前端性能优化之自定义性能指标及上报方法详解

£可爱£侵袭症+ 提交于 2020-01-18 22:17:48

转自公众号文章,觉得不错,拿来收藏:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAwNDcyNjI3OA==&mid=2650843337&idx=2&sn=681c3fcbc5fdb56bbf5978921e7e5de5&chksm=80d383a0b7a40ab68f571fcd5830c69fc3d3d0ac4c9a4482cf2582a0031ce8e366e0f5215f45&mpshare=1&scene=23&srcid=0117luqxTMWcfbQiO5OgNNN3&sharer_sharetime=1579270274111&sharer_shareid=49e276b2e624f54fc5b024238a201770#rd

背景

性能优化是所有前端人的追求,在这条路上,方法多种多样。这篇文章,说一下利用浏览器的一些API,可以怎样进行自定义性能指标及上报。

PS:后面会出一篇利用chrome开发者工具进行性能分析的哦,敬请期待~

自定义性能指标介绍

自定义性能指标这里,主要要介绍的是 Performance 接口,这个接口可以获取到当前页面中与性能相关的信息。主要包含了Performance Timeline API、Navigation Timing API、 User Timing API 和 Resource Timing API。

Performance类型的对象可以通过调用只读属性 window.performance 来获得,截止目前,其支持度已经很高了,支持性如下:

performance.now()

在chrome浏览器中返回的时间是以毫秒为单位的,更精确。

performance.now() 与 Date.now() 不同的是,返回了以微秒(百万分之一秒)为单位的时间,更加精准。

并且与 Date.now() 会受系统程序执行阻塞的影响不同,performance.now() 的时间是以恒定速率递增的,不受系统时间的影响(系统时间可被人为或软件调整)。

这里主要是一些需要入侵业务代码打点的时候,可以使用这个 API 来获取时间戳

注意:Date.now() 输出的是距离 1970 的毫秒数,而 performance.now() 输出的是相对于 performance.timing.navigationStart(页面初始化) 的时间。

使用 Date.now() 的差值并非绝对精确,因为计算时间时受系统限制(可能阻塞)。但使用 performance.now() 的差值,并不影响我们计算程序执行的精确时间。

window.performance.navigation

window.performance.navigation 对象提供了在指定的时间段里发生的操作相关信息,包括页面是加载还是刷新、发生了多少次重定向等。我们可以看看:

其中,type 的取值及含义如下表:

具体数据示例:

这个数据,主要是帮助我们看看页面重定向次数是否过多(能否减少重定向),页面访问的方式主要是怎样的,针对访问方式较多的场景我们能否做些优化。

这种情况下,我们只需要把数据直接上报,然后自己查看数据的时候,再跟具体含义结合起来理解即可。

window.performance.timing

window.performance.timing里面有很多的性能相关的时间戳记录,我们来看一些常用的:

更多查看:https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/PerformanceTiming

关键指标

这样,我们就可以定出一些关键步骤耗时:

这个数据,上报到数据平台系统。就可以看到页面的性能情况如何,然后进行对应的优化了。不过,实际情况中,前端更关注的性能指标在首屏,比如:

  • HTML 加载完成时间
  • 首屏图片加载完成时间
  • 首屏接口完成加载完成时间
代码实现

这个时候,我们可以自己手动加上一些时间点(这里的手动添加的点都推荐使用performance.now来实现),结合一起上报。代码示例如下:

//window.loadHtmlTime 在html中的</body>标签前面用打个时间戳即可
HTMLComplete = window.loadHtmlTime - window.performance.timing.navigationStart

//window.lastImgLoadTime 在首屏中的每张图onload之后都更新一次这个时间戳
firstScreenImgFinished = window.lastImgLoadTime - window.performance.timing.navigationStart

//Report.SPEED.MAINCGI 在首屏中的每个接口调用成功后更新时间戳
firstScreenApiFinished = Report.SPEED.MAINCGI - window.performance.timing.navigationStart

//在所有接口打时间点
apiFinishes = Report.SPEED.LASTCGI - window.performance.timing.navigationStart);

注意:

我们在做性能埋点的时候,最好不要入侵业务代码。这里我的想法是,每个api调用的方法,我们都返回一个Promise,这样,我们再另外封装一个sdk去找到这些方法,然后分别注册then方法来计时即可。

window.performance.getEntries()

window.performance.getEntries 是一个方法,方法调用后可以获取一个包含了页面中所有的 HTTP 请求的时间数据的数组.这个数组是一个按startTime排序的对象数组,数组成员除了会自动根据所请求资源的变化而改变以外,还可以用mark(),measure()方法自定义添加。

