前端质量监控之页面性能相关

前言

最近有幸参与一个前端质量监控类项目的重构，算是个人初次接触到前端质量监控相关的知识，对于其中的性能统计部分很感兴趣，查询资料之后写了文章，作为个人学习记录，如有错误，敬请斧正

1.页面整体性能

通过浏览器提供的 window.performance.timing 方法，我们能够得到网页每个处理阶段的精确时间。打开一个页面后，这些信息会被浏览器记录下来，我们直接在控制台输出，就可以查看结果

该对象下有多个字段，每个字段都对应着浏览器加载一个页面的某个阶段，下面这张图详细的展示了浏览器加载一个页面的详细过程

https://segmentfault.com/img/...

    window.performance = {
        timing: {
            // 同一个域下，前一个网 unload 的时间戳，
            // 如果直接复制地址进入或者不是同域
            // 则与 fetchStart 值相等
            navigationStart: 1441112691935,
     
            // 前一个网页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
            // 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
            // 此时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
            domContentLoadedEventEnd: 1441112693101,
     
            // DOM 树解析完成
            // 且资源也准备就绪的时间
            // Document.readyState 变为 complete
            // 此时抛出 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
        }
    }

通过这些值，我们就能得到某个阶段具体的时间差，进行一些简单的计算， 就能够得到网页的各项性能数据，便于我们在某个阶段做优化

    
    // DOM解析时间
    var domParseTime = domComplete - responseEnd;
    
    // DNS解析时间
    var domainLookUpTime = domainLookupEnd - domainLookupStart;

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2. 页面中各个资源的性能

上面我们用 window.performance.timing 方法得到的是整个页面的耗时，在一些情况下，我们想要知道页面上某个静态资源的加载时间，那么我们就可以用三个方法来获取这些信息

• window.performance.getEntries // 返回网页中所有资源和标记的数据
• window.performance.getEntriesByType // 根据entryType返回数据
• window.performance.getEntriesByName // 根据name返回数据

其中 window.performance.getEntries 可以获取到所有资源信息和所有标记信息(何为标记信息，我们后面会讲到), 而我们想看的只是 entryType: "resource" 这些资源的信息，所以我们可以直接使用 window.performance.getEntriesByType('resource') 方法来获得我们的信息，该方法会返回一个数组，包含字段如下

    var entries = [{  
        // 资源的绝对路径
        name: "http://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/1.11.1/jquery.min.js",
        // 资源类型
        entryType: "resource",
        // css: 通过css请求的资源。类型不定
        // img: 图片
        // link: 通过link标签请求的资源: css/favicon
        // script: js文件
        // xmlhttprequest: 一般为GET方式的数据接口
        initiatorType: "script", 
        // 加载时间
        duration: 18.13399999809917,
     
        // 这些字段的意义同上面
        // 不同之处只表示这一个资源的时间
        redirectStart: 0,
        redirectEnd: 0,
        fetchStart: 233.346999992829828,
        domainLookupStart: 0,
        domainLookupEnd: 0,
        connectStart: 0,
        connectEnd: 0,
        secureConnectionStart: 0,
        requestStart: 0,
        responseStart: 0,
        responseEnd: 442.7109999960521,
        startTime: 424.57699999795295
  }];

这些数据里面，initiatorType的值需要注意下, initiatorType 并不是指资源的类型，而是指 请求该资源的请求类型, 如上图所示 initiatorType: 'css' 的时候，资源文件并不是一个css文件，而是一张 img图片，表明该图片是通过css去请求到的(通常是设置背景图)，而直接在网页中通过 <img /> 或在代码中通过 new Image 请求的图片，initiatorType 值都为 img，我们以下面这段代码为例

    <!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
        <head>
            <meta charset="utf-8">
            <link rel="stylesheet" href="index.css">
            <link rel="stylesheet" href="http://apps.bdimg.com/libs/bootstrap/3.3.4/css/bootstrap.css">
            <script src="http://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/1.11.1/jquery.min.js"></script>
            <style>
                body > div {
                    height: 300px;
                    width: 300px;
                    margin: 10px;
                    float: left;
                }
    
                .css-img div {
                    background: url('http://temp.im/110x110/FF2D55/000') no-repeat;
                }
            </style>
        </head>
        <body>
            <div class="css-img">
                <p>通过CSS加载的图片</p>
                <div></div>
            </div>
    
