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  • Performance-性能监控

    Performance是一个做前端性能监控离不开的API,最好在页面完全加载完成之后再使用,因为很多值必须在页面完全加载之后才能得到。最简单的办法是在window.onload事件中读取各种数据。

    大概长这个样子,小程序也支持

    属性

    timing (PerformanceTiming)

    从输入url到用户可以使用页面的全过程时间统计,会返回一个PerformanceTiming对象,单位均为毫秒

    按触发顺序排列所有属性

    • navigationStart: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

    • unloadEventStart: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

    • unloadEventEnd: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

    • redirectStart: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

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

    • fetchStart: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

    • domainLookupStart: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

    • domainLookupEnd: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

    • connectStart:HTTP(TCP) 开始建立连接的时间,如果是持久连接,则与 fetchStart 值相等,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

    • connectEnd: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,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

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

    • requestStart: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

    • responseStart: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

    • responseEnd: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

    • domLoading: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

    • domInteractive: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

    • domContentLoadedEventStart:DOM 解析完成后,网页内资源加载开始的时间,文档发生

    • DOMContentLoaded事件的时间

    • domContentLoadedEventEnd: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),文档的DOMContentLoaded 事件的结束时间

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

    • loadEventEnd:load 事件的回调函数执行完毕的时间,如果没有绑定 load 事件,值为 0

    
    // 计算加载时间
    function getPerformanceTiming () { 
        var performance = window.performance;
      
        if (!performance) {
            // 当前浏览器不支持
            console.log('你的浏览器不支持 performance 接口');
            return;
        }
      
        var t = performance.timing;
        var times = {};
      
        //【重要】页面加载完成的时间
        //【原因】这几乎代表了用户等待页面可用的时间
        times.loadPage = t.loadEventEnd - t.navigationStart;
      
        //【重要】解析 DOM 树结构的时间
        //【原因】反省下你的 DOM 树嵌套是不是太多了!
        times.domReady = t.domComplete - t.responseEnd;
      
        //【重要】重定向的时间
        //【原因】拒绝重定向!比如,http://example.com/ 就不该写成 http://example.com
        times.redirect = t.redirectEnd - t.redirectStart;
      
        //【重要】DNS 查询时间
        //【原因】DNS 预加载做了么?页面内是不是使用了太多不同的域名导致域名查询的时间太长?
        // 可使用 HTML5 Prefetch 预查询 DNS ,见:[HTML5 prefetch](http://segmentfault.com/a/1190000000633364)           
        times.lookupDomain = t.domainLookupEnd - t.domainLookupStart;
      
        //【重要】读取页面第一个字节的时间
        //【原因】这可以理解为用户拿到你的资源占用的时间,加异地机房了么,加CDN 处理了么?加带宽了么?加 CPU 运算速度了么?
        // TTFB 即 Time To First Byte 的意思
        // 维基百科:https://en.wikipedia.org/wiki/Time_To_First_Byte
        times.ttfb = t.responseStart - t.navigationStart;
     
     
     //【重要】内容加载完成的时间
        //【原因】页面内容经过 gzip 压缩了么,静态资源 css/js 等压缩了么?
        times.request = t.responseEnd - t.requestStart;
      
        //【重要】执行 onload 回调函数的时间
        //【原因】是否太多不必要的操作都放到 onload 回调函数里执行了,考虑过延迟加载、按需加载的策略么?
        times.loadEvent = t.loadEventEnd - t.loadEventStart;
      
        // DNS 缓存时间
        times.appcache = t.domainLookupStart - t.fetchStart;
      
        // 卸载页面的时间
        times.unloadEvent = t.unloadEventEnd - t.unloadEventStart;
      
        // TCP 建立连接完成握手的时间
        times.connect = t.connectEnd - t.connectStart;
      
        return times;
    }
    
    

    常用计算:

    • DNS查询耗时 :domainLookupEnd - domainLookupStart

    • TCP链接耗时 :connectEnd - connectStart

    • request请求耗时 :responseEnd - responseStart

    • 解析dom树耗时 : domComplete - domInteractive

    • 白屏时间 :responseStart - navigationStart

    • domready时间(用户可操作时间节点) :domContentLoadedEventEnd - navigationStart

    • onload时间(总下载时间) :loadEventEnd - navigationStart

    旨在告诉开发者当前页面是通过什么方式导航过来的,只有两个属性:type,redirectCount

    type:标志页面导航类型,值如下表

    type常数枚举值描述

    枚举 默认值 含义
    TYPE_NAVIGATE 0 普通进入,包括:点击链接、在地址栏中输入 URL、表单提交、或者通过除下表中 TYPE_RELOAD 和 TYPE_BACK_FORWARD 的方式初始化脚本。
    TYPE_RELOAD 1 通过刷新进入,包括:浏览器的刷新按钮、快捷键刷新、location.reload()等方法。
    TYPE_BACK_FORWARD 2 通过操作历史记录进入,包括:浏览器的前进后退按钮、快捷键操作、history.forward()、history.back()、history.go(num)。
    TYPE_UNDEFINED 255 其他非以上类型的方式进入。