其与 performance.timing 对比的差别就是没有与 DOM 相关的属性。而要注意的是, HTTP 请求有可能命中本地缓存,这种情况下请求响应的间隔将非常短,数据可能不准确。

我们来看看它都包含来了哪些时间,如下一个例子图:

由图可以看出,每个对象的属性中除了包含资源加载过程各个阶段的时间外,还有以下五个属性:

  • name:资源名称,是资源的绝对路径或调用mark方法自定义的名称
  • startTime:开始时间
  • duration:加载时间
  • entryType:资源类型,entryType类型不同数组中的对象结构也不同
    * initiatorType:发起的请求者
    其中,常用entryType的值含义如下:

其中,常见initiatorType的值含义如下:

关键指标
由以上,我们可以得出一些,我们比较关心的性能指标如下:

  • 首屏图片完成时间
  • 各资源耗时(主要统计css/js资源耗时)
  • FP(首次绘制时间)
  • FCP(首次内容渲染时间)

    代码实现

    当我们调用这个方法的时候,我们得到的是调用方法前的所有资源的数据,一些资源可能有延时,或者在一些特殊的逻辑下才加载,这种情况下,我们就需要轮询上报了。

但是,浏览器考虑到这些复杂的情况,它为了我们提供了一个 PerformanceObserver,用于监测性能度量事件,在浏览器的性能时间轴记录下一个新的 performance entries 的时候将会被通知.

简单来说,我们可以利用 PerformanceObserver 做到当有性能数据产生时,主动通知你(观察者模式),所以我们监听自己需要的资源类型,当有这个资源的时候进行上报即可。如下代码:

function perf_observer(list, observer) {
   // Process the "measure" and "resource" event
    list
    .getEntries()
    .map(({ name, entryType, startTime, duration }) => {
      const perfObj = {
        "Duration": duration,
        "Entry Type": entryType,
        "Name": name,
        "Start Time": startTime,
      };
      returnJSON.stringify(obj, null, 2);
    })
    .forEach(console.log); // 可以加上报逻辑
}
var observer2 = new PerformanceObserver(perf_observer);
observer2.observe({entryTypes: ["paint","resource"]});

这里,关于首屏图片的获取和统计逻辑,我这里贴一个我使用的通用的逻辑,大家可以参考一下:

// 可以在
const getFirstScreenImageLoadTime = () => {
    // 获取所有的 img dom 节点
    const images = document.getElementsByTagName('img');
    const imageEntries = performance.getEntries().filter(function (entry) {
        return entry.initiatorType === 'img'
    });

    // 获取在首屏内的 img dom 节点
    const firstScreenEntry = [];
    for (let i = 0; i < images.length; i++) {
        const image = images[i];
        const ret = image.getBoundingClientRect();
        if (ret.top < (window.innerHeight - 2) && ret.right > 0 && ret.left < (window.innerWidth - 2)) {
            // 如果在首屏内
            const imageEntry = imageEntries.filter(function (entry) {
                return entry.name === image.src;
            })[0];
            imageEntry && firstScreenEntry.push(imageEntry);
        }
    }

    // 获取最晚加载完成的一张
    let maxEntry;
    if (firstScreenEntry.length >= 1) {
        maxEntry = firstScreenEntry.reduce(function (prev, curr) {
            if (curr.responseEnd > prev.responseEnd) {
                return curr;
            } else {
                return prev
            }
        });
    }

    return maxEntry && maxEntry.responseEnd || null;
}

注意:

该方法有个草案,可以直接传入过滤参数,然后得到想要的结果,如window.performance.getEntries(PerformanceEntryFilterOptions),但是我试了一下,目前 chrome 都还不支持,可以参考这里:https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/Performance/getEntries

总结

最后总结一下,我们自定义的前端比较关心的性能指标大概有:

  • 白屏时间
  • HTML 加载完成时间
  • 首屏图片加载完成时间
  • 首屏接口完成加载完成时间
  • 各资源耗时(主要统计css/js资源耗时)
  • FP(首次绘制时间)
  • FCP(首次内容渲染时间)
  • onload时间
    而这些指标的统计方法,本文都详细写了。可以参考一下实现方案~
易学教程内所有资源均来自网络或用户发布的内容,如有违反法律规定的内容欢迎反馈
该文章没有解决你所遇到的问题?点击提问,说说你的问题,让更多的人一起探讨吧!