การวัดผลใน Next.js (Instrumentation): ฮุกสำหรับติดตามแอปพลิเคชันเพื่อข้อมูลเชิงลึกใน Production

การวัดผล (instrumentation) ใน Next.js เป็นกลไกอันทรงพลังที่ช่วยให้เราสามารถสังเกตและวัดประสิทธิภาพของแอปพลิเคชันในสภาพแวดล้อมการใช้งานจริง (production) ได้ โดยการใช้ฮุกสำหรับติดตามแอปพลิเคชัน (application monitoring hooks) คุณจะได้รับข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการจัดการคำขอ (request handling), การเรนเดอร์ฝั่งเซิร์ฟเวอร์ (server-side rendering), การดึงข้อมูล (data fetching) และส่วนสำคัญอื่นๆ ของแอปพลิเคชัน ซึ่งช่วยให้คุณสามารถระบุคอขวด วินิจฉัยปัญหาด้านประสิทธิภาพ และปรับปรุงแอปพลิเคชันเพื่อประสบการณ์ผู้ใช้ที่ดีขึ้น สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อปรับใช้แอปพลิเคชัน Next.js ทั่วโลก ซึ่งอาจมีความท้าทายเฉพาะตัวจากความหน่วงของเครือข่ายและผู้ใช้ที่กระจายตัวอยู่ตามภูมิภาคต่างๆ

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการวัดผลใน Next.js

ฟีเจอร์การวัดผลใน Next.js ช่วยให้คุณสามารถลงทะเบียนฮุก (hooks) ที่จะทำงานในขั้นตอนต่างๆ ของวงจรชีวิตแอปพลิเคชันได้ ฮุกเหล่านี้สามารถใช้เพื่อรวบรวมเมตริก (metrics), เทรซ (traces) และล็อก (logs) ซึ่งสามารถส่งต่อไปยังระบบ Application Performance Monitoring (APM) หรือเครื่องมือสังเกตการณ์ (observability tools) อื่นๆ ได้ ซึ่งจะให้มุมมองที่ครอบคลุมเกี่ยวกับประสิทธิภาพของแอปพลิเคชันของคุณแบบเรียลไทม์

แตกต่างจากการติดตามฝั่งไคลเอนต์แบบดั้งเดิมซึ่งจับภาพเฉพาะประสบการณ์บนเบราว์เซอร์ การวัดผลของ Next.js ให้ความสามารถในการสังเกตการณ์ทั้งฝั่งไคลเอนต์และฝั่งเซิร์ฟเวอร์ ทำให้ได้มุมมองแบบ full-stack เกี่ยวกับประสิทธิภาพของแอปพลิเคชันของคุณ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการทำความเข้าใจผลกระทบของการเรนเดอร์ฝั่งเซิร์ฟเวอร์, API routes และการดึงข้อมูลต่อประสบการณ์ผู้ใช้โดยรวม

ประโยชน์หลักของการวัดผล

การสังเกตการณ์ที่ดีขึ้น: ได้รับการมองเห็นที่ครอบคลุมเกี่ยวกับเมตริกประสิทธิภาพ, เทรซ และล็อกของแอปพลิเคชันของคุณ
การแก้ไขปัญหาที่รวดเร็วยิ่งขึ้น: ระบุและวินิจฉัยปัญหาด้านประสิทธิภาพได้อย่างรวดเร็วด้วยข้อมูลประสิทธิภาพโดยละเอียด
ประสิทธิภาพที่ปรับให้เหมาะสม: ชี้ชัดคอขวดด้านประสิทธิภาพและปรับปรุงแอปพลิเคชันของคุณเพื่อประสบการณ์ผู้ใช้ที่ดีขึ้น
การติดตามแบบเรียลไทม์: ติดตามประสิทธิภาพของแอปพลิเคชันของคุณแบบเรียลไทม์เพื่อตรวจจับและตอบสนองต่อปัญหาในเชิงรุก
การลดต้นทุน: โดยการระบุส่วนที่ไม่มีประสิทธิภาพ คุณสามารถลดต้นทุนโครงสร้างพื้นฐานได้ ตัวอย่างเช่น การลดเวลาการทำงานของ serverless function จะช่วยลดต้นทุนโดยตรง

