前端页面性能指标与采集方式
主要用于测试html的页面性能采集。介绍了传统的性能指标和采集方式，
此外介绍了Google正在力推的以用户为中心的性能指标，以及相应的采集方式。
性能指标
目前业界常用的指标就是：白屏、首屏、domready和pageloaded四个指标，在usual-index.html中，
我们通过performance API获取到响应的指标值。
- 白屏
一般是认为DOM Tree构建时，解析到或的时候，我们认为是白屏结束的时间点。
我们可以在这个时候使用performace.mark进行打点标记，最后可以通过performance的
entry.startTime来获取白屏时间，其中entry.startTime是相对于performance.timing.navigationStart的时间。
<head>
...
<script>
// 通常在head标签尾部时，打个标记，这个通常会视为白屏时间
performance.mark("first paint time");
</script>
</head>
<body>
...
<script>
// get the first paint time
const fp = Math.ceil(performance.getEntriesByName('first paint time')[0].startTime);
</script>
</body>
- 首屏
一般是首屏中的图片加载完毕的时候，我们认为是首屏结束的时间点。我们可以对首屏中的image做onload事件绑定，
performace.mark进行打点标记，不过打点前先进行performance.clearMarks清除操作，以获取到多张图片最后加载完毕的时间。
<body>
<div class="app-container">
<img src="a.png" onload="heroImageLoaded()">
<img src="b.png" onload="heroImageLoaded()">
<img src="c.png" onload="heroImageLoaded()">
</div>
<script>
// 根据首屏中的核心元素确定首屏时间
performance.clearMarks("hero img displayed");
performance.mark("hero img displayed");
function heroImageLoaded() {
performance.clearMarks("hero img displayed");
performance.mark("hero img displayed");
}
</script>
...
...
<script>
// get the first screen loaded time
const fmp = Math.ceil(performance.getEntriesByName('hero img displayed')[0].startTime);
</script>
</body>
- domready与pageloaded
这两个指标有相应的事件监听，即document的DOMContentLoaded和window.onload，直接在事件的回调中使用performance打点即可。
<script>
document.addEventListener('DOMContentLoaded', ()=> {
performance.mark("dom ready");
});
window.onload = ()=> {
performance.mark("page loaded");
// get the domReady time
const domReady = Math.ceil(performance.getEntriesByName('dom ready')[0].startTime);
// get the page loaded time
const pageLoad = Math.ceil(performance.getEntriesByName('page loaded')[0].startTime);
}
</script>
以用户为中心的性能指标
这个是Google力推的指标，主要从4个视觉反馈阶段来描述页面性能。
| 视觉反馈 | 页面状态 | 性能指标 |
|---|---|---|
| 是否发生？ | 导航是否成功启动？服务器是否有响应？ | 首次绘制 (FP)/首次内容绘制 (FCP) |
| 是否有用？ | 是否已渲染可以与用户互动的足够内容？ | 首次有效绘制 (FMP)/主角元素计时 |
| 是否可用？ | 用户可以与页面交互，还是页面仍在忙于加载？ | 可交互时间 (TTI) |
| 是否令人愉快？ | 交互是否顺畅而自然，没有滞后和卡顿？ | 耗时较长的任务（在技术上不存在耗时较长的任务） |
对应的指标如下图所示：
此外，Google也提供了一些新的API，来获取相应的指标值。
- 首次绘制 (FP)/首次内容绘制 (FCP)
PerformanceObserver 为我们提供的新功能是，能够在性能事件发生时订阅这些事件，并以异步方式响应事件。
let perfomanceMetrics = {};
const observer = new PerformanceObserver((list) => {
for (const entry of list.getEntries()) {
// `entry` is a PerformanceEntry instance.
// `name` will be either 'first-paint' or 'first-contentful-paint'.
const metricName = entry.name;
const time = Math.round(entry.startTime + entry.duration);
if (metricName === 'first-paint') {
perfomanceMetrics.fp = time;
}
if (metricName === 'first-contentful-paint') {
perfomanceMetrics.fcp = time;
}
}
});
// Start observing the entry types you care about.
observer.observe({entryTypes: ['paint']});
- 首次有效绘制 (FMP)/主角元素计时
目前尚无标准化的 FMP 定义，一般来说，是将 FMP 视为主角元素呈现在屏幕上的时刻。
这个的计算方法就同上面介绍的首屏指标获取，只是首屏确定的是首页中的图片，而 FMP 确定的是核心元素。
- 可交互时间 (TTI)
TTI 主要是通过跟踪耗时较长的任务来确定，设置PerformanceObserver观察类型为 longtask 的条目，
然后可以根据耗时较长的条目的startTime和duration，来大致确认页面处于idle的时间，从而确定 TTI 指标。
Google希望将 TTI 指标标准化，并通过 PerformanceObserver 在浏览器中公开，但目前并不支持。
目前只能通过一个 polyfill，检测目前的 TTI，适用于所有支持 Long Tasks API 的浏览器。
该 polyfill 公开 getFirstConsistentlyInteractive() 方法，后者返回使用 TTI 值进行解析的 promise。
用法如下所示：
- 首先是在中设置PerformanceObserver，并指定监控类型为longtask。
<head>
<script>
// collect the longtask
if (PerformanceLongTaskTiming) {
window.__tti = {e: []};
const observer = new PerformanceObserver((list) => {
for (const entry of list.getEntries()) {
// observe the longtask to get the time to interactive (TTI)
if (entry.entryType === 'longtask') {
window.__tti.e.concat(entry);
}
}
});
observer.observe({entryTypes: ['longtask']});
}
</script>
</head>
- 然后引入tti-polyfill.js(可通过npm包获取)，获取到tti的值。
import ttiPolyfill from './path/to/tti-polyfill.js';
ttiPolyfill.getFirstConsistentlyInteractive().then((tti) => {
...
});
- 耗时较长的任务
这个同TTI的第一步，设置PerformanceObserver，并指定监控类型为longtask，
获取到的entry包含提供方属性，有助于追查导致出现耗时较长任务的代码。
示例demo
https://github.com/huangwenming/learning-notes/tree/master/html-relevant/performance
参考资料
http://www.alloyteam.com/2015/09/explore-performance/
