Web Performance API: Měření časování pro vynikající uživatelský zážitek

V dnešním digitálním prostředí již rychlý a responzivní web není luxus; je to nutnost. Uživatelé očekávají bezproblémové zážitky a i malé zpoždění může vést k frustraci, opuštění košíku a nakonec ke ztrátě příjmů. Web Performance API poskytují vývojářům nástroje k přesnému měření různých aspektů výkonu webových stránek, což jim umožňuje identifikovat úzká místa a optimalizovat uživatelský zážitek (UX).

Pochopení důležitosti metrik uživatelského zážitku

Než se ponoříme do technických detailů API, je zásadní pochopit, proč jsou metriky UX tak důležité. Nabízejí kvantifikovatelný způsob, jak posoudit, jak uživatelé vnímají rychlost a responzivitu vašeho webu. Špatné UX může negativně ovlivnit:

• Míra okamžitého opuštění (Bounce Rate): Pomalé načítání často vede uživatele k opuštění vašeho webu dříve, než se seznámí s jeho obsahem.
• Konverzní poměr: Frustrující uživatelský zážitek může odradit potenciální zákazníky od dokončení transakcí.
• Pořadí ve vyhledávačích: Vyhledávače jako Google upřednostňují weby s dobrým výkonem, což ovlivňuje vaši viditelnost ve výsledcích vyhledávání. Core Web Vitals, které se silně opírají o performance API, jsou jedním z faktorů hodnocení.
• Vnímání značky: Pomalý web může vytvořit negativní dojem o vaší značce, naznačující nedostatek pozornosti k detailům a špatný uživatelský zážitek.

Klíčová Web Performance API a metriky

K dispozici je několik Web Performance API, z nichž každé poskytuje jedinečný vhled do různých aspektů výkonu webových stránek. Zde jsou některé z nejdůležitějších:

1. Navigation Timing API

Navigation Timing API poskytuje podrobné informace o časování související s načítáním dokumentu. Umožňuje měřit čas potřebný pro různé fáze procesu načítání, jako jsou:

• navigationStart: Časové razítko těsně před tím, než prohlížeč začne načítat dokument.
• fetchStart: Časové razítko těsně před tím, než prohlížeč začne načítat dokument ze sítě.
• domainLookupStart: Časové razítko těsně před tím, než prohlížeč zahájí DNS lookup pro doménu dokumentu.
• domainLookupEnd: Časové razítko těsně po dokončení DNS lookupu prohlížečem.
• connectStart: Časové razítko těsně před tím, než prohlížeč začne navazovat spojení se serverem.
• connectEnd: Časové razítko těsně po dokončení navázání spojení se serverem prohlížečem.
• requestStart: Časové razítko těsně před odesláním HTTP požadavku na dokument prohlížečem.
• responseStart: Časové razítko těsně poté, co prohlížeč obdrží první bajt HTTP odpovědi.
• responseEnd: Časové razítko těsně poté, co prohlížeč obdrží celou HTTP odpověď.
• domLoading: Časové razítko těsně před tím, než prohlížeč nastaví document.readyState na "loading".
• domInteractive: Časové razítko těsně poté, co prohlížeč zpracuje HTML dokument a DOM je připraven.
• domContentLoadedEventStart: Časové razítko těsně před tím, než prohlížeč spustí událost DOMContentLoaded.
• domContentLoadedEventEnd: Časové razítko těsně poté, co prohlížeč spustí událost DOMContentLoaded.
• domComplete: Časové razítko těsně poté, co prohlížeč nastaví document.readyState na "complete".
• loadEventStart: Časové razítko těsně před tím, než prohlížeč spustí událost load.
• loadEventEnd: Časové razítko těsně poté, co prohlížeč spustí událost load.

Příklad: Výpočet času potřebného pro DNS lookup:

            const navigationTiming = performance.getEntriesByType("navigation")[0];
const dnsLookupTime = navigationTiming.domainLookupEnd - navigationTiming.domainLookupStart;
console.log(`DNS Lookup Time: ${dnsLookupTime} ms`);
            

              
                Copy
              
            
          

2. Resource Timing API

Resource Timing API poskytuje podrobné informace o časování jednotlivých zdrojů načtených webovou stránkou, jako jsou obrázky, CSS soubory, JavaScriptové soubory a písma. Toto API vám pomůže identifikovat, které zdroje se načítají nejdéle, a optimalizovat jejich doručování.

Klíčové metriky:

• name: URL adresa zdroje.
• startTime: Časové razítko, kdy prohlížeč začne načítat zdroj.
• responseEnd: Časové razítko, kdy prohlížeč obdrží poslední bajt zdroje.
• duration: Celkový čas potřebný k načtení zdroje (responseEnd - startTime).
• transferSize: Velikost zdroje přeneseného po síti.
• encodedBodySize: Velikost zdroje před kompresí.
• decodedBodySize: Velikost zdroje po dekompresi.