การตั้งค่าการวัดผลใน Next.js

ในการเปิดใช้งานการวัดผลในแอปพลิเคชัน Next.js ของคุณ คุณต้องสร้างไฟล์ instrumentation.js (หรือ instrumentation.ts) ในไดเรกทอรีราก (root directory) ของโปรเจกต์ของคุณ ไฟล์นี้จะบรรจุฮุกที่คุณต้องการลงทะเบียน

นี่คือตัวอย่างพื้นฐานของไฟล์ instrumentation.ts:

// instrumentation.ts

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

    trace('registering-tracing');
  }
}

ในตัวอย่างนี้ เรากำลังนำเข้าฟังก์ชัน trace จากไฟล์ ./utils/tracing และเรียกใช้งานภายในฟังก์ชัน register ฟังก์ชัน register จะถูกเรียกโดยอัตโนมัติโดย Next.js เมื่อแอปพลิเคชันเริ่มต้นทำงาน

การทำงานแบบมีเงื่อนไขตาม Runtime

ตัวแปร process.env.NEXT_RUNTIME มีความสำคัญอย่างยิ่งในการกำหนดบริบทการทำงาน (execution context) ซึ่งช่วยให้คุณสามารถสั่งให้โค้ดทำงานแบบมีเงื่อนไขตามสภาพแวดล้อมที่แอปพลิเคชันกำลังทำงานอยู่ ไม่ว่าจะเป็นในสภาพแวดล้อม Node.js (สำหรับการเรนเดอร์ฝั่งเซิร์ฟเวอร์, API routes ฯลฯ) หรือในสภาพแวดล้อม Edge Runtime (สำหรับ edge functions) สิ่งนี้สำคัญเพราะไลบรารีหรือเครื่องมือติดตามบางตัวอาจเข้ากันได้กับ runtime เพียงประเภทเดียวเท่านั้น

ตัวอย่างเช่น คุณอาจต้องการใช้ APM agent เฉพาะสำหรับสภาพแวดล้อม Node.js และใช้เครื่องมืออื่นสำหรับสภาพแวดล้อม Edge Runtime การใช้ process.env.NEXT_RUNTIME ช่วยให้คุณสามารถโหลดโมดูลที่เหมาะสมได้เฉพาะเมื่อจำเป็นเท่านั้น

การนำ Application Monitoring Hooks ไปใช้งาน

ตอนนี้ เรามาดูตัวอย่างวิธีการนำฮุกติดตามแอปพลิเคชันไปใช้ใน Next.js กัน

1. การวัดระยะเวลาในการจัดการคำขอ (Request Handling Time)

หนึ่งในกรณีการใช้งานทั่วไปสำหรับการวัดผลคือการวัดเวลาที่ใช้ในการจัดการคำขอที่เข้ามา ซึ่งจะช่วยให้คุณสามารถระบุ endpoints ที่ทำงานช้าและปรับปรุงประสิทธิภาพของมันได้

นี่คือตัวอย่างวิธีการวัดเวลาในการจัดการคำขอโดยใช้ 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}] took ${duration}ms`);
    // In a real application, you would send this data to an APM system.
  };
}

ใน 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');

    // Simulate request handling
    await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 100));

    endTrace();
  }
}

ตัวอย่างนี้จะวัดเวลาที่ใช้ในการจัดการคำขอและบันทึกระยะเวลาลงในคอนโซล ในแอปพลิเคชันจริง คุณจะส่งข้อมูลนี้ไปยังระบบ APM เพื่อการวิเคราะห์เพิ่มเติม

2. การติดตามระยะเวลาการเรนเดอร์ฝั่งเซิร์ฟเวอร์ (Server-Side Rendering Time)

การเรนเดอร์ฝั่งเซิร์ฟเวอร์ (SSR) เป็นฟีเจอร์หลักของ Next.js แต่อาจเป็นคอขวดด้านประสิทธิภาพได้เช่นกัน การติดตามเวลาที่ใช้ในการเรนเดอร์หน้าบนเซิร์ฟเวอร์จึงเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าผู้ใช้จะได้รับประสบการณ์ที่รวดเร็ว

