Was ist Application Performance Monitoring (APM)?

Was ist APM?

APM (Application Performance Monitoring) bezeichnet eine Sammlung von Praktiken und Tools, die darauf abzielen, die Leistung von Softwareanwendungen zu überwachen und zu optimieren. Es hilft dabei, sicherzustellen, dass Ihre Software reibungslos läuft, indem es Probleme wie langsame Ladezeiten oder Systemabstürze aufdeckt. APM gibt Ihnen zudem in Echtzeit einen Überblick über die „Gesundheit“ Ihrer Anwendung, sodass Sie die Benutzererfahrung verbessern können. Man kann sich das wie einen Blick hinter die Kulissen vorstellen: je mehr Sie verstehen, desto eher können Sie Probleme erkennen und beheben, bevor sie zu größeren Störungen führen.

Der Hauptzweck der APM-Überwachung ist einfach: Sie nutzen die wissenschaftliche Methode, um zu sehen, ob Ihre Lösung funktioniert.

Der moderne Handel wird zunehmend online abgewickelt, was bedeutet, dass application performance monitoring über Erfolg oder Misserfolg entscheidet. Ein gutes Beispiel hierfür ist der Lebensmittellieferant Glovo. So gehen sie vor, wenn sie einen neuen Markt erschließen:

• Einführung von Restaurant- und Lebensmittellieferungen zu einem subventionierten Tarif
• Lokale Preisgestaltung und Analyse von Frühbestellungen zur Festlegung des Mindestbestellwerts
• Einführung eines kostenlosen Lieferabonnements zur Sicherung wiederkehrender Einnahmen
• Keine Subventionierung von Liefergebühren mehr
• Erhöhung der Liefergebühren und des Mindestbestellwerts, soweit dies für die Kunden tragbar ist

All diese Entscheidungen helfen Glovo, die dünnen und negativen Gewinnspannen auszugleichen, die für lebensverändernde Technologieunternehmen üblich sind. All diese Entscheidungen wären ohne einen soliden Prozess zur Überwachung der Anwendungsleistung nicht möglich. Sie müssen wissen, dass Ihre Nutzer genau in dem Moment, in dem sie einen neuen Aufpreis sehen, beschließen, ihren Lieblingstaco nicht mehr zu bestellen.

Ihre Überwachungsstrategie wirkt sich direkt auf Ihren Umsatz aus – und hier erfahren Sie, warum das wichtiger ist, als Sie denken. Die heutigen APM-Tools verfolgen den gesamten Weg: von dem Bruchteil einer Sekunde, in dem Benutzer auf Ihre App klicken, bis hin zu den komplexen Abläufen, die sich über Ihre Microservices und serverlosen Funktionen hinweg vollziehen.

Glovo ist hier wieder einmal ein anschauliches Beispiel. Im April 2022 führte eine Art Caching Problem oder ein Backend-Fehler dazu, dass die Artikelkarten bis zu mehreren Minuten am Stück luden. Eine gute Leistungsüberwachung zusammen mit modernen SaaS-Softwaretests hilft dabei, solche Probleme zu erkennen und zu lösen, bevor zu viele Nutzer zu einer alternativen App wechseln.

Wie funktioniert APM?

Fangen wir an, die Funktionsweise von application performance monitoring zu erklären. Zunächst sollten Sie wissen, dass APM dabei hilft, Ihre App reibungslos am Laufen zu halten, indem es ihre Leistung in Echtzeit verfolgt. Mit APM können Sie wichtige Aspekte wie Antwortzeiten, Fehlerquoten und den Zustand des Servers überwachen.

Wenn Sie langsame Ladezeiten oder Abstürze bemerken, gibt APM Ihnen sofort Einblicke, was schief läuft und wo das Problem liegt. Das bedeutet, dass Sie nicht auf die 

Meldungen von Nutzern warten müssen, um Probleme zu erkennen. application performance monitoring hilft auch dabei, Probleme frühzeitig zu identifizieren, sie schnell zu beheben und sicherzustellen, dass Ihre App eine reibungslose und problemlose Erfahrung für Ihre Nutzer bietet.