Příklad: Identifikace největšího obrázku na stránce:

            const resourceTiming = performance.getEntriesByType("resource");

let largestImage = null;
let largestImageSize = 0;

resourceTiming.forEach(resource => {
  if (resource.initiatorType === "img" && resource.transferSize > largestImageSize) {
    largestImage = resource.name;
    largestImageSize = resource.transferSize;
  }
});

console.log(`Largest Image: ${largestImage}, Size: ${largestImageSize} bytes`);
            

              
                Copy
              
            
          

3. User Timing API

User Timing API umožňuje definovat vlastní metriky výkonu a měřit čas potřebný pro specifické bloky kódu nebo uživatelské interakce. To je zvláště užitečné pro sledování výkonu kritických JavaScriptových funkcí nebo složitých UI komponent.

Klíčové metody:

• performance.mark(markName): Vytvoří časové razítko se zadaným názvem.
• performance.measure(measureName, startMark, endMark): Vytvoří měření výkonu mezi dvěma značkami.
• performance.getEntriesByType("measure"): Získá všechna měření výkonu.

Příklad: Měření času potřebného k vykreslení složité React komponenty:

            performance.mark("componentRenderStart");

// Code to render the React component
render(, document.getElementById("root"));

performance.mark("componentRenderEnd");
performance.measure("componentRenderTime", "componentRenderStart", "componentRenderEnd");

const renderTime = performance.getEntriesByName("componentRenderTime")[0].duration;
console.log(`Component Render Time: ${renderTime} ms`);
            

              
                Copy
              
            
          

4. Long Tasks API

Long Tasks API vám pomáhá identifikovat úlohy, které blokují hlavní vlákno na déle než 50 milisekund. Tyto dlouhé úlohy mohou způsobit zasekávání UI a negativně ovlivnit uživatelský zážitek. Identifikací a optimalizací těchto úloh můžete zlepšit responzivitu svého webu.

Příklad: Logování dlouhých úloh do konzole:

            const observer = new PerformanceObserver((list) => {
  list.getEntries().forEach((entry) => {
    console.log("Long Task:", entry);
  });
});

observer.observe({ type: "longtask", buffered: true });
            

              
                Copy
              
            
          

5. Paint Timing API

Paint Timing API odhaluje dvě klíčové metriky související s vizuálním vykreslováním webové stránky:

• First Paint (FP): Čas, kdy prohlížeč vykreslí na obrazovku první pixel.
• First Contentful Paint (FCP): Čas, kdy prohlížeč vykreslí na obrazovku první část obsahu (např. obrázek, text).

Tyto metriky jsou klíčové pro pochopení, jak rychle uživatelé vnímají počáteční vizuální zpětnou vazbu od vašeho webu.

Příklad: Získání FCP:

            const paintTiming = performance.getEntriesByType("paint");
const fcpEntry = paintTiming.find(entry => entry.name === "first-contentful-paint");

if (fcpEntry) {
  console.log(`First Contentful Paint: ${fcpEntry.startTime} ms`);
}
            

              
                Copy
              
            
          

6. Largest Contentful Paint (LCP)

Largest Contentful Paint (LCP) je metrika Core Web Vital, která měří čas potřebný k tomu, aby se největší prvek obsahu (např. obrázek, video, blok textu) stal viditelným v rámci viewportu. Dobré skóre LCP naznačuje, že se hlavní obsah stránky načítá rychle, což poskytuje lepší uživatelský zážitek.

Co optimalizovat pro LCP:

• Optimalizujte obrázky: Používejte vhodné formáty obrázků (např. WebP), komprimujte obrázky a používejte responzivní obrázky.
• Optimalizujte CSS: Minifikujte a komprimujte CSS soubory a vyhněte se CSS blokujícímu vykreslování.
• Optimalizujte JavaScript: Odložte nekritický JavaScript a vyhněte se dlouhotrvajícím JavaScriptovým úlohám.
• Doba odezvy serveru: Zajistěte, aby váš server rychle odpovídal na požadavky.

7. Cumulative Layout Shift (CLS)

Cumulative Layout Shift (CLS) je další metrika Core Web Vital, která měří vizuální stabilitu webové stránky. Kvantifikuje množství neočekávaných posunů layoutu, ke kterým dochází během procesu načítání. Nízké skóre CLS naznačuje, že stránka je vizuálně stabilní, což poskytuje příjemnější uživatelský zážitek.

