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Web页面性能监测 - Performance API

简述

Performance API 提供了监测页面性能属性以及方法,时间精度可以达到千分之一毫秒。通过这个接口我们能获取各个资源的请求时间,监听脚本再用户设备执行的性能表现,页面渲染信息,帮助我们提高 Web 应用的性能。

主要属性方法如下:

Performance 属性

  • performance.navigation,返回PerformanceNavigation对象,包含页面的操作信息,如重定向次数,页面是刷新还是加载。
  • perfomance.timing,返回PerformanceTiming对象,包含页面的各项时间指标信息,如请求页面时间戳,浏览器得到响应的时间戳。
  • performance.timeOrigin,开始记录页面相关信息的时间戳。

Performance 方法

  • performance.now(),返回从开始测量页面信息到当前时间的毫秒数。
  • peformance.mark(markName)/clearMarks(),创建标记信息并保存/清除创建标记,包含当前时间戳。
  • performance.measure(measureName,startMarkName,endMarkName)/clearMeasures(),创建测量信息并保存/清除测量信息。
  • performance.setResourceTimingBufferSize/clearResourceTimings(),设置类型为resourceperformance entry对象最大数量,resource类型记录了请求 URL 资源的时间信息,如脚本,图片…
  • performance.getEntires/getEntriesByName/getEntriesByType(type),获取资源请求的相关时间数据(getEntires),保存记录的信息(getEntriesByName/getEntriesByType),getEntriesByType 可以为measure/mark,分别获取 measure(),mark()创建的记录信息。其他的还有 frame/navigation,paint,resource…
  • performance.toJSON(),返回 JSON 格式的数据信息

其中的属性方法涉及了一下几个 API:

  • High Resolution Time API
  • Performance Timeline API
  • Navigation Timing API
  • User Timing API
  • Resource Timing API

兼容性如下

Performance兼容性

PerformanceTiming

当浏览器请求一个资源流程图如下:

通过performance.timing记录了请求文档的相关信息,返回的 PerformanceTiming 对象属性如下:

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{
/*
在同一个浏览器上下文中,前一个网页(与当前页面不一定同域)unload 的时间戳,如果无前一个网页 unload ,则与 fetchStart 值相等
*/
navigationStart: 1441112691935,

/*
前一个网页(与当前页面同域)unload 的时间戳,如果无前一个网页 unload 或者前一个网页与当前页面不同域,则值为 0
*/
unloadEventStart: 0,

/*
和 unloadEventStart 相对应,返回前一个网页 unload 事件绑定的回调函数执行完毕的时间戳
*/
unloadEventEnd: 0,

/*
第一个 HTTP 重定向发生时的时间。有跳转且是同域名内的重定向才算,否则值为 0
*/
redirectStart: 0,

/* 最后一个 HTTP 重定向完成时的时间。有跳转且是同域名内部的重定向才算,否则值为 0 */
redirectEnd: 0,

/* 浏览器准备好使用 HTTP 请求抓取文档的时间,这发生在检查本地缓存之前*/
fetchStart: 1441112692155,

/* DNS 域名查询开始的时间,如果使用了本地缓存(即无 DNS 查询)或持久连接,则与 fetchStart 值相等*/
domainLookupStart: 1441112692155,

/* DNS 域名查询完成的时间,如果使用了本地缓存(即无 DNS 查询)或持久连接,则与 fetchStart 值相等*/
domainLookupEnd: 1441112692155,

/* HTTP(TCP) 开始建立连接的时间,如果是持久连接,则与 fetchStart 值相等
注意如果在传输层发生了错误且重新建立连接,则这里显示的是新建立的连接开始的时间 */
connectStart: 1441112692155,

/* HTTP(TCP) 完成建立连接的时间(完成握手),如果是持久连接,则与 fetchStart 值相等
注意如果在传输层发生了错误且重新建立连接,则这里显示的是新建立的连接完成的时间
注意这里握手结束,包括安全连接建立完成、SOCKS 授权通过 */
connectEnd: 1441112692155,

/* HTTPS 连接开始的时间,如果不是安全连接,则值为 0 */
secureConnectionStart: 0,

/* HTTP 请求读取真实文档开始的时间(完成建立连接),包括从本地读取缓存
连接错误重连时,这里显示的也是新建立连接的时间 */
requestStart: 1441112692158,

/* HTTP 开始接收响应的时间(获取到第一个字节),包括从本地读取缓存 */
responseStart: 1441112692686,

/* HTTP 响应全部接收完成的时间(获取到最后一个字节),包括从本地读取缓存 */
responseEnd: 1441112692687,

/* 开始解析渲染 DOM 树的时间,此时 Document.readyState 变为 loading,并将抛出 readystatechange 相关事件 */
domLoading: 1441112692690,

/* 完成解析 DOM 树的时间,Document.readyState 变为 interactive,并将抛出 readystatechange 相关事件
注意只是 DOM 树解析完成,这时候并没有开始加载网页内的资源 */
domInteractive: 1441112693093,