            <div class="normal-img">
                <p>通过 img 标签直接加载</p>
                <img src="http://temp.im/178x178/007AFF/fff" />
            </div>
    
            <div class="new-img">
                <p>通过 new Image() 加载的图片</p>
    
            </div>
        </body>
        <script>
    
            window.onload = function () {
                var tempImage = new Image();
                tempImage.src = "http://temp.im/288x288/FF9500/000";
                document.querySelector('.new-img').appendChild(tempImage)
            }
    
      </script>
    </html>

打开页面之后在控制台输出结果, 也验证了结果

另外值得注意的一个点是，除了这三张图片，我们在页面中还加载了2个css文件和1个js文件，分别是

• index.css // 本地文件
• bootstrap.min.css // 远程
• jquery.min.js // 远程

仔细观察的话，会发现这几个文件有一些不同之处，我们对数据稍作处理，方便参看

我们会发现，其中的 bootstrap.min.css 的很多字段数据都为0，查询资料之后才知道，该方法通常情况下只能获得本域名下资源的加载信息(所以 index.css 的信息直接就能获取到)

如果想要获取远程资源的加载信息的只有在response里面显式的设置 Timing-Allow-Origin:* 类似于(Acces-Control-Allow-Origin的设置)

我们直接打开了 jquery.min.js 连接, 看到了 Timing-Allow-Origin 字段，所以我们能够获得该资源的准确信息, 而在 bootstrap.min.css 的返回中，我们没有找到 Timing-Allow-Origin 字段, 所以数据都显示为0

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3. 代码执行计时

通常情况下，我们想要取得一段代码的执行时间，会做以下操作

      var start = +new Date();
      for (var i = 0; i < 100; i++) {
          ret.push(i);
      }
      var end = +new Date();
      console.log('执行时间', end - start);

但不足之处在于, new Date 的精确度只到秒, 而有时候我们的代码执行在1s之内，计算出的差值为0，此时就显得无能为力。所以，我们可能通过如下两种方式，解决这个问题

1. 通过 window.performance.now

    var start = window.performance.now();
    for (var i = 0; i < 100; i++) {
        ret.push(i);
    }
    var end = window.performance.now();
    console.log('执行时间', end - start);

使用方式十分简单，该方法能够计算出精确到 百万分之一秒 的时间差。与 new Date 不同之处在于 window.performance.now 方法返回的是相对于 performance.timing.navigationStart 即页面初始化的时间，但我们的关注点是差值, 所以时间从哪儿算起，对于我们来说并不重要

2. 使用 window.performance.mark 和 window.performance.measure

    // 标记开始
    window.performance.mark("start");
    for (var i = 0; i < 100; i++) {
        ret.push(i);
    }
    // 标记结束
    window.performance.mark("end");
    // 计算差值并命名为difference, 无返回
    window.performance.measure("difference", "start", "end");

通过 window.performance.mark 方法，我们在指定地方打上一个记号，此时不会返回任何值，会被记录到performance 对象里, entryType 被默认标记为了 mark。

然后通过 window.performance.measure 计算出差值，并通过第一个参数对其赋名为 difference, 此时也没有返回值，这些值也被记录到了 performance 对象里，它们的 entryType 被默认标记为了 measure.

所以我们可以通过两种方式来查看差值

• window.performance.getEntriesByType('measure')
• `window.perform

esByName('difference')`

![图片上传中...]

在使用完了之后，我们还可以对这些标识，进行统一的清理

    // 清除指定标记点
    window.performance.clearMarks('start');  
    // 清除所有标记点
    window.performance.clearMarks();
 
    // 清除指定差值数据
    window.performance.clearMeasures('difference');  
    // 清除所有差值数据
    window.performance.clearMeasures();  

通过这两种方式，都可以精确的计算出十分精确的时间差值，那如何做选择呢? 我的建议是，如果只是单纯的想要得到少数的差值，直接在代码中使用 now, 而如果需要统计大量的值, 就应该使用 mark 和 measure 方法，因为这些值都会存在 performance 对象里，我们可以在任意需要的时候，通过读取数组，十分便捷的对数据做统一处理与管理

API支持 && 参考

• 浏览器对Performance支持情况
• http://www.infoq.com/cn/articles/html5-performance-api-monitoring
• http://ju.outofmemory.cn/entry/204774