Schauen wir uns nun die wichtigsten Bestandteile von APM an.

APM-Agents

Hauptaktion: Performance-Daten sammeln

APM-Agents laufen im Hintergrund und sammeln wichtige Kennzahlen wie Reaktionszeiten, Fehlerquoten und Ressourcennutzung. Ihr Hauptziel ist es, Echtzeit-Einblicke in die Leistung Ihrer Anwendung zu geben und Sie auf sofortige Probleme hinzuweisen. Auf diese Weise sind Sie besser auf potenzielle Probleme vorbereitet, bevor diese die Nutzer beeinträchtigen.

APM-Instrumentierung

Hauptaktion: Überwachungs-Tools einbinden
APM-Instrumentierung bedeutet, Überwachungs-Tools direkt in Ihre Anwendung zu integrieren, um die Leistung auf verschiedenen Ebenen zu verfolgen. Dazu gehören Backend-Dienste, APIs und Benutzerinteraktionen. Das Hauptziel hierbei ist es, detaillierte Daten zu Reaktionszeiten, API-Aufrufen und Ressourcennutzung zu erfassen. Dies hilft Ihnen, Leistungsprobleme frühzeitig zu erkennen und die Anwendung für eine bessere Effizienz zu optimieren.

APM-Analyse und -Alerting

Hauptaktion:  Analyse und senden von Benachrichtigungen
APM-Tools verarbeiten die von den Agenten gesammelten Daten, um Leistungsprobleme oder ungewöhnliche Muster zu identifizieren, wie zum Beispiel langsame Ladezeiten oder Fehler. Das Benachrichtigungssystem informiert Sie in Echtzeit. Auf diese Weise können Sie sofort Maßnahmen ergreifen, um Probleme zu beheben – sei es durch Umleitung des Datenverkehrs oder Optimierung eines Prozesses –, bevor das Problem eine große Anzahl von Nutzern betrifft.

Wann sollte APM durchgeführt werden?

Sie sollten application performance monitoring während des gesamten Lebenszyklus Ihrer App einsetzen, um sicherzustellen, dass sie reibungslos läuft und den Nutzern natürlich die bestmögliche Erfahrung geboten wird. Wenn Sie APM frühzeitig starten, haben Sie die Möglichkeit, Probleme zu erkennen, bevor sie Ihre Nutzer beeinträchtigen. Dennoch sollten Sie APM durch jede Phase der Reise Ihrer App hinweg fortführen, um stets proaktiv zu bleiben:

• Während der Entwicklungsphase: Sie können APM während des Aufbaus und Tests Ihrer App verwenden, um die Leistung zu überwachen. Wenn Sie Engpässe frühzeitig erkennen, können Sie Ihre App von Grund auf optimieren.
• Überwachung nach dem Start: Sobald die App live ist, können Sie application performance monitoring nutzen, um die Gesundheit der App in Echtzeit kontinuierlich zu verfolgen. Regelmäßige Checks bei Updates oder Feature-Veröffentlichungen helfen Ihnen dabei, neue Probleme sofort zu erkennen und zu beheben. Das Ergebnis? Ihre App bleibt stabil.
• Skalierung und Management bei hohem Besuchsaufkommen: Wenn Ihre App eine höhere Besucherzahl verzeichnet, hilft Ihnen APM, die Last ohne Leistungseinbußen zu verwalten. Es gibt Ihnen die Sicherheit, dass Sie auch mit wachsender App weiterhin Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit für Ihre Nutzer aufrechterhalten können.

Mit aktivem APM in diesen Phasen sind Sie in der Lage, Probleme zu erkennen, bevor sie zu größeren Schwierigkeiten werden, und so eine stets reibungslose Nutzererfahrung zu bieten, wenn Ihre Benutzer mit der App interagieren.