คุณสามารถใช้การวัดผลเพื่อวัดเวลาที่ใช้ในการทำงานของฟังก์ชัน getServerSideProps หรือ getStaticProps ได้ ฟังก์ชันเหล่านี้มีหน้าที่รับผิดชอบในการดึงข้อมูลและเตรียมข้อมูลสำหรับการเรนเดอร์บนเซิร์ฟเวอร์

// 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() {
  // Simulate fetching data from an external API
  await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 50));
  return 'Data from API';
}

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

ในตัวอย่างนี้ เราใช้ฟังก์ชัน trace เพื่อวัดเวลาที่ใช้ในการทำงานของฟังก์ชัน getServerSideProps ซึ่งช่วยให้เราระบุปัญหาด้านประสิทธิภาพในกระบวนการดึงข้อมูลได้

3. การติดตามประสิทธิภาพของ API Route

Next.js API routes ช่วยให้คุณสร้างฟังก์ชัน serverless ที่จัดการคำขอ API ได้ การติดตามประสิทธิภาพของ API routes เหล่านี้จึงจำเป็นอย่างยิ่งเพื่อให้แน่ใจว่า backend ของคุณตอบสนองได้ดี

คุณสามารถใช้การวัดผลเพื่อวัดเวลาที่ใช้ในการจัดการคำขอ API ใน API routes ของคุณได้

// 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');
  // Simulate some work
  await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 25));
  endTrace();
  res.status(200).json({ name: 'John Doe' })
}

ตัวอย่างนี้จะวัดเวลาที่ใช้ในการจัดการคำขอ API และส่งคืนการตอบกลับแบบ JSON ซึ่งช่วยให้คุณเข้าใจประสิทธิภาพของ backend และระบุ API endpoints ที่ทำงานช้าได้

4. การติดตามประสิทธิภาพของ Edge Runtime

Next.js Edge Runtime ช่วยให้คุณสามารถปรับใช้แอปพลิเคชันของคุณไปยัง edge ซึ่งอยู่ใกล้กับผู้ใช้ของคุณมากขึ้น ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้อย่างมาก โดยเฉพาะสำหรับแอปพลิเคชันที่ให้บริการทั่วโลก อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องติดตามประสิทธิภาพของแอปพลิเคชันของคุณใน Edge Runtime เพื่อให้แน่ใจว่ามันทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การวัดผลสามารถใช้เพื่อติดตามประสิทธิภาพของแอปพลิเคชันของคุณใน Edge Runtime ได้ ซึ่งช่วยให้คุณสามารถระบุปัญหาด้านประสิทธิภาพที่เฉพาะเจาะจงกับสภาพแวดล้อม Edge Runtime ได้

หมายเหตุสำคัญ: ไม่ใช่เครื่องมือติดตามทุกตัวที่รองรับ Edge Runtime คุณอาจต้องใช้เครื่องมือหรือไลบรารีพิเศษที่ออกแบบมาสำหรับสภาพแวดล้อม Edge Runtime

ตัวอย่างเช่น Vercel มีเครื่องมือวิเคราะห์ในตัวที่สามารถใช้เพื่อติดตามประสิทธิภาพของแอปพลิเคชันของคุณใน Edge Runtime ได้ นอกจากนี้คุณยังสามารถใช้เครื่องมือติดตามจากบุคคลที่สามที่รองรับ Edge Runtime เช่น Datadog หรือ New Relic

การผสานรวมกับระบบ APM

ข้อมูลที่รวบรวมโดยฮุกการวัดผลของคุณจะมีค่ามากที่สุดเมื่อส่งไปยังระบบ APM (Application Performance Monitoring) ระบบ APM มีเครื่องมือสำหรับการแสดงภาพ วิเคราะห์ และแจ้งเตือนข้อมูลประสิทธิภาพ ระบบ APM ที่เป็นที่นิยม ได้แก่:

