初探 performance – 监控网页与程序性能

ygp8 9年前

原文 http://www.alloyteam.com/2015/09/explore-performance/

使用 window.performance 提供了一组精确的数据，经过简单的计算就能得出一些网页性能数据。

配合上报一些客户端浏览器的设备类型等数据，就可以实现简单的统计啦！

额，先看下兼容性如何： http://caniuse.com/#feat=nav-timing

这篇文章中 Demo 的运行环境为最新的 Chrome 的控制台，如果你用的是其他浏览器，自查兼容性哈~

先来看看在 Chrome 浏览器控制台中执行 window.performance 会出现什么：

初探 performance – 监控网页与程序性能

简单解释下 performance 中的属性：

先看下一个请求发出的整个过程中，各种环节的时间顺序：

初探 performance – 监控网页与程序性能

// 获取 performance 数据

var performance = {

// memory 是非标准属性，只在 Chrome 有

// 财富问题：我有多少内存

memory : {

usedJSHeapSize : 16100000 , // JS 对象（包括V8引擎内部对象）占用的内存，一定小于 totalJSHeapSize

totalJSHeapSize : 35100000 , // 可使用的内存

jsHeapSizeLimit : 793000000 // 内存大小限制

} ,

// 哲学问题：我从哪里来？

navigation : {

redirectCount : 0 , // 如果有重定向的话，页面通过几次重定向跳转而来

type : 0 // 0 即 TYPE_NAVIGATENEXT 正常进入的页面（非刷新、非重定向等）

// 1 即 TYPE_RELOAD 通过 window.location.reload() 刷新的页面

// 2 即 TYPE_BACK_FORWARD 通过浏览器的前进后退按钮进入的页面（历史记录）

// 255 即 TYPE_UNDEFINED 非以上方式进入的页面

} ,

timing : {

// 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

// 字母顺序

// connectEnd: 1441112692155,

// connectStart: 1441112692155,

// domComplete: 1441112693214,

// domContentLoadedEventEnd: 1441112693101,

// domContentLoadedEventStart: 1441112693093,

// domInteractive: 1441112693093,

// domLoading: 1441112692690,

// domainLookupEnd: 1441112692155,

// domainLookupStart: 1441112692155,

// fetchStart: 1441112692155,

// loadEventEnd: 1441112693215,

// loadEventStart: 1441112693214,

// navigationStart: 1441112691935,

// redirectEnd: 0,

// redirectStart: 0,

// requestStart: 1441112692158,

// responseEnd: 1441112692687,

// responseStart: 1441112692686,

// secureConnectionStart: 0,

// unloadEventEnd: 0,

// unloadEventStart: 0

}

} ;

具体的含义都在注释里说明了，接下来我们看下能用这些数据做什么？

使用 performance.timing 信息简单计算出网页性能数据

在注释中，我用【重要】标注了我个人认为比较有用的数据，用【原因】标注了为啥要重点关注这个数据

// 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 ;

}

使用performance.getEntries() 获取所有资源请求的时间数据

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，这里拿第一个请求 window.performance.getEntries()[0] 举例。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：

navigationStart
unloadEventStart
unloadEventEnd
domLoading
domInteractive
domContentLoadedEventStart
domContentLoadedEventEnd
domComplete
loadEventStart
loadEventEnd

新增属性：

name
entryType
initiatorType
duration

与 window.performance.timing 中包含的属性就不再介绍了：

var entry = {

// 资源名称，也是资源的绝对路径

name : "http://cdn.alloyteam.com/wp-content/themes/alloyteam/style.css" ,

// 资源类型

entryType : "resource" ,

// 谁发起的请求

initiatorType : "link" , // link 即 <link> 标签

// script 即 <script>

// redirect 即重定向

// 加载时间

duration : 18.13399999809917 ,

redirectStart : 0 ,

redirectEnd : 0 ,

fetchStart : 424.57699999795295 ,

domainLookupStart : 0 ,

domainLookupEnd : 0 ,

connectStart : 0 ,

connectEnd : 0 ,

secureConnectionStart : 0 ,

requestStart : 0 ,

responseStart : 0 ,

responseEnd : 442.7109999960521 ,

startTime : 424.57699999795295

} ;

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);

// });

使用 performance.now() 精确计算程序执行时间

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 ) ;

}

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。

直接上示例代码看注释便明白：

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 ( ) ;

// 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 ) ;

初探 performance – 监控网页与程序性能

// 看下保存起来的测量 measure

var measure = window . performance . getEntriesByType ( 'measure' ) ;

console . log ( measure ) ;

初探 performance – 监控网页与程序性能

// 看下我们自定义的测量

var entries = window . performance . getEntriesByName ( 'measureRandomFunc888' ) ;

console . log ( entries ) ;

初探 performance – 监控网页与程序性能

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 ) ;

初探 performance – 监控网页与程序性能

抛砖引玉：performance 数据能干啥用？

熟悉 Chrome 开发者工具的朋友应该知道：在开发环境下，其实我们自己打开 Chrome 的开发者工具，切换到网络面板，就能很详细的看到网页性能相关的数据。但当我们需要统计分析用户打开我们网页时的性能如何时，我们将 performance 原始信息或通过简单计算后的信息(如上面写到的 getPerformanceTiming() 和 getEntryTiming()) 上传到服务器，配合其他信息（如 HTTP 请求头信息），就完美啦~

初探 performance – 监控网页与程序性能

使用 window.performance 提供了一组精确的数据，经过简单的计算就能得出一些网页性能数据。

简单解释下 performance 中的属性：

使用 performance.timing 信息简单计算出网页性能数据

使用performance.getEntries() 获取所有资源请求的时间数据

使用 performance.now() 精确计算程序执行时间

使用 performance.mark() 也可以精确计算程序执行时间

抛砖引玉：performance 数据能干啥用？

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