Während application performance monitoring die Leistung Ihrer Anwendung in allen Phasen sicherstellt, arbeitet ein Testmanagement-System (TMS) im Einklang mit application performance monitoring, um Ihre Tests zu optimieren und die Ziele von application performance monitoring zu unterstützen. Ein zuverlässiges TMS hilft dabei, wichtige Tests zu organisieren, zu dokumentieren und auszuführen, um Leistungsprobleme von Anfang an zu vermeiden. End-to-End Testing wird durch ein robustes TMS effizient unterstützt, indem alle Testschritte abgedeckt werden, um potenzielle Engpässe und Systemgrenzen frühzeitig zu erkennen. Durch einen strukturierten Testansatz liefert das TMS tiefere Einblicke, was die Leistung Ihrer App beeinträchtigen könnte, insbesondere bei hohem Nutzeraufkommen oder neuen Releases.

Nachdem wir uns die Definition und den geschäftlichen Nutzen von APM angesehen haben, werfen wir nun einen Blick auf die Metriken, die von den besten APM-Lösungen üblicherweise verfolgt werden.

• Reaktionszeit zeigt, wie lange es dauert, bis eine Benutzeraktion in der Anwendung sichtbar wird.

• CPU-Auslastung bezieht sich auf die Belastung des Servers: Ist sie zu hoch, wird die Anwendung langsamer und kann fehlerhaft funktionieren.

• Uptime (%) veranschaulicht die Verfügbarkeit der Anwendung. Die meisten Unternehmen, die durch ein solides Online-Testmanagement-Tool abgesichert sind, nutzen Continuous Delivery, um so nah wie möglich an einer Uptime von 100 % zu bleiben.

• Anfrage-Rate (Request Rate) liefert ein Maß für den Datenverkehr. Damit lassen sich Nutzungsspitzen vorhersagen und plötzliche Einbrüche frühzeitig erkennen.

• Fehlerrate (Error Rate) gibt an, wie häufig die Anwendung durch Softwarefehler beeinträchtigt oder unterbrochen wird.

• Benutzerzufriedenheit übersetzt die Kundenzufriedenheit in konkrete Zahlen.

• Analysen & Heatmaps werden ebenfalls oft als Teil von APM betrachtet.

Das renommierte Forschungsunternehmen Gartner nennt fünf Hauptkomponenten für die Überwachung der Anwendungsleistung.

• Die Endnutzererfahrung sammelt und verarbeitet Leistungsdaten, um die mit den Systemanforderungen in Konflikt stehenden Probleme und Engpässe zu erkennen. Es ist auch nützlich für die Anpassung dieser Anforderungen, wenn sie auf der technischen Seite gut funktionieren, aber die Nutzer sich nicht anmelden/zahlen wollen. Experten kombinieren in der Regel den Einsatz von Bots, die die App automatisch durchlaufen, mit der Überprüfung, wie die gleichen Schritte bei echten Benutzern abliefen.

• Die Laufzeitarchitektur von Anwendungen umfasst Hardware- und Softwarekomponenten sowie deren Zusammenspiel. Ihre Entwickler können Anomalien automatisch erkennen, um kostspielige Probleme frühzeitig zu erkennen.

• Mit der benutzerdefinierten Transaktionsprofilierung wird das tatsächliche Kundenerlebnis weiter erforscht. Sie ermöglicht eine detaillierte Ursachenanalyse, indem spezifische Aktionen reproduziert werden, die zu einem Leistungsproblem führen. So kann die Ursache isoliert und effizient behoben werden.

• Die Komponentenüberwachung bietet einen zusätzlichen Einblick in den Status der einzelnen Komponenten, die bei der Überwachung der Anwendungsarchitektur zur Laufzeit beobachtet werden. Es lässt Sie wissen, wenn ein Server nicht in Ordnung ist oder vielleicht eine wichtige Betriebssystemaktualisierung fehlt.

