Инструментация Next.js: хуки для мониторинга приложений и получения инсайтов в продакшене

Инструментация Next.js предоставляет мощный механизм для наблюдения и измерения производительности вашего приложения в продакшене. Используя хуки для мониторинга приложений, вы можете получить глубокое представление об обработке запросов, рендеринге на стороне сервера, загрузке данных и других критических аспектах поведения вашего приложения. Это позволяет выявлять узкие места, диагностировать проблемы с производительностью и оптимизировать приложение для улучшения пользовательского опыта. Это особенно важно при развертывании приложений Next.js по всему миру, где задержки в сети и географически распределенные пользователи могут создавать уникальные проблемы.

Понимание инструментации Next.js

Функция инструментации в Next.js позволяет регистрировать хуки, которые выполняются на различных этапах жизненного цикла приложения. Эти хуки можно использовать для сбора метрик, трассировок и логов, которые затем можно отправить в систему мониторинга производительности приложений (APM) или другие инструменты наблюдаемости. Это обеспечивает комплексное представление о производительности вашего приложения в режиме реального времени.

В отличие от традиционного мониторинга на стороне клиента, который фиксирует только опыт работы в браузере, инструментация Next.js обеспечивает наблюдаемость как на стороне клиента, так и на стороне сервера, что позволяет получить полное представление о производительности вашего приложения. Это критически важно для понимания влияния рендеринга на стороне сервера, API-маршрутов и загрузки данных на общий пользовательский опыт.

Ключевые преимущества инструментации

Улучшенная наблюдаемость: Получите полное представление о метриках производительности, трассировках и логах вашего приложения.
Более быстрое решение проблем: Быстро выявляйте и диагностируйте проблемы с производительностью с помощью подробных данных.
Оптимизированная производительность: Находите узкие места в производительности и оптимизируйте свое приложение для лучшего пользовательского опыта.
Мониторинг в реальном времени: Отслеживайте производительность вашего приложения в реальном времени, чтобы проактивно обнаруживать проблемы и реагировать на них.
Снижение затрат: Выявляя неэффективность, вы можете сократить расходы на инфраструктуру. Например, сокращение времени выполнения бессерверных функций напрямую снижает затраты.

Настройка инструментации в Next.js

Чтобы включить инструментацию в вашем приложении Next.js, вам необходимо создать файл instrumentation.js (или instrumentation.ts) в корневом каталоге вашего проекта. Этот файл будет содержать хуки, которые вы хотите зарегистрировать.

Вот простой пример файла instrumentation.ts:

// instrumentation.ts

export async function register() {
  if (process.env.NEXT_RUNTIME === 'nodejs') {
    const { trace } = await import('./utils/tracing');

    trace('registering-tracing');
  }
}

В этом примере мы импортируем функцию trace из файла ./utils/tracing и вызываем ее внутри функции register. Функция register автоматически вызывается Next.js при запуске приложения.

Условное выполнение в зависимости от среды выполнения

Переменная process.env.NEXT_RUNTIME имеет решающее значение для определения контекста выполнения. Она позволяет условно выполнять код в зависимости от того, работает ли приложение в среде Node.js (для рендеринга на стороне сервера, API-маршрутов и т. д.) или в среде Edge Runtime (для edge-функций). Это важно, поскольку некоторые библиотеки или инструменты мониторинга могут быть совместимы только с одной средой выполнения.

Например, вы можете захотеть использовать определенный APM-агент для сред Node.js и другой инструмент для сред Edge Runtime. Использование process.env.NEXT_RUNTIME позволяет загружать соответствующие модули только при необходимости.

Внедрение хуков для мониторинга приложений

Теперь давайте рассмотрим несколько примеров того, как внедрить хуки для мониторинга приложений в Next.js.

1. Измерение времени обработки запроса

Один из распространенных сценариев использования инструментации — измерение времени, необходимого для обработки входящих запросов. Это поможет вам выявить медленные эндпоинты и оптимизировать их производительность.

Вот пример того, как измерить время обработки запроса с помощью performance API:

// utils/tracing.ts

import { performance } from 'perf_hooks';

export function trace(eventName: string) {
  const start = performance.now();

  return () => {
    const end = performance.now();
    const duration = end - start;

    console.log(`[${eventName}] заняло ${duration}мс`);
    // В реальном приложении эти данные отправляются в систему APM.
  };
}

В instrumentation.ts:

// instrumentation.ts

export async function register() {
  if (process.env.NEXT_RUNTIME === 'nodejs') {
    const { trace } = await import('./utils/tracing');

    const endTrace = trace('request-handling');

    // Симуляция обработки запроса
    await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 100));

    endTrace();
  }
}

Этот пример измеряет время, необходимое для обработки запроса, и выводит длительность в консоль. В реальном приложении вы бы отправляли эти данные в систему APM для дальнейшего анализа.

