H5性能分析及前端性能监控：window.performance

2024-02-14 12:14:10

window.performance 是W3C性能小组引入的新的API，目前IE9以上的浏览器都支持。一个performance对象的完整结构如下图所示：

memory字段代表JavaScript对内存的占用。

navigation字段统计的是一些网页导航相关的数据：

redirectCount:重定向的数量（只读），但是这个接口有同源策略限制，即仅能检测同源的重定向；
type 返回值应该是0,1,2 中的一个。分别对应三个枚举值:
- 0 : TYPE_NAVIGATE (用户通过常规导航方式访问页面，比如点一个链接，或者一般的get方式)
- 1 : TYPE_RELOAD (用户通过刷新，包括JS调用刷新接口等方式访问页面)
- 2 : TYPE_BACK_FORWARD (用户通过后退按钮访问本页面)

最重要的是timing字段的统计数据，它包含了网络、解析等一系列的时间数据。

2.2.1 timing API

timing的整体结构如下图所示：

各字段的含义如下：

startTime：有些浏览器实现为navigationStart，代表浏览器开始unload前一个页面文档的开始时间节点。比如我们当前正在浏览baidu.com，在地址栏输入google.com并回车，浏览器的执行动作依次为：unload当前文档（即baidu.com）->请求下一文档（即google.com）。navigationStart的值便是触发unload当前文档的时间节点。

如果当前文档为空，则navigationStart的值等于fetchStart。

redirectStart和redirectEnd：如果页面是由redirect而来，则redirectStart和redirectEnd分别代表redirect开始和结束的时间节点；
unloadEventStart和unloadEventEnd：如果前一个文档和请求的文档是同一个域的，则unloadEventStart和unloadEventEnd分别代表浏览器unload前一个文档的开始和结束时间节点。否则两者都等于0；
fetchStart是指在浏览器发起任何请求之前的时间值。在fetchStart和domainLookupStart之间，浏览器会检查当前文档的缓存；
domainLookupStart和domainLookupEnd分别代表DNS查询的开始和结束时间节点。如果浏览器没有进行DNS查询（比如使用了cache），则两者的值都等于fetchStart；
connectStart和connectEnd分别代表TCP建立连接和连接成功的时间节点。如果浏览器没有进行TCP连接（比如使用持久化连接webscoket），则两者都等于domainLookupEnd；
secureConnectionStart：可选。如果页面使用HTTPS，它的值是安全连接握手之前的时刻。如果该属性不可用，则返回undefined。如果该属性可用，但没有使用HTTPS，则返回0；
requestStart代表浏览器发起请求的时间节点，请求的方式可以是请求服务器、缓存、本地资源等；
responseStart和responseEnd分别代表浏览器收到从服务器端（或缓存、本地资源）响应回的第一个字节和最后一个字节数据的时刻；
domLoading代表浏览器开始解析html文档的时间节点。我们知道IE浏览器下的document有readyState属性，domLoading的值就等于readyState改变为loading的时间节点；
domInteractive代表浏览器解析html文档的状态为interactive时的时间节点。domInteractive并非DOMReady，它早于DOMReady触发，代表html文档解析完毕（即dom tree创建完成）但是内嵌资源（比如外链css、js等）还未加载的时间点；
domContentLoadedEventStart：代表DOMContentLoaded事件触发的时间节点：

页面文档完全加载并解析完毕之后,会触发DOMContentLoaded事件，HTML文档不会等待样式文件,图片文件,子框架页面的加载(load事件可以用来检测HTML页面是否完全加载完毕(fully-loaded))。

domContentLoadedEventEnd：代表DOMContentLoaded事件完成的时间节点，此刻用户可以对页面进行操作，也就是jQuery中的domready时间；
domComplete：html文档完全解析完毕的时间节点；
loadEventStart和loadEventEnd分别代表onload事件触发和结束的时间节点

2.2.2 计算性能指标

可以使用Navigation.timing 统计到的时间数据来计算一些页面性能指标，比如DNS查询耗时、白屏时间、domready等等。如下：

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 = domloadng - fetchStart
domready时间 = domContentLoadedEventEnd - fetchStart
onload时间 = loadEventEnd - fetchStart

2.2.3 Resource timing API

Resource timing API是用来统计静态资源相关的时间信息，详细的内容请参考W3C Resource timing。这里我们只介绍performance.getEntries方法，它可以获取页面中每个静态资源的请求，【以百度移动版首页的logo为例】如下：

可以看到performance.getEntries返回一个数组，数组的每个元素代表对应的静态资源的信息，比如上图展示的第一个元素对应的资源类型initiatorType是图片img，请求花费的时间就是duration的值。

关于Resource timing API的使用场景，感兴趣的同学可以深入研究。

(function() {
handleAddListener('load', getTiming)

function handleAddListener(type, fn) {
    if(window.addEventListener) {
        window.addEventListener(type, fn)
    } else {
        window.attachEvent('on' + type, fn)
    }
}

function getTiming() {
    try {
        var time = performance.timing;
        var timingObj = {};

        var loadTime = (time.loadEventEnd - time.loadEventStart) / 1000;

        if(loadTime &lt; 0) {
            setTimeout(function() {
                getTiming();
            }, 200);
            return;
        }

        timingObj['重定向时间'] = (time.redirectEnd - time.redirectStart) / 1000;
        timingObj['DNS解析时间'] = (time.domainLookupEnd - time.domainLookupStart) / 1000;
        timingObj['TCP完成握手时间'] = (time.connectEnd - time.connectStart) / 1000;
        timingObj['HTTP请求响应完成时间'] = (time.responseEnd - time.requestStart) / 1000;
        timingObj['DOM开始加载前所花费时间'] = (time.responseEnd - time.navigationStart) / 1000;
        timingObj['DOM加载完成时间'] = (time.domComplete - time.domLoading) / 1000;
        timingObj['DOM结构解析完成时间'] = (time.domInteractive - time.domLoading) / 1000;
        timingObj['脚本加载时间'] = (time.domContentLoadedEventEnd - time.domContentLoadedEventStart) / 1000;
        timingObj['onload事件时间'] = (time.loadEventEnd - time.loadEventStart) / 1000;
        timingObj['页面完全加载时间'] = (timingObj['重定向时间'] + timingObj['DNS解析时间'] + timingObj['TCP完成握手时间'] + timingObj['HTTP请求响应完成时间'] + timingObj['DOM结构解析完成时间'] + timingObj['DOM加载完成时间']);

        for(item in timingObj) {
            console.log(item + ":" + timingObj[item] + '毫秒(ms)');
        }

        console.log(performance.timing);

    } catch(e) {
        console.log(timingObj)
        console.log(performance.timing);
    }
}

}

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