    redirectCount:表示到达最终页面前,重定向的次数,但是这个接口有同源策略限制,即仅能检测同源的重定向。

    注意:所有前端模拟的重定向都无法统计到,因为不属于HTTP重定向

    memory

    描述内存多少,是在Chrome中添加的一个非标准属性。单位字节

    jsHeapSizeLimit: 内存大小限制

    totalJSHeapSize: 可使用的内存

    usedJSHeapSize: JS对象(包括V8引擎内部对象)占用的内存,不能大于totalJSHeapSize,如果大于,有可能出现了内存泄漏

    方法

    getEntries()

    这个函数返回的将是一个数组,包含了页面中所有的 HTTP 请求.注意 HTTP 请求有可能命中本地缓存,所以请求响应的间隔将非常短 可以看到,与 performance.timing 对比: 没有与 DOM 相关的属性

    获取所有资源请求的时间数据,这个函数返回一个按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,该对象的属性中除了包含资源加载时间还有以下五个属性。

    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!具体见下

    initiatorType:谁发起的请求,具体见下

    entryType的值:

    值该类型对象描述

    对象类型 描述
    mark 通过mark()方法添加到数组中的对象
    measure 通过measure()方法添加到数组中的对象
    resource 所有资源加载时间,用处最多
    navigation 现除chrome和Opera外均不支持,导航相关信息

    initiatorType的值:

    发起对象值描述

    对相类型 对象可选值 对象描述
    a CSS resourc css 通过css样式加载的资源,比如background的url方式加载资源
    a Element link/script/img/iframe等 通过标签形式加载的资源,值是该节点名的小写形式
    a XMLHttpRequest object xmlhttprequest 通过xhr加载的资源
    a PerformanceNavigationTiming object navigation 当对象是PerformanceNavigationTiming时返回
    //根据entryType类型返回的不同对象
    
    PerformanceMark:{ //通过mark()方法添加的对象
    
        entryType:"mark"
        
        name:调用mark()方法时自定义的名字
        
        startTime: 做标记的时间
        
        duration:0
    
    }
    
    PerformanceMeasure:{ //通过measure()方法添加的对象
    
        entryType:"measure"
        
        name:调用measure()方法时自定义的名字
        
        startTime: 开始量的时间
        
        duration:标记的两个量的时间间隔
    
    }
    
    PerformanceResourceTiming:{ //可以用来做一个精准的进度条
    
        entryType:"resource"
        
        name:资源的绝对路径,即URL
        
        startTime: 即将抓取资源的时间,
        
        duration: responseEnd - startTime
        
        initiatorType:略
        
        //其他属性请参考performance.timing
    
    }
    
    PerformanceNavigationTiming:{
    
        entryType:"navigation"
        
        name:本页路由,即地址栏看到的地址
        
        startTime: 0
        
        duration: loadEventEnd - startTime
        
        initiatorType:"navigation"
        
        //其他属性请参考performance.timing
    
    }
    

    请注意:

    1. 目前通过<audio>,<video>加载资源,initiatorType还无法返回"audio"和"video",chrome中只能返回空字符串,firfox返回"other"
      如果一个图片在页面内既用img引入,又作为背景图片引入,那么initiatorType返回的"img"
    2. performance.getEntries(params)这种形式仍出于草案阶段,目前所有浏览器均为支持。但是非常有用,期待早些实现。
    3. 使用该方法统计资源信息的时候首先可以合理利用clearResourceTimings清除已统计过的对象避免重复统计,其次要过滤掉因上报统计数据而产生的对象。

    可以像 getPerformanceTiming

    获取网页的时间一样,获取某个资源的时间:

    // 计算加载时间
    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;
    }
      
    // test
    // var entries = window.performance.getEntries();
    // entries.forEach(function (entry) {
    //     var times = getEntryTiming(entry);
    //     console.log(times);
    // });
    

    getEntriesByName(name,type[optional]),getEntriesByType(type)

    name:想要筛选出的资源名

    type:entryType的值中一个

    返回值仍是一个数组,这个数组相当于getEntries()方法经过所填参数筛选后的一个子集

    clearResourceTimings();