Co způsobuje posuny layoutu:

• Obrázky bez rozměrů: Vždy specifikujte atributy šířky a výšky pro obrázky.
• Reklamy, vložené prvky a iframy bez rezervovaného prostoru: Rezervujte prostor pro tyto prvky, abyste zabránili posunům layoutu.
• Dynamicky vkládaný obsah: Buďte opatrní při dynamickém vkládání obsahu, protože může způsobit neočekávané posuny layoutu.
• Webová písma způsobující FOIT/FOUT: Optimalizujte načítání písem, abyste minimalizovali dopad Font-Of-Invisible-Text (FOIT) a Font-Of-Unstyled-Text (FOUT).

8. Interaction to Next Paint (INP)

Interaction to Next Paint (INP) je metrika Core Web Vital, která měří responzivitu webové stránky na interakce uživatele. Vyhodnocuje latenci všech kliknutí, klepnutí a interakcí s klávesnicí, které uživatel provede během své návštěvy stránky. INP nahrazuje First Input Delay (FID) jako metriku Core Web Vital v březnu 2024.

Jak zlepšit INP:

• Optimalizujte provádění JavaScriptu: Rozdělte dlouhé úlohy na menší, asynchronní části, abyste se vyhnuli blokování hlavního vlákna.
• Odložte nekritický JavaScript: Načtěte pouze nezbytný JavaScript pro počáteční vykreslení a zbytek odložte.
• Používejte Web Workers: Přesuňte výpočetně náročné úlohy do Web Workers, abyste zabránili blokování hlavního vlákna.
• Optimalizujte obsluhu událostí: Zajistěte, aby obsluha událostí byla efektivní a neprováděla zbytečné operace.

Praktické příklady a úryvky kódu

Zde jsou některé praktické příklady, jak používat Web Performance API k měření a optimalizaci výkonu webových stránek:

Příklad 1: Měření doby načítání stránky

            window.addEventListener("load", () => {
  const loadTime = performance.timing.loadEventEnd - performance.timing.navigationStart;
  console.log(`Page Load Time: ${loadTime} ms`);
});
            

              
                Copy
              
            
          

Příklad 2: Identifikace pomalu se načítajících zdrojů

            const resourceTiming = performance.getEntriesByType("resource");

resourceTiming.forEach(resource => {
  if (resource.duration > 1000) {
    console.warn(`Slow Resource: ${resource.name}, Duration: ${resource.duration} ms`);
  }
});
            

              
                Copy
              
            
          

Příklad 3: Měření Time to Interactive (TTI) - Aproximace

Poznámka: TTI je složitá metrika a toto je zjednodušená aproximace. Skutečné TTI vyžaduje sofistikovanější přístup.

            function getTimeToInteractive() {
  return new Promise(resolve => {
    if (document.readyState === 'complete') {
      resolve(performance.now());
    } else {
      window.addEventListener('load', () => {
        resolve(performance.now());
      });
    }
  });
}

getTimeToInteractive().then(tti => {
  console.log(`Approximate Time to Interactive: ${tti} ms`);
});
            

              
                Copy
              
            
          

Praktické tipy pro optimalizaci uživatelského zážitku

Jakmile shromáždíte data o výkonu pomocí Web Performance API, můžete použít následující praktické tipy k optimalizaci uživatelského zážitku vašeho webu:

• Optimalizujte obrázky: Komprimujte obrázky, používejte vhodné formáty (např. WebP) a responzivní obrázky ke zkrácení doby jejich načítání.
• Minifikujte a komprimujte kód: Minifikujte a komprimujte soubory HTML, CSS a JavaScript, abyste zmenšili jejich velikost a zkrátili dobu načítání.
• Využijte ukládání do mezipaměti prohlížeče: Nakonfigurujte server tak, aby nastavoval příslušné hlavičky cache pro umožnění ukládání statických zdrojů do mezipaměti prohlížeče.
• Použijte síť pro doručování obsahu (CDN): Distribuujte obsah svého webu na více geograficky rozmístěných serverů, abyste snížili latenci pro uživatele v různých lokalitách. Mezi populární poskytovatele CDN patří Cloudflare, Akamai a Amazon CloudFront.
• Optimalizujte načítání písem: Použijte `font-display: swap` k zabránění blokování písem a zlepšení vnímané rychlosti načítání vašeho webu.
• Snižte počet HTTP požadavků: Minimalizujte počet HTTP požadavků kombinováním souborů CSS a JavaScript, vkládáním kritického CSS a používáním CSS spritů.
• Odložte nekritické zdroje: Odložte načítání nekritických zdrojů, jako jsou obrázky a JavaScriptové soubory, až po počátečním načtení stránky.
• Optimalizujte dobu odezvy serveru: Zajistěte, aby váš server rychle reagoval na požadavky optimalizací serverového kódu a databázových dotazů.
• Pