服务来预置和配置资源。

所有资源创建完毕后，CloudFormation 会报告已创建您的堆栈。然后，您可以开始使用堆栈中的资源。如果堆栈创建失败，则 CloudFormation 会通过删除已创建的资源来回滚您的更改。

使用更改集更新堆栈

在需要更新堆栈的资源时，您可以修改堆栈的模板。您不需要创建新堆栈和删除旧堆栈。要更新堆栈，请提交修改的原始堆栈模板版本和/或不同的输入参数值以创建一个更改集。CloudFormation 将修改的模板与原始模板进行比较并生成一个更改集。更改集列出了建议的更改。在审核更改后，您可以启动更改集以更新堆栈，也可以创建新的更改集。以下示意图概述了用于更新堆栈的工作流程。

删除堆栈

在删除堆栈时，您可指定要删除的堆栈，并且 CloudFormation 将删除该堆栈及其包含的所有资源。您可通过 CloudFormation 控制台、DeleteStack API 操作或 delete-stack Amazon CLI 命令删除堆栈。

若要删除一个堆栈但保留该堆栈中的一些资源，您可使用删除策略来保留那些资源。

在删除所有资源后，CloudFormation 会发出有关您的堆栈已被成功删除的信号。如果 CloudFormation 无法删除资源，则将不会删除堆栈。尚未删除的任何资源将保留，直到您能成功删除堆栈。