• Analytics & Reporting geben Ihren Mitarbeitern in Marketing, Vertrieb, Produkt und Management verwertbare Einblicke, um den finanziellen Erfolg zu erreichen oder zu steigern.

Traditionelles APM hat uns gute Dienste geleistet, aber Observability? Da wird es interessant. Sie verfolgen nicht mehr nur Metriken – Sie verbinden Logs, Metriken und Traces, um tatsächlich zu verstehen, was unter der Haube passiert. Denken Sie so darüber nach: Monitoring sagt Ihnen, dass etwas kaputt ist. Observability sagt Ihnen warum.

Hier ist der praktische Unterschied – wenn Ihre verteilte Anwendung in mehreren Cloud-Umgebungen anfängt zu spinnen, ermöglicht Ihnen Observability, eine einzelne Nutzeranfrage durch jeden Microservice zu verfolgen, den sie berührt. Keine Ratespiele mehr.

Beginnen Sie hiermit: Instrumentieren Sie eine kritische User Journey End-to-End. Wählen Sie Ihren Checkout-Flow oder Login-Prozess – etwas, das für Ihr Geschäftsergebnis wichtig ist. Aktuelle Studien zeigen, dass Teams, die Observability-Tools verwenden, Incidents fast 40% schneller lösen als solche, die sich allein auf traditionelles Monitoring verlassen.

Der wahre Gewinn? Sie fangen Probleme ab, bevor sie zu Ausfällen werden. Ihr Team wechselt von reaktiver Brandbekämpfung zu proaktiver Optimierung.

Wie wird APM durchgeführt?

Wie bereits erwähnt, ist APM ein mehrstufiger Prozess. So funktioniert es typischerweise, um Ihre Anwendung reibungslos am Laufen zu halten:

1. Datenerfassung: Spezialisierte APM-Agenten werden in Ihre Anwendung eingebettet. Sie sammeln kontinuierlich Daten zu Antwortzeiten, Serverleistung, Fehlerraten und anderen wichtigen Kennzahlen. Diese Daten bieten Ihnen einen vollständigen Überblick darüber, wie sich Ihre Anwendung verhält.
2. Instrumentierung: APM-Tools verfolgen spezifische Aktionen innerhalb der Anwendung, wie API-Aufrufe, Datenbankabfragen und Benutzerinteraktionen. So können Sie genau sehen, wo Engpässe auftreten. Durch die Identifikation wichtiger Bereiche erhalten Sie zudem wertvolle Einblicke, wo Optimierungen erforderlich sind.
3. Analyse und Benachrichtigungen: Die gesammelten Daten werden analysiert, um Probleme zu erkennen oder Trends zu identifizieren. Bei Leistungsfehlern informiert Sie das Benachrichtigungssystem von application performance monitoring sofort per E-Mail, SMS oder integrierte Messaging-Apps, damit Sie schnell handeln können.
4. Optimierung und Problemlösung: Mit einem klaren Überblick über die Probleme können Sie diese sofort beheben. Dies hilft Ihnen, spezifische Prozesse zu optimieren oder Ressourcen nach Bedarf zu skalieren. Durch die regelmäßige Nutzung von application performance monitoring verbessern Sie kontinuierlich die Leistung Ihrer Anwendung, reduzieren Ausfallzeiten und bieten eine bessere Benutzererfahrung.

Insgesamt bietet Ihnen application performance monitoring kontinuierliche Sichtbarkeit und Kontrolle, sodass Ihre Anwendung jederzeit effizient und reaktionsschnell bleibt.

