前端性能优化 —— 页面性能指标及工具

背景

性能是网站和应用的支柱，网站性能高，用户体验会更好，同时，网站速度也是搜索引擎排名的一个因素。因此，好的网站性能直接影响我们的收益指标，因此有必要提高网站的性能，从而从技术角度拿到业务收益。

性能优化的指标

RAIL模型是Google给出的一套以用户为中心的性能模型，它提供了一种考虑性能的结构。 该模型将用户体验分解为关键操作（例如，点击、滚动、加载）并帮助您为每个操作定义性能目标。 RAIL分别代表：

• Response:响应
• Animation:动画
• Idle:空闲
• Load:加载 如下图所示：

响应

在 100 毫秒内完成由用户输入发起的转换，让用户感觉交互是即时的。

• 为了确保在 100 毫秒内产生可见响应，需要在 50 毫秒内处理用户输入事件。这适用于大多数输入，例如点击按钮、切换表单控件或启动动画。但是，这不适用于触摸拖动或滚动。
• 尽管听起来可能有些自相矛盾，但是，即时响应用户输入并非总是正确的做法。您可以利用这 100 毫秒的时间窗口来执行其他需要消耗大量资源的工作，但是，注意不能妨碍用户。如果可能，应在后台工作。
• 对于需要 50 毫秒以上才能完成的操作，请随时提供反馈。

50 毫秒还是 100 毫秒？

目标是在 100 毫秒内响应输入，那么，为什么我们的预算只有 50 毫秒？这是因为除输入处理外，通常还有需要执行其他工作，而且这些工作会占用可接受输入响应的部分可用时间。如果应用程序在空闲时间以推荐的 50 毫秒区块执行工作，这就意味着，如果输入在这些工作区块之一中发生，它最多可能会排队 50 毫秒。考虑到这一点，假设只有剩余的 50 毫秒可用于实际输入处理才是安全地做法。下图展示了这种影响，图中显示了在空闲任务期间收到的输入如何排队，从而减少可用的处理时间：

动画

在 10 毫秒内生成一帧

• 在 10 毫秒或更短的时间内生成动画的每一帧。从技术上来讲，每帧的最大预算为 16 毫秒（1000 毫秒/每秒 60 帧≈16 毫秒），但是，浏览器需要大约 6 毫秒来渲染一帧，因此，准则为每帧 10 毫秒。
• 目标为流畅的视觉效果。用户会注意到帧速率的变化。

空闲

最大限度增加空闲时间以提高页面在 50 毫秒内响应用户输入的几率。

加载

• 根据用户的设备和网络能力优化相关的快速加载性能。目前，对于首次加载，在使用速度较慢 3G 连接的中端移动设备上，理想的目标是在 5 秒或更短的时间内实现可交互。
• 对于后续加载，理想的目标是在 2 秒内加载页面。

通过APIs动态获取指标

如何通过api来获取网页的一些实时的指标数据，对我们做优化非常重要。一般情况，我们通过performance对象来获取常规的性能指标数据。

下面我们只介绍我们最常用的值

• navigationStart: 浏览器处理当前网页的启动时间
• fetchStart:浏览器发起HTTP读取文档的毫秒时间戳
• domainLookupStart: 域名查询开始的时间戳
• domainLookupEnd: 域名查询结束的时间戳
• connectStart: HTTP请求开始向服务器发送的时间戳
• connectEnd: 浏览器与服务器链接建立
• requestStart: 浏览器向服务器发出HTTP请求的时间戳
• responseStart: 浏览器从服务器收到第一个字节的时间戳
• responseEnd: 浏览器从服务器收到最后一个字节的时间戳
• domLoading: 浏览器开始解析网页DOM结构的时间
• domInteractive: 网页DOM树创建完成，开始加载内嵌资源时间
• domContentLoadEventStart: 网页domContentLoadd时间发生时的时间错
• domContentLoadedEventEnd: 网页所有需要执行的脚本执行完成的时间， domReady的时间
• loadEventStart: 当前网页load事件回调函数开始执行的时间戳
• loadEventEnd: 当前网页load事件回调函数执行结束的时间戳

性能数据名称	描述	计算方法
DNS查询时间耗时	DNS解析耗时	domainLookupEnd - domainLookupStart
请求响应耗时	网络请求耗时	responseStart - requestStart
DOM解析耗时	DOM解析耗时	domInteractive - responseEnd
资源加载耗时	资源加载耗时	loadEventStart - domContentLoadedEventEend
DOM_READY耗时	DOM阶段渲染耗时	domContentLoadedEventEend - fetchStart
首次渲染耗时	首次渲染时间/白屏时间	responseEnd - fetchStart
首次可交互耗时	首次可交互耗时	domInteractive - fetchStart
首包时间耗时	首包时间	responseStart - domainLookupStart
页面完全加载耗时	页面完全加载时间	loadEventStart - fetchStart
TCP链接时间	TCP链接耗时	connectEnd - connectStart

自定义指标采集 我们可以通过自定义一些指标来采集我们想要的数据

const observer = new PerformanceObserver((list) => {
    for(const entry of list.getEntries) {
        console.log(entry)
    }
})
observer.observe({ entryTypes: ['longtask'] })

性能优化的工具

有一些工具可以帮助您自动执行 RAIL 测量。具体使用哪一种取决于您需要什么类型的信息，以及您喜欢什么类型的工作流程。

最后感谢每一个认真阅读我文章的人，礼尚往来总是要有的，虽然不是什么很值钱的东西，如果你用得到的话可以直接拿走：

这些资料，对于【软件测试】的朋友来说应该是最全面最完整的备战仓库，这个仓库也陪伴上万个测试工程师们走过最艰难的路程，希望也能帮助到你！