Datadog: แพลตฟอร์มการติดตามและวิเคราะห์ที่ครอบคลุม
New Relic: แพลตฟอร์ม APM ที่มีฟีเจอร์หลากหลาย
Sentry: เครื่องมือติดตามข้อผิดพลาดและประสิทธิภาพที่เป็นที่นิยม
Honeycomb: แพลตฟอร์มการสังเกตการณ์สำหรับแอปพลิเคชันสมัยใหม่
Dynatrace: แพลตฟอร์มการติดตามและสังเกตการณ์ที่ขับเคลื่อนด้วย AI

ขั้นตอนเฉพาะสำหรับการผสานรวมกับระบบ APM จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับระบบที่คุณเลือก อย่างไรก็ตาม กระบวนการทั่วไปประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้:

ติดตั้ง APM agent หรือ SDK ในแอปพลิเคชัน Next.js ของคุณ
กำหนดค่า APM agent ด้วย API key หรือข้อมูลประจำตัวของระบบ APM ของคุณ
ใช้ API ของ APM agent เพื่อส่งเมตริก, เทรซ และล็อก จากฮุกการวัดผลของคุณ

ตัวอย่างการใช้ OpenTelemetry กับ Datadog:

OpenTelemetry เป็นเฟรมเวิร์กการสังเกตการณ์แบบโอเพนซอร์สที่ให้วิธีการมาตรฐานในการรวบรวมและส่งออกข้อมูล telemetry สามารถใช้เพื่อผสานรวมกับระบบ APM ที่หลากหลาย รวมถึง 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;
}

การใช้งานภายใน `getServerSideProps`:

// pages/index.tsx

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

interface Props {
  data: string;
}

async function fetchData() {
  // Simulate fetching data from an external API
  await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 50));
  return 'Data from 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};
}

ตัวอย่าง OpenTelemetry แบบง่ายนี้แสดงให้เห็นถึงวิธีการครอบฟังก์ชันด้วย tracing span การตั้งค่าและการกำหนดค่าจริงของ OpenTelemetry SDK และ Datadog agent นั้นซับซ้อนกว่าและต้องมีขั้นตอนเพิ่มเติม รวมถึงการตั้งค่าตัวแปรสภาพแวดล้อม การกำหนดค่า exporter และการเริ่มต้น SDK ในไฟล์ instrumentation.ts ของคุณ โปรดอ้างอิงเอกสารประกอบของ OpenTelemetry และ Datadog สำหรับคำแนะนำฉบับสมบูรณ์

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการวัดผลใน Next.js

เริ่มต้นตั้งแต่เนิ่นๆ: นำการวัดผลมาใช้ในช่วงต้นของกระบวนการพัฒนาเพื่อระบุปัญหาด้านประสิทธิภาพก่อนที่จะไปถึงขั้น production
มุ่งเน้นที่เมตริกสำคัญ: จัดลำดับความสำคัญของเมตริกที่สำคัญที่สุดต่อประสิทธิภาพของแอปพลิเคชันของคุณ เช่น เวลาในการจัดการคำขอ, เวลาในการเรนเดอร์ฝั่งเซิร์ฟเวอร์ และประสิทธิภาพของ API route
ใช้ชื่อเหตุการณ์ที่มีความหมาย: ใช้ชื่อเหตุการณ์ที่ชัดเจนและสื่อความหมายสำหรับฮุกการวัดผลของคุณเพื่อให้เข้าใจข้อมูลได้ง่ายขึ้น
ลดภาระงานให้น้อยที่สุด: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าโค้ดการวัดผลของคุณมีประสิทธิภาพและไม่สร้างภาระงาน (overhead) ที่มีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของแอปพลิเคชัน
ใช้การทำงานแบบมีเงื่อนไข: ใช้ process.env.NEXT_RUNTIME เพื่อให้โค้ดทำงานแบบมีเงื่อนไขตามสภาพแวดล้อม runtime
รักษาความปลอดภัยของข้อมูลที่ละเอียดอ่อน: หลีกเลี่ยงการบันทึกหรือส่งข้อมูลที่ละเอียดอ่อนไปยังระบบ APM
ทดสอบการวัดผลของคุณ: ทดสอบโค้ดการวัดผลของคุณอย่างละเอียดเพื่อให้แน่ใจว่าทำงานได้อย่างถูกต้องและไม่ก่อให้เกิดข้อบกพร่องหรือปัญหาด้านประสิทธิภาพ
ติดตามการวัดผลของคุณ: ติดตามโค้ดการวัดผลของคุณเพื่อให้แน่ใจว่าไม่ล้มเหลวหรือก่อให้เกิดปัญหาด้านประสิทธิภาพ

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยและแนวทางแก้ไข

การตรวจจับ Runtime ที่ไม่ถูกต้อง: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณใช้ process.env.NEXT_RUNTIME อย่างถูกต้องเพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดเมื่อโค้ดทำงานในสภาพแวดล้อมที่ไม่ถูกต้อง ตรวจสอบตรรกะตามเงื่อนไขและตัวแปรสภาพแวดล้อมของคุณอีกครั้ง
การบันทึกข้อมูลมากเกินไป: หลีกเลี่ยงการบันทึกข้อมูลมากเกินไป เพราะอาจส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพได้ บันทึกเฉพาะข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการดีบักและการติดตามเท่านั้น พิจารณาใช้เทคนิคการสุ่มตัวอย่าง (sampling) เพื่อลดปริมาณข้อมูลที่บันทึก
การเปิดเผยข้อมูลที่ละเอียดอ่อน: ระมัดระวังอย่าบันทึกข้อมูลที่ละเอียดอ่อน เช่น รหัสผ่าน หรือ API keys ใช้ตัวแปรสภาพแวดล้อมหรือไฟล์กำหนดค่าเพื่อจัดเก็บข้อมูลที่ละเอียดอ่อน และหลีกเลี่ยงการบันทึกค่าเหล่านี้โดยตรง
ปัญหาเกี่ยวกับ Asynchronous: เมื่อต้องจัดการกับการทำงานแบบอะซิงโครนัส ตรวจสอบให้แน่ใจว่า tracing spans ของคุณถูกปิดอย่างถูกต้อง หาก span ไม่ถูกปิด อาจนำไปสู่ข้อมูลประสิทธิภาพที่ไม่ถูกต้องได้ ใช้บล็อก try...finally หรือ Promises เพื่อให้แน่ใจว่า spans ถูกปิดเสมอ
ความขัดแย้งของไลบรารีบุคคลที่สาม: โปรดทราบว่าไลบรารีของบุคคลที่สามบางตัวอาจขัดแย้งกับโค้ดการวัดผล ทดสอบโค้ดการวัดผลของคุณอย่างละเอียดเพื่อให้แน่ใจว่าไม่ได้ก่อให้เกิดปัญหากับไลบรารีอื่น

สรุป

การวัดผลใน Next.js เป็นกลไกอันทรงพลังที่ช่วยให้เราสามารถสังเกตและวัดประสิทธิภาพของแอปพลิเคชันในสภาพแวดล้อมการใช้งานจริงได้ โดยการนำฮุกติดตามแอปพลิเคชันไปใช้งาน คุณจะได้รับข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการจัดการคำขอ การเรนเดอร์ฝั่งเซิร์ฟเวอร์ การดึงข้อมูล และส่วนสำคัญอื่นๆ ของแอปพลิเคชัน ซึ่งช่วยให้คุณสามารถระบุคอขวด วินิจฉัยปัญหาด้านประสิทธิภาพ และปรับปรุงแอปพลิเคชันเพื่อประสบการณ์ผู้ใช้ที่ดีขึ้น

โดยการปฏิบัติตามแนวทางที่ดีที่สุดที่ระบุไว้ในคู่มือนี้ คุณสามารถใช้ประโยชน์จากการวัดผลของ Next.js เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของแอปพลิเคชันของคุณได้อย่างมีประสิทธิภาพ ไม่ว่าผู้ใช้ของคุณจะอยู่ที่ใดก็ตาม อย่าลืมเลือกระบบ APM ที่เหมาะสมกับความต้องการของคุณ และติดตามประสิทธิภาพของแอปพลิคชันของคุณอย่างต่อเนื่องเพื่อระบุและแก้ไขปัญหาในเชิงรุก