Vorteile von APM

Wie bereits erwähnt, ist APM ein mehrstufiger Prozess. So funktioniert er typischerweise, um Ihre Anwendung reibungslos am Laufen zu halten:

• Verbesserte Benutzererfahrung: Mit application performance monitoring können Sie Probleme schneller und effizienter erkennen und lösen. Das führt zu einer höheren Wahrscheinlichkeit, dass die Benutzer eine reibungslose Erfahrung ohne störende Verzögerungen genießen.
• Schnellere Fehlerbehebung: Echtzeit-Performance-Daten machen es einfacher, Probleme zu finden und zu beheben. So sparen Sie wertvolle Zeit bei der Fehlerbehebung.
• Erhöhte Effizienz: Durch die Automatisierung der Leistungsüberwachung und Benachrichtigungen bleibt Ihrem Team mehr Zeit für andere Prioritäten. Statt manuellen Überprüfungen kann sich Ihr Team auf wichtigere Aufgaben konzentrieren.
• Optimierte Ressourcennutzung: Mit detaillierten Einblicken in Serverbelastung und Ressourcenbedarf können Sie die Ressourcen genau anpassen. So vermeiden Sie unerwartete Ausfälle und senken Kosten.

Application performance monitoring sorgt dafür, dass Ihre App stets optimal läuft, was sowohl den Benutzern als auch Ihrem Team zugutekommt.

Herausforderungen des application performance monitoring

Wenn APM richtig angewendet wird, ist es sehr leistungsfähig. Aber die Implementierung und Verwaltung bringt ihre eigenen Herausforderungen mit sich:

• Komplexe Einrichtung: Die Implementierung von APM kann besonders bei großen, komplexen Anwendungen mit mehreren Schichten schwierig sein. Es braucht Zeit, um sicherzustellen, dass alle Komponenten reibungslos zusammenarbeiten.
• Datenüberflutung: APM sammelt eine Menge Daten, und ohne klare Prioritäten kann es überwältigend sein. Um nützliche Einblicke zu erhalten, müssen die Daten effektiv gefiltert werden.
• Ressourcenverbrauch: Einige APM-Tools, insbesondere Agenten, können erhebliche Ressourcen verbrauchen. Wenn das nicht in jeder Phase überwacht wird, kann dies die Leistung Ihrer App negativ beeinflussen.
• Warnermüdung: Häufige, viele kleine Warnungen können zu einer sogenannten „Warnermüdung“ führen, bei der Ihr Team Benachrichtigungen übersieht. Es hilft, die Alarmeinstellungen so anzupassen, dass nur die wirklich kritischen Probleme im Fokus stehen.

Diese Herausforderungen lassen sich nur mit einer durchdachten Einrichtung und Feinabstimmung bewältigen, damit Sie sich nicht im Chaos verlieren. Wenn Sie diese Faktoren effizient im Griff haben, kann APM ein unverzichtbares Werkzeug für die Wartung einer leistungsstarken Anwendungsumgebung werden.

Bei Überwachung der Anwendungsleistung werden drei Arten von Daten verwendet:

Metriken, also die Zahlen, die einen Status liefern und für Erkenntnisse genutzt werden können

• Trace, die Reise eines einzelnen Nutzers durch die gesamte App
• Logs, automatisch generierte, leichtgewichtige Dateien, die Informationen über das Benutzerverhalten und Anwendungsereignisse speichern

APM ist keine Raketenwissenschaft mehr, man braucht nur das richtige Toolkit. Beginnen Sie mit Plattformen wie Dynatrace oder Datadog, die Ihnen einen vollständigen Überblick bieten, und fügen Sie dann einige KI-gestützte Erkenntnisse hinzu, um das zu erfassen, was Sie manuell übersehen würden.

Entscheiden Sie sich zunächst für einen Anbieter, der OpenTelemetry-Standards unterstützt. So bleiben Sie flexibel gegenüber Cloud-Anbietern und sind nicht an proprietäre Formate gebunden – ein Fehler, den fast die Hälfte aller Teams begangen hat, die auf Multi-Cloud umgestiegen sind.

Ihr Erfolgskennwert wäre die durchschnittliche Zeit bis zur Erkennung, die innerhalb des ersten Monats nach ordnungsgemäßer Implementierung deutlich sinken sollte.

Hier sind einige Ideen, wie Sie das Beste aus der Überwachung der Anwendungsleistung herausholen können.

