Visualisieren Sie Lambda-Funktionsaufrufe mit AWS X-Ray

Sie können mit AWS X-Ray die Komponenten Ihrer Anwendung visualisieren, Leistungsengpässe erkennen und Anforderungen beheben, die zu einem Fehler geführt haben. Ihre Lambda-Funktionen senden Ablaufverfolgungs-Daten an X-Ray und X-Ray verarbeitet die Daten, um eine Service-Map und durchsuchbare Ablaufverfolgungs-Zusammenfassungen zu generieren.

Lambda unterstützt zwei Nachverfolgungs-Modi für X-Ray: Active und PassThrough. Mit der Active-Nachverfolgung erstellt Lambda automatisch Nachverfolgungssegmente für Funktionsaufrufe und sendet diese an X-Ray. Der PassThrough-Modus hingegen leitet den Nachverfolgungskontext einfach an Downstream-Services weiter. Wenn Sie die Active-Nachverfolgung für Ihre Funktion aktiviert haben, sendet Lambda automatisch Nachverfolgungen für Stichprobenanfragen an X-Ray. Normalerweise entscheidet ein Upstream-Service, wie beispielsweise Amazon API Gateway oder eine auf Amazon EC2 gehostete Anwendung, die mit dem X-Ray-SDK instrumentiert ist, ob eingehende Anfragen protokolliert werden sollen, und fügt diese Entscheidung als Nachverfolgungs-Header hinzu. Lambda verwendet diesen Header, um zu entscheiden, ob Nachverfolgungen gesendet werden sollen oder nicht. Ablaufverfolgungen von vorgelagerten Nachrichtenproduzenten wie Amazon SQS werden automatisch mit Ablaufverfolgungen von nachgelagerten Lambda-Funktionen verknüpft, wodurch eine durchgehende Ansicht der gesamten Anwendung erstellt wird. Weitere Informationen finden Sie unter Ablaufverfolgung ereignisgesteuerter Anwendungen im AWS X-Ray-Entwicklerhandbuch.

Anmerkung

X-Ray Tracing wird derzeit nicht für Lambda-Funktionen mit Amazon Managed Streaming für Apache Kafka (Amazon MSK), selbstverwaltetem Apache Kafka, Amazon MQ mit ActiveMQ und RabbitMQ oder Zuordnungen von Amazon-DocumentDB-Ereignisquellen unterstützt.

Gehen Sie folgendermaßen vor, um die aktive Nachverfolgung Ihrer Lambda-Funktion mit der Konsole umzuschalten:

So aktivieren Sie die aktive Nachverfolgung

1. Öffnen Sie die Seite Funktionen der Lambda-Konsole.

2. Wählen Sie eine Funktion aus.

3. Wählen Sie Configuration (Konfiguration) und dann Monitoring and operations tools (Überwachungs- und Produktionstools).

4. Wählen Sie unter Zusätzliche Überwachungstools die Option Bearbeiten aus.

5. Wählen Sie unter CloudWatch Application Signals und AWS X-Ray für Lambda-Service-Nachverfolgungen die Option Aktivieren aus.

6. Wählen Sie Speichern.

Ihre Funktion benötigt die Berechtigung zum Hochladen von Trace-Daten zu X-Ray. Wenn Sie die aktive Nachverfolgung in der Lambda-Konsole aktivieren, fügt Lambda der Ausführungsrolle Ihrer Funktion die erforderlichen Berechtigungen hinzu. Andernfalls fügen Sie der Ausführungsrolle die AWSXRayDaemonWriteAccess-Richtlinie hinzu.

X-Ray verfolgt nicht alle Anfragen an Ihre Anwendung nach. X-Ray wendet einen Sampling-Algorithmus an, um sicherzustellen, dass die Nachverfolgung effizient ist, und stellt dennoch ein repräsentatives Beispiel aller Anfragen bereit. Die Samplingrate beträgt 1 Anforderung pro Sekunde und 5 Prozent aller weiteren Anforderungen. Sie können die X-Ray-Samplingrate nicht für Ihre Funktionen konfigurieren.