2. Мониторинг времени рендеринга на стороне сервера

Рендеринг на стороне сервера (SSR) — ключевая особенность Next.js, но он также может стать узким местом в производительности. Мониторинг времени, необходимого для рендеринга страниц на сервере, имеет решающее значение для обеспечения быстрого пользовательского опыта.

Вы можете использовать инструментацию для измерения времени выполнения функций getServerSideProps или getStaticProps. Эти функции отвечают за получение данных и их подготовку для рендеринга на сервере.

// pages/index.tsx

import { GetServerSideProps } from 'next';
import { trace } from '../utils/tracing';

interface Props {
  data: string;
}

export const getServerSideProps: GetServerSideProps = async () => {
  const endTrace = trace('getServerSideProps');
  const data = await fetchData();
  endTrace();

  return {
    props: { data },
  };
};

async function fetchData() {
  // Симуляция получения данных из внешнего API
  await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 50));
  return 'Данные из API';
}

export default function Home({ data }: Props) {
  return {data};
}

В этом примере мы используем функцию trace для измерения времени выполнения функции getServerSideProps. Это позволяет нам выявлять проблемы с производительностью в процессе получения данных.

3. Отслеживание производительности API-маршрутов

API-маршруты Next.js позволяют создавать бессерверные функции, которые обрабатывают API-запросы. Мониторинг производительности этих API-маршрутов необходим для обеспечения отзывчивого бэкенда.

Вы можете использовать инструментацию для измерения времени, необходимого для обработки API-запросов в ваших API-маршрутах.

// pages/api/hello.ts

import type { NextApiRequest, NextApiResponse } from 'next'
import { trace } from '../../utils/tracing';

type Data = {
  name: string
}

export default async function handler(
  req: NextApiRequest,
  res: NextApiResponse
) {
  const endTrace = trace('api-hello');
  // Симуляция некоторой работы
  await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 25));
  endTrace();
  res.status(200).json({ name: 'John Doe' })
}

Этот пример измеряет время, необходимое для обработки API-запроса, и возвращает JSON-ответ. Это помогает вам понять производительность вашего бэкенда и выявить медленные API-эндпоинты.

4. Мониторинг производительности в Edge Runtime

Next.js Edge Runtime позволяет развертывать ваше приложение на пограничных серверах, ближе к вашим пользователям. Это может значительно улучшить производительность, особенно для глобально распределенных приложений. Однако важно отслеживать производительность вашего приложения в Edge Runtime, чтобы убедиться, что оно работает эффективно.

Инструментацию можно использовать для мониторинга производительности вашего приложения в Edge Runtime. Это позволяет выявлять проблемы с производительностью, специфичные для среды Edge Runtime.

Важное примечание: Не все инструменты мониторинга поддерживают Edge Runtime. Возможно, вам потребуется использовать специализированные инструменты или библиотеки, предназначенные для среды Edge Runtime.

Например, Vercel предоставляет встроенную аналитику, которую можно использовать для мониторинга производительности вашего приложения в Edge Runtime. Вы также можете использовать сторонние инструменты мониторинга, которые поддерживают Edge Runtime, такие как Datadog или New Relic.

Интеграция с системами APM

Данные, собранные вашими хуками инструментации, наиболее ценны, когда они отправляются в систему APM (Application Performance Monitoring). Системы APM предоставляют инструменты для визуализации, анализа и оповещения о данных производительности. Популярные системы APM включают:

Datadog: Комплексная платформа для мониторинга и аналитики.
New Relic: Платформа APM с широким набором функций.
Sentry: Популярный инструмент для отслеживания ошибок и мониторинга производительности.
Honeycomb: Платформа наблюдаемости для современных приложений.
Dynatrace: Платформа для мониторинга и наблюдаемости на основе ИИ.

Конкретные шаги по интеграции с системой APM будут зависеть от выбранной вами системы. Однако общий процесс включает следующие шаги:

Установите агент или SDK APM в вашем приложении Next.js.
Настройте агент APM, указав API-ключ или учетные данные вашей системы APM.
Используйте API агента APM для отправки метрик, трассировок и логов из ваших хуков инструментации.

Пример использования OpenTelemetry с Datadog:

OpenTelemetry — это фреймворк наблюдаемости с открытым исходным кодом, который предоставляет стандартный способ сбора и экспорта телеметрических данных. Его можно использовать для интеграции с различными системами APM, включая Datadog.