• Wählen Sie das richtige Tool aus. Die wichtigsten Anforderungen sind: Passend zu Ihren Programmiersprachen, eine auf Geschäftseinblicke ausgerichtete Architektur und die Nutzung von prädiktiven Analysen. Ein Testlauf Management Tool kann dabei helfen, diese Anforderungen effizient zu erfüllen. Sie sollten regelmäßig prüfen, welche Tools die besten Akteure in Ihrer Branche verwenden. Wenn Sie im Finanzwesen arbeiten, zeigt Ihnen unsere Liste der Test-Tools für den Bankensektor die beliebtesten Optionen.

• Kennen Sie Ihre Benchmarks. Prädiktive Analysen zur Erkennung von anormalem Verhalten haben keinen Sinn, außer Sie definieren den Begriff „Normal“. Serverauslastung, Absprungrate und Antwortzeit benötigen alle einen Wert, den Ihr APM überwacht.

• Bringen Sie alle mit ins Boot. Im Idealfall sollten nicht nur Ihre Entwickler und die Personen, die APM angefordert haben, mit dem System arbeiten. Wenn es das Produktteam war, das es wollte, sollten Sie den Wert für das obere Management aufzeigen (und umgekehrt). Auch die für den Inhalt zuständigen Mitarbeiter können einige interessante Erkenntnisse gewinnen.

Die klügsten Teams integrieren APM gerade direkt in ihre Test-Workflows – und das zahlt sich richtig aus. Anstatt Performance-Monitoring als nachträglichen Gedanken zu behandeln, erfassen Sie Baseline-Metriken während der Entwicklung und verfolgen, wie sich jede Code-Änderung auf die Geschwindigkeit und Stabilität Ihrer Anwendung auswirkt. Hier ist der praktische Schritt: Richten Sie automatisierte Performance-Gates in Ihrer CI/CD-Pipeline ein, die jedes Deployment blockieren, wenn die Antwortzeiten um mehr als 20% von Ihrer Baseline abweichen. Teams, die das tun, berichten von fast halb so vielen Production-Incidents. Der unerwartete Bonus? Ihre Entwickler beginnen vom ersten Tag an wie Performance-Engineers zu denken, da sie sofortiges Feedback darüber erhalten, wie ihr Code unter realen Bedingungen funktioniert. Beginnen Sie damit, eine einfache Performance-Assertion zu Ihrer bestehenden Test-Suite hinzuzufügen – etwas wie ‚API-Antwort unter 200ms‘ – und bauen Sie von dort aus weiter.

Die Überwachung der Anwendungsleistung ist ein leistungsfähiges Instrument. Sie können damit Ihr Geschäft ausbauen, das Unternehmen vor kostspieligen Fehlern schützen und die Kosten optimieren. Wenn Sie noch kein APM nutzen, empfehlen wir Ihnen, eines zu finden.

Die alleinige Überwachung der Leistung genügt jedoch nicht. Leistungstests sorgen dafür, dass die App in einem APM-Tool optimal dargestellt wird. Leistungstests können verschiedene Belastungen der App imitieren, um zu sehen, ob sie schnell und zuverlässig bleibt oder zumindest funktioniert. Dies ist besonders wichtig für B2C-Unternehmen, bei denen die Natur der sozialen Medien und/oder die Saisonabhängigkeit einen enormen Anstieg der Kundenzahlen bedeuten kann. Es wäre sehr bedauerlich, wenn Ihre App dem Ansturm nicht standhalten könnte.

aqua wurde mit Blick auf Leistungstests entwickelt. Wir verfügen über Integrationen mit den führenden Tools für automatisierte Leistungstests, wie JMeter und Selenium. Sie können auch jedes andere Tool über die REST-API anbinden. aqua ist eine Lösung für das Application Lifecycle Management, die nicht nur für Tests, sondern auch für das Fehlermanagement und die Softwareentwicklung verwendet werden kann.