Grundlegendes zu X-Ray-Ablaufverfolgungen

In X-Ray, zeichnet eine Ablaufverfolgung Informationen zu einer Anforderung auf, die von einem oder mehreren Services verarbeitet wird. Lambda zeichnet 2 Segmente pro Trace auf, wodurch zwei Knoten im Dienstgraphen entstehen. In der folgenden Abbildung werden diese beiden Knoten hervorgehoben:

Der erste Knoten auf der linken Seite stellt den Lambda-Service dar, der die Aufrufanforderung empfängt. Der zweite Knoten stellt Ihre spezifische Lambda-Funktion dar.

Das für den Lambda-Dienst AWS::Lambda aufgezeichnete Segment umfasst alle Schritte, die zur Vorbereitung der Lambda-Ausführungsumgebung erforderlich sind. Dazu gehören das Scheduling der MicroVM, das Erstellen oder Aufheben des Einfrierens einer Ausführungsumgebung mit den von Ihnen konfigurierten Ressourcen sowie das Herunterladen Ihres Funktionscodes und aller Schichten.

Das AWS::Lambda::Function-Segment bezieht sich auf die Arbeit, die von der Funktion geleistet wird.

Anmerkung

AWS implementiert derzeit Änderungen am Lambda-Service. Aufgrund dieser Änderungen können geringfügige Unterschiede in Struktur und Inhalt der Systemprotokollmeldungen und Trace-Segmente auftreten, die von verschiedenen Lambda-Funktionen in Ihrem AWS-Konto.

Diese Änderung betrifft die Teilsegmente des Funktionssegments. In den folgenden Abschnitten werden sowohl das alte als auch das neue Format für diese Teilsegmente beschrieben.

Diese Änderungen werden in den kommenden Wochen implementiert, und alle Funktionen in allen AWS-Regionen-Regionen mit Ausnahme von China und GovCloud werden auf das neue Format der Protokollmeldungen und Trace-Segmente umgestellt.

AWS X-Ray Lambda-Segmentstruktur im alten Stil

Die herkömmliche X-Ray-Struktur für das AWS::Lambda-Segment sieht wie folgt aus:

In diesem Format hat das Funktionssegment Untersegmente für Initialization, Invocation und Overhead. Nur für Lambda SnapStart gibt es auch ein Teilsegment Restore (in dieser Abbildung nicht dargestellt).

Das Initialization-Teilsegment stellt die Init-Phase des Lebenszyklus der Lambda-Ausführungsumgebung dar. In dieser Phase initialisiert Lambda Erweiterungen, initialisiert die Laufzeit und führt den Initialisierungscode der Funktion aus.

Das Invocation-Teilsegment stellt die Aufrufphase dar, in welcher der Lambda-Funktionshandler aufgerufen wird. Dies beginnt mit der Laufzeit- und Erweiterungsregistrierung und endet, wenn die Laufzeit bereit ist, die Antwort zu senden.

(Nur Lambda SnapStart) Das Teilsegment Restore zeigt die Zeit an, die Lambda benötigt, um einen Snapshot wiederherzustellen, die Laufzeit zu laden und alle nach der Wiederherstellung ausgeführten Laufzeit-Hooks auszuführen. Der Prozess der Wiederherstellung von Snapshots kann Zeit beinhalten, die für Aktivitäten außerhalb der MicroVM aufgewendet wird. Diese Zeit wird im Restore-Untersegment erfasst. Die Zeit, die Sie außerhalb der microVM für die Wiederherstellung eines Snapshots aufwenden, wird Ihnen nicht in Rechnung gestellt.

Das Overhead-Teilsegment stellt die Phase dar, die zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Laufzeit die Antwort sendet, und dem Signal für den nächsten Aufruf auftritt. Während dieser Zeit beendet die Laufzeit alle Aufgaben im Zusammenhang mit einem Aufruf und bereitet sich auf das Einfrieren der Sandbox vor.

Wichtig

Sie können das X-Ray-SDK verwenden, um das Invocation-Teilsegment mit zusätzlichen Teilsegmenten für nachgeschaltete Aufrufe, Anmerkungen und Metadaten zu erweitern. Sie können nicht direkt auf das Funktionssegment zugreifen oder Arbeiten außerhalb des Handler-Aufruffunktionsbereichs aufzeichnen.

Weitere Informationen zu den Phasen der Lambda-Ausführungsumgebung finden Sie unter Verständnis des Lebenszyklus der Lambda-Ausführungsumgebung.

Das folgende Diagramm zeigt ein Beispiel für einen Trace mit der alten X-Ray-Struktur.

Beachten Sie die beiden Segmente im Beispiel. Beide heißen my-function, aber einer hat einen Ursprung von AWS::Lambda und der andere hat einen Ursprung von AWS::Lambda::Function. Wenn das AWS::Lambda-Segment einen Fehler anzeigt, hatte der Lambda-Service ein Problem. Wenn das AWS::Lambda::Function-Segment einen Fehler anzeigt, ist bei Ihrer Funktion ein Problem aufgetreten.

Anmerkung

Gelegentlich bemerken Sie in Ihren X-Ray-Ablaufverfolgungen eine große Lücke zwischen den Phasen der Funktionsinitialisierung und des Funktionsaufrufs. Bei Funktionen, die bereitgestellte Gleichzeitigkeit verwenden, liegt dass daran, dass Lambda Ihre Funktions-Instances lange vor dem Aufruf initialisiert. Für Funktionen, die unreservierte (On-demand) Gleichzeitigkeit verwenden, kann Lambda eine Funktions-Instance proaktiv initialisieren, auch wenn kein Aufruf erfolgt. Visuell werden diese beiden Fälle als Zeitlücke zwischen der Initialisierungs- und der Aufrufphase angezeigt.

AWS X-Ray Lambda-Segmentstruktur im neuen Stil

Die neue X-Ray-Struktur für das AWS::Lambda-Segment sieht wie folgt aus:

In diesem neuen Format stellt das Teilsegment Init wie bisher die Init-Phase des Lebenszyklus der Lambda-Ausführungsumgebung dar.

Im neuen Format gibt es kein Aufrufsegment. Stattdessen werden Kundenuntersegmente direkt an das AWS::Lambda::Function-Segment angehängt. Dieses Segment enthält die folgenden Metriken als Anmerkungen:

• aws.responseLatency – die Zeit, die benötigt wurde, bis die Funktion ausgeführt wurde

• aws.responseDuration – die Zeit, die benötigt wurde, um die Antwort an den Kunden zu übermitteln

• aws.runtimeOverhead – die zusätzliche Zeit, die die Laufzeit bis zum Abschluss benötigt hat

• aws.extensionOverhead – die zusätzliche Zeit, die die Erweiterungen zum Abschluss benötigt hat

Das folgende Diagramm zeigt ein Beispiel für einen Trace mit der neuen X-Ray-Struktur.

Beachten Sie die beiden Segmente im Beispiel. Beide heißen my-function, aber einer hat einen Ursprung von AWS::Lambda und der andere hat einen Ursprung von AWS::Lambda::Function. Wenn das AWS::Lambda-Segment einen Fehler anzeigt, hatte der Lambda-Service ein Problem. Wenn das AWS::Lambda::Function-Segment einen Fehler anzeigt, ist bei Ihrer Funktion ein Problem aufgetreten.

