[Daily morning study] AWS Step Functions와 서버리스 워크플로우 오케스트레이션

24 Aug 2026 in Daily morning study / Cloud

#daily morning study

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AWS Step Functions란

AWS Step Functions는 여러 AWS 서비스(Lambda, ECS, DynamoDB, SNS, SQS 등)를 시각적으로 연결해서 워크플로우를 구성하는 완전 관리형 오케스트레이션 서비스다. 각 단계(State)를 JSON 기반의 Amazon States Language(ASL)로 정의하고, 실패·재시도·분기·병렬 처리를 선언적으로 표현할 수 있다.

핵심 개념

용어	설명
State Machine	전체 워크플로우 정의. 여러 State의 집합
State	워크플로우의 개별 단계 (Task, Choice, Wait, Parallel 등)
Execution	State Machine의 실제 실행 인스턴스
ASL	Amazon States Language. State Machine을 정의하는 JSON 포맷

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State 유형

Task State

Lambda, ECS, DynamoDB 등 실제 작업을 수행하는 상태다.

"ProcessOrder": {
  "Type": "Task",
  "Resource": "arn:aws:lambda:ap-northeast-2:123456789012:function:ProcessOrderFn",
  "Next": "NotifyCustomer",
  "Retry": [
    {
      "ErrorEquals": ["Lambda.ServiceException"],
      "IntervalSeconds": 2,
      "MaxAttempts": 3,
      "BackoffRate": 2
    }
  ],
  "Catch": [
    {
      "ErrorEquals": ["States.ALL"],
      "Next": "HandleError"
    }
  ]
}

Choice State

조건에 따라 분기 처리를 담당한다. if/else 와 같은 역할이다.

"CheckPayment": {
  "Type": "Choice",
  "Choices": [
    {
      "Variable": "$.paymentStatus",
      "StringEquals": "SUCCESS",
      "Next": "ShipOrder"
    },
    {
      "Variable": "$.paymentStatus",
      "StringEquals": "FAILED",
      "Next": "RefundOrder"
    }
  ],
  "Default": "WaitForPayment"
}

Parallel State

여러 작업을 동시에 실행하고, 모두 완료된 후 다음 단계로 넘어간다.

"ParallelProcessing": {
  "Type": "Parallel",
  "Branches": [
    {
      "StartAt": "SendEmail",
      "States": {
        "SendEmail": { "Type": "Task", "Resource": "...", "End": true }
      }
    },
    {
      "StartAt": "UpdateInventory",
      "States": {
        "UpdateInventory": { "Type": "Task", "Resource": "...", "End": true }
      }
    }
  ],
  "Next": "CompleteOrder"
}

Wait State

지정한 시간 동안 대기하거나 특정 시각까지 기다린다.

"WaitForApproval": {
  "Type": "Wait",
  "Seconds": 300,
  "Next": "CheckApproval"
}

Map State

배열의 각 항목에 대해 동일한 작업을 반복 실행한다. forEach 와 비슷하다.

"ProcessItems": {
  "Type": "Map",
  "ItemsPath": "$.orders",
  "MaxConcurrency": 5,
  "Iterator": {
    "StartAt": "ProcessSingleOrder",
    "States": {
      "ProcessSingleOrder": { "Type": "Task", "Resource": "...", "End": true }
    }
  },
  "Next": "Done"
}

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Standard vs Express 워크플로우

두 가지 실행 유형이 있으며, 사용 사례에 따라 선택해야 한다.

항목	Standard	Express
최대 실행 시간	1년	5분
실행 보장	Exactly-once	At-least-once
실행 내역 보관	90일	CloudWatch Logs
가격 기준	상태 전환 횟수	실행 수 + 실행 시간
주 사용 사례	주문 처리, 장기 승인 워크플로우	고처리량 이벤트 처리, IoT 데이터 파이프라인

Express는 초당 수십만 건의 고처리량 시나리오에 적합하고, Standard는 정확성이 중요한 비즈니스 프로세스에 적합하다.

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오류 처리 패턴

Retry와 Catch

Step Functions는 Task 레벨에서 자동 재시도와 오류 포착을 지원한다.