/* DOM 解析完成后,网页内资源加载开始的时间
在 DOMContentLoaded 事件抛出前发生 */
domContentLoadedEventStart: 1441112693093,

/* DOM 解析完成后,网页内资源加载完成的时间(如 JS 脚本加载执行完毕)*/
domContentLoadedEventEnd: 1441112693101,

/* DOM 树解析完成,且资源也准备就绪的时间,Document.readyState 变为 complete,并将抛出 readystatechange 相关事件 */
domComplete: 1441112693214,

/* load 事件发送给文档,也即 load 回调函数开始执行的时间 */
/* 注意如果没有绑定 load 事件,值为 0 */
loadEventStart: 1441112693214,

/* load 事件的回调函数执行完毕的时间 */
loadEventEnd: 1441112693215

通过我们可以编写一个返回页面加载耗时的函数:

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function getEntryTiming(entry) {
var t = entry;
var times = {};

/* 重定向的时间 */
times.redirect = t.redirectEnd - t.redirectStart;

/* DNS 查询时间 */
times.lookupDomain = t.domainLookupEnd - t.domainLookupStart;

/* 内容加载完成的时间 */
times.request = t.responseEnd - t.requestStart;

/* TCP 建立连接完成握手的时间 */
times.connect = t.connectEnd - t.connectStart;

/* 挂载 entry 返回 */
times.name = entry.name;
times.entryType = entry.entryType;
times.initiatorType = entry.initiatorType;
times.duration = entry.duration;

return times;
}

getEntries()/getEntriesByName()/getEntriesByType()

通过这三个方法我们可以获取到性能记录的相关信息的数组,里面包含多种类型记录信息的对象,主要包括:

  • PerformanceResourceTiming,资源请求
  • PerformancePaintTiming,页面绘制
  • PerformanceNavigationTiming,浏览器导航页面相关
  • PerformaceMark,标记信息
  • PerformaceMesure,测量信息

查看一个资源的耗时

我们可以查看一张图片加载的相关信息:

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{
connectEnd: 2138.0449999996927;
connectStart: 2138.0449999996927;
decodedBodySize: 3831;
domainLookupEnd: 2138.0449999996927;
domainLookupStart: 2138.0449999996927;
duration: 0;
encodedBodySize: 3831;
entryType: "resource";
fetchStart: 2138.0449999996927;
initiatorType: "img"; /*资源类型*/
name: "https://www.google.com/images/branding/googlelogo/2x/googlelogo_color_92x30dp.png"; /*资源路径*/
nextHopProtocol: "h2";
redirectEnd: 0;
redirectStart: 0;
requestStart: 2138.0449999996927;
responseEnd: 2138.0449999996927;
responseStart: 2138.0449999996927;
secureConnectionStart: 0;
serverTiming: [];
startTime: 2138.0449999996927;
transferSize: 0;
workerStart: 0;
}

使用 performance.mark()标记一个时间点

执行如下代码:

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performance.mark("test");

查看标记结果:

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{
duration: 0;
entryType: "mark";
name: "test";
startTime: 70515600.97500002;
}

使用 performance.measure()/performance.now()测量脚本执行性能

相对于Date.now()获取时间戳的方式测量脚本执行时间,performance方式提供了更精准的测量结果。
Date.now()可能由于会由于浏览器主线程堵塞,系统阻塞,系统时间不准确等等因素造成测量结果不准确,而performance方式排除了这些因素的干扰。
performance.measure()/performance.now()两种方式区别主要在于是否会保存在PerfomanceEntry对象列表中。

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/* 
使用performance.now()测量
function fnPerformance(fn,...arg) {
let start = performance.now()
fn(...arg)
let end = performance.now()

return end-start
}
*/
function fnPerformance(fn, ...arg) {
performance.mark(`${fn.name}-start`);
/*被测量函数*/
fn(...arg);
performance.mark(`${fn.name}-end`);
performance.measure(
`${fn.name}-result`,
`${fn.name}-start`,
`${fn.name}-end`
);
/*从PerformanceEntry列表查找,返回测量结果*/
return performance.getEntriesByName(`${fn.name}-result`);
}

/* 测量shell sort排序数组arr */
fnPerformance(shellSort, arr);

var n = 10000;
var arr = Array.from({
length: n
}).map(() => Math.round(Math.random() * n));

function shellSort(arr) {
let len = arr.length;
for (let gap = len >> 1; gap > 0; gap >>= 1) {
for (let i = gap; i < len; i++) {
let current = arr[i];
let j = i - gap;
while (j >= 0 && arr[j] > current) {
arr[j + gap] = arr[j];
j -= gap;
}
arr[j + gap] = current;
}
}
return arr;
}

查看结果

返回含有查询结果的数组:

总结

Performance API提供使得我们可以精确监听 Web 应用各项性能的数据,通过分析检测结果,可以提供提升 Web 应用性能的依据指标。
我们也埋点上报在用户设备上 Web 应用的性能数据,实现对整个 Web 应用性能的实时监测。

参考链接