In den folgenden Themen finden Sie eine sprachspezifische Einführung in die Ablaufverfolgung in Lambda:

• Instrumentieren von Node.js-Code in AWS Lambda

• Instrumentieren von Python-Code in AWS Lambda

• Instrumentieren von Ruby-Code in AWS Lambda

• Instrumentieren von Java-Code in AWS Lambda

• Instrumentieren von Go-Code in AWS Lambda

• Instrumentieren von C# -Code in AWS Lambda

Eine vollständige Liste der Services, welche die aktive Instrumentierung unterstützen, finden Sie unter Unterstützte AWS-Services im AWS X-Ray-Entwicklerhandbuch.

Standardmäßiges Nachverfolgungsverhalten in Lambda

Wenn die Active-Nachverfolgung nicht aktiviert ist, verwendet Lambda standardmäßig den PassThrough-Nachverfolgungsmodus.

Im PassThrough-Modus leitet Lambda den X-Ray-Nachverfolgungs-Header an Downstream-Services weiter, sendet aber nicht automatisch Nachverfolgungen. Dies gilt auch dann, wenn der Nachverfolgungs-Header eine Entscheidung zum Sampling der Anfrage enthält. Wenn der Upstream-Service keinen X-Ray-Nachverfolgungs-Header bereitstellt, generiert Lambda einen Header und trifft die Entscheidung, kein Sampling durchzuführen. Sie können jedoch Ihre eigenen Nachverfolgungen senden, indem Sie Nachverfolgungsbibliotheken aus Ihrem Funktionscode aufrufen.

Anmerkung

Bisher sendete Lambda automatisch Nachverfolgungen, wenn Upstream-Services wie Amazon API Gateway einen Nachverfolgungs-Header hinzufügten. Da Lambda Nachverfolgungen nicht automatisch sendet, gibt Ihnen Lambda die Kontrolle, die für Sie wichtigen Funktionen nachzuverfolgen. Wenn Ihre Lösung von diesem passiven Nachverfolgungsverhalten abhängt, wechseln Sie zur Active-Nachverfolgung.

Berechtigungen für die Ausführungsrolle

Lambda benötigt die folgenden Berechtigungen, um Ablaufverfolgungsdaten an X-Ray zu senden. Fügen Sie sie der Ausführungsrolle Ihrer Funktion hinzu.

• XRay:PutTraceRegments

• XRay:PutTelemetryRecords

Diese Berechtigungen sind in der verwalteten Richtlinie AWSXRayDaemonWriteAccess enthalten.

Aktivieren der Active-Nachverfolgung mit der Lambda-API

Verwenden Sie die folgenden API-Operationen, um die Protokollierungskonfiguration mit der AWS CLI oder dem AWS-SDK zu verwalten:

• UpdateFunctionConfiguration

• GetFunctionConfiguration

• CreateFunction

Der folgende AWS CLI-Beispielbefehl aktiviert die aktive Nachverfolgung für eine Funktion mit dem Namen my-function.

aws lambda update-function-configuration --function-name my-function \
--tracing-config Mode=Active

Der Ablaufverfolgungsmodus ist Teil der versionsspezifischen Konfiguration, wenn Sie eine Version Ihrer Funktion veröffentlichen. Sie können den Ablaufverfolgungsmodus für eine veröffentlichte Version nicht ändern.

Aktivieren der Active-Nachverfolgung mit CloudFormation

Verwenden Sie die AWS::Lambda::Function-Eigenschaft, um die Nachverfolgung für eine CloudFormation-Ressource in einer TracingConfig-Vorlage zu aktivieren.

Beispiel function-inline.yml – Ablaufverfolgungskonfiguration

Resources:
  function:
    Type: AWS::Lambda::Function
    Properties:
      TracingConfig:
        Mode: Active
      ...

Verwenden Sie für eine AWS Serverless Application Model (AWS SAM) AWS::Serverless::Function-Ressource die Eigenschaft Tracing.

Beispiel template.yml – Ablaufverfolgungskonfiguration

Resources:
  function:
    Type: AWS::Serverless::Function
    Properties:
      Tracing: Active
      ...