// utils/tracing.ts

import { trace, context } from '@opentelemetry/api';

const tracer = trace.getTracer('my-app-tracer');

export function traceFunction any>(
  operationName: string,
  fn: T
): T {
  return function tracedFunction(...args: Parameters): ReturnType {
    const span = tracer.startSpan(operationName);
    const ctx = trace.setSpan(context.active(), span);

    try {
      return context.with(ctx, () => fn(...args));
    } finally {
      span.end();
    }
  } as T;
}

Использование в `getServerSideProps`:

// pages/index.tsx

import { GetServerSideProps } from 'next';
import { traceFunction } from '../utils/tracing';

interface Props {
  data: string;
}

async function fetchData() {
  // Симуляция получения данных из внешнего API
  await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 50));
  return 'Данные из API';
}

export const getServerSideProps: GetServerSideProps = async () => {
  const tracedFetchData = traceFunction('fetchData', fetchData);
  const data = await tracedFetchData();

  return {
    props: { data },
  };
};

export default function Home({ data }: Props) {
  return {data};
}

Этот упрощенный пример OpenTelemetry показывает, как обернуть функцию в span трассировки. Фактическая установка и настройка SDK OpenTelemetry и агента Datadog более сложны и требуют дополнительных шагов, включая установку переменных окружения, настройку экспортера и инициализацию SDK в вашем файле `instrumentation.ts`. Для получения полных инструкций обратитесь к документации OpenTelemetry и Datadog.

Лучшие практики для инструментации Next.js

Начинайте рано: Внедряйте инструментацию на ранних этапах процесса разработки, чтобы выявлять проблемы с производительностью до того, как они попадут в продакшен.
Сосредоточьтесь на ключевых метриках: Приоритезируйте метрики, которые наиболее важны для производительности вашего приложения, такие как время обработки запросов, время рендеринга на стороне сервера и производительность API-маршрутов.
Используйте осмысленные имена событий: Используйте четкие и описательные имена событий для ваших хуков инструментации, чтобы облегчить понимание данных.
Минимизируйте накладные расходы: Убедитесь, что ваш код инструментации эффективен и не создает значительных накладных расходов на производительность вашего приложения.
Используйте условное выполнение: Используйте process.env.NEXT_RUNTIME для условного выполнения кода в зависимости от среды выполнения.
Защищайте конфиденциальные данные: Избегайте логирования или отправки конфиденциальных данных в системы APM.
Тестируйте свою инструментацию: Тщательно тестируйте свой код инструментации, чтобы убедиться, что он работает правильно и не вносит ошибок или проблем с производительностью.
Мониторьте свою инструментацию: Отслеживайте работу вашего кода инструментации, чтобы убедиться, что он не дает сбоев и не вызывает проблем с производительностью.

Частые ошибки и их решения

Неправильное определение среды выполнения: Убедитесь, что вы правильно используете `process.env.NEXT_RUNTIME`, чтобы избежать ошибок при выполнении кода в неправильной среде. Дважды проверьте свою условную логику и переменные окружения.
Чрезмерное логирование: Избегайте логирования слишком большого количества данных, так как это может повлиять на производительность. Логируйте только ту информацию, которая необходима для отладки и мониторинга. Рассмотрите возможность использования методов выборки (sampling) для уменьшения объема логируемых данных.
Раскрытие конфиденциальных данных: Будьте осторожны, чтобы не логировать конфиденциальные данные, такие как пароли или API-ключи. Используйте переменные окружения или файлы конфигурации для хранения конфиденциальных данных и избегайте прямого логирования этих значений.
Проблемы с асинхронностью: При работе с асинхронными операциями убедитесь, что ваши span-ы трассировки правильно закрываются. Если span не закрыт, это может привести к неточным данным о производительности. Используйте блоки `try...finally` или промисы, чтобы гарантировать, что span-ы всегда закрываются.
Конфликты со сторонними библиотеками: Имейте в виду, что некоторые сторонние библиотеки могут конфликтовать с кодом инструментации. Тщательно тестируйте свой код инструментации, чтобы убедиться, что он не вызывает проблем с другими библиотеками.

Заключение

Инструментация Next.js предоставляет мощный механизм для наблюдения и измерения производительности вашего приложения в продакшене. Внедряя хуки для мониторинга приложений, вы можете получить глубокое представление об обработке запросов, рендеринге на стороне сервера, загрузке данных и других критических аспектах поведения вашего приложения. Это позволяет выявлять узкие места, диагностировать проблемы с производительностью и оптимизировать приложение для лучшего пользовательского опыта.

Следуя лучшим практикам, изложенным в этом руководстве, вы сможете эффективно использовать инструментацию Next.js для повышения производительности и надежности ваших приложений, независимо от того, где находятся ваши пользователи. Не забудьте выбрать подходящую систему APM для ваших нужд и постоянно отслеживать производительность вашего приложения, чтобы проактивно выявлять и устранять проблемы.