"CallExternalAPI": {
  "Type": "Task",
  "Resource": "arn:aws:lambda:...",
  "Retry": [
    {
      "ErrorEquals": ["States.Timeout", "Lambda.AWSLambdaException"],
      "IntervalSeconds": 1,
      "MaxAttempts": 3,
      "BackoffRate": 2.0,
      "JitterStrategy": "FULL"
    }
  ],
  "Catch": [
    {
      "ErrorEquals": ["States.ALL"],
      "ResultPath": "$.errorInfo",
      "Next": "FallbackState"
    }
  ],
  "Next": "Success"
}

• BackoffRate: 재시도 간격이 지수적으로 증가하는 비율
• JitterStrategy: FULL: 재시도 간격에 무작위성을 추가해서 thundering herd 방지
• ResultPath: 오류 정보를 입력 JSON의 특정 경로에 병합해서 Catch 상태로 전달

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인간 승인(Human Approval) 패턴

Step Functions는 외부 이벤트를 기다리는 Wait for a Callback 패턴을 지원한다. 이메일 링크 클릭, Slack 버튼 등 사람의 입력이 필요한 워크플로우에 사용한다.

1. Step Functions가 Lambda 실행 시 taskToken 전달
2. Lambda가 이메일/Slack 등으로 사람에게 taskToken이 포함된 링크 발송
3. 사람이 승인 → API Gateway/Lambda가 SendTaskSuccess(taskToken) 호출
4. Step Functions 실행 재개

"WaitForHumanApproval": {
  "Type": "Task",
  "Resource": "arn:aws:states:::lambda:invoke.waitForTaskToken",
  "Parameters": {
    "FunctionName": "SendApprovalEmail",
    "Payload": {
      "taskToken.$": "$$.Task.Token",
      "orderId.$": "$.orderId"
    }
  },
  "HeartbeatSeconds": 86400,
  "Next": "ProcessApprovedOrder"
}

$$.Task.Token에서 $$는 Step Functions의 컨텍스트 객체를 참조하는 표현식이다.

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실제 사용 사례

이커머스 주문 처리 파이프라인

주문 접수
  → 결제 검증 (Lambda)
    → [성공] 재고 확인 (DynamoDB)
      → [재고 있음] 배송 준비 (ECS Task) + 이메일 발송 (SNS) [병렬]
        → 배송 완료 대기 (Wait)
          → 완료 알림
    → [실패] 환불 처리 → 고객 알림

ML 데이터 처리 파이프라인

S3 파일 업로드 이벤트
  → 데이터 전처리 (Lambda)
    → 학습 작업 실행 (SageMaker)
      → 모델 평가 (Lambda)
        → [성능 기준 통과] 모델 배포 (SageMaker Endpoint)
        → [미통과] 알림 발송

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CDK로 Step Functions 정의하기

AWS CDK를 사용하면 코드로 State Machine을 정의할 수 있다.

import * as sfn from 'aws-cdk-lib/aws-stepfunctions';
import * as tasks from 'aws-cdk-lib/aws-stepfunctions-tasks';

const processOrder = new tasks.LambdaInvoke(this, 'ProcessOrder', {
  lambdaFunction: processOrderFn,
  outputPath: '$.Payload',
});

const notifyCustomer = new tasks.SnsPublish(this, 'NotifyCustomer', {
  topic: orderTopic,
  message: sfn.TaskInput.fromJsonPathAt('$.message'),
});

const handleError = new sfn.Pass(this, 'HandleError');

const definition = processOrder
  .addCatch(handleError, { errors: ['States.ALL'] })
  .next(notifyCustomer);

new sfn.StateMachine(this, 'OrderStateMachine', {
  definition,
  timeout: Duration.minutes(5),
  stateMachineType: sfn.StateMachineType.EXPRESS,
});

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Step Functions vs 직접 코드로 오케스트레이션

항목	Step Functions	직접 코드 (Lambda → Lambda 호출)
실행 가시성	실행 그래프, 각 단계 입출력 확인 가능	CloudWatch 로그 분석 필요
재시도/오류 처리	선언적 정의	코드로 직접 구현
장기 실행	1년까지 지원	Lambda 최대 15분 제한
비용	상태 전환당 과금	Lambda 실행 시간당 과금
복잡도	워크플로우가 복잡할수록 유리	단순한 체이닝은 코드가 더 간단

복잡한 분기, 재시도, 병렬 처리, 장기 실행이 필요한 비즈니스 로직이라면 Step Functions가 훨씬 유리하다. 반면 단순한 Lambda 두세 개를 이어붙이는 정도라면 굳이 Step Functions를 도입할 필요는 없다.

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요약

• Step Functions는 여러 AWS 서비스를 조합한 워크플로우를 시각적으로 정의하고 실행하는 오케스트레이션 서비스
• State 유형: Task, Choice, Wait, Parallel, Map, Pass, Succeed, Fail
• Standard(장기, Exactly-once) vs Express(고처리량, At-least-once) 두 가지 실행 유형
• Retry와 Catch로 오류 처리를 선언적으로 구성
• waitForTaskToken 패턴으로 사람의 승인이 필요한 워크플로우 구현 가능
• AWS CDK, CloudFormation, Terraform으로 IaC 관리 가능