    该方法无参数无返回值,可以清楚目前所有entryType为"resource"的数据,用于写单页应用的统计脚本非常有用

    mark(name),measure(name, startMark, endMark),clearMarks(),clearMeasures()

    用于做标记和清除标记,供用户自定义统计一些数据,比如某函数运行耗时等

    name:自定义的名称,不要和getEntries()返回的数组中其他name重复

    startMark:作为开始时间的标记名称或PerformanceTiming的一个属性

    endMark:作为结束时间的标记名称或PerformanceTiming的一个属性

    创建标记:mark(name);

    记录两个标记的时间间隔:measure(name, startMark, endMark);

    清除指定标记:window.performance.clearMarks(name);

    清除所有标记:window.performance.clearMarks();

    清除指定记录间隔数据:window.performance.clearMeasures(name);

    清除所有记录间隔数据:window.performance.clearMeasures();

    使用 performance.mark() 也可以精确计算程序执行时间

    使用 performance.mark() 标记各种时间戳(就像在地图上打点),保存为各种测量值(测量地图上的点之间的距离),便可以批量地分析这些数据了。

    function randomFunc (n) { 
        if (!n) {
            // 生成一个随机数
            n = ~~(Math.random() * 10000);
        }
        var nameStart = 'markStart' + n;
        var nameEnd   = 'markEnd' + n;
        // 函数执行前做个标记
        window.performance.mark(nameStart);
      
        for (var i = 0; i < n; i++) {
            // do nothing
        }
      
        // 函数执行后再做个标记
        window.performance.mark(nameEnd);
      
        // 然后测量这个两个标记间的时间距离,并保存起来
        var name = 'measureRandomFunc' + n;
        window.performance.measure(name, nameStart, nameEnd);
    }
      
    // 执行三次看看
    randomFunc(); 
    randomFunc(); 
    // 指定一个名字
    randomFunc(888); 
    // 看下保存起来的标记 mark
    var marks = window.performance.getEntriesByType('mark'); 
    console.log(marks);
    
    
    // 看下保存起来的测量 measure
    var measure = window.performance.getEntriesByType('measure'); 
    console.log(measure);
    
    
    // 看下我们自定义的测量
    var entries = window.performance.getEntriesByName('measureRandomFunc888'); 
    console.log(entries);
    

    可以看到,for 循环 measureRandomFunc888 的时候

    结束时间为: 4875.1199999969685

    开始时间为:4875.112999987323

    执行时间为:4875.1199999969685 – 4875.112999987323 = 0.00700000964

    标记和测量用完了可以清除掉:

    
    // 清除指定标记
    window.performance.clearMarks('markStart888'); 
    // 清除所有标记
    window.performance.clearMarks();
      
    // 清除指定测量
    window.performance.clearMeasures('measureRandomFunc'); 
    // 清除所有测量
    window.performance.clearMeasures();
    

    当然 performance.mark() 只是提供了一些简便的测量方式,比如之前我们测量 domReady 是这么测的:

    // 计算 domReady 时间
    var t = performance.timing 
    var domReadyTime = t.domComplete - t.responseEnd; 
    console.log(domReadyTime)
    

    其实就可以写成:

    window.performance.measure('domReady','responseEnd' , 'domComplete'); 
    var domReadyMeasure = window.performance.getEntriesByName('domReady'); 
    console.log(domReadyMeasure);
    

    使用 performance.now() 精确计算程序执行时间

    谷歌以毫秒为单位,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)。

    注意 Date.now() 输出的是 UNIX 时间,即距离 1970 的时间,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。

    
    // 计算程序执行的精确时间
    function getFunctionTimeWithDate (func) { 
        var timeStart = Data.now();
      
        // 执行开始
        func();
        // 执行结束
        var timeEnd = Data.now();
      
        // 返回执行时间
        return (timeEnd - timeStart);
    }
    function getFunctionTimeWithPerformance (func) { 
        var timeStart = window.performance.now();
      
        // 执行开始
        func();
        // 执行结束
        var timeEnd = window.performance.now();
      
        // 返回执行时间
        return (timeEnd - timeStart);
    }
    

    友情提示

    目前主流浏览器虽然都已支持Performance对象,但是并不能支持它上面的全部属性和方法,本文主要依据chrome编写,因此提到的chrome浏览器都是兼容的,其他具体使用时兼容性请自行测试,目前已测如下:

    1. safari浏览器(包括mac和ios)只支持navigation,timing,now其余均不支持

    2. 微信浏览器支持timing,navigation属性,不支持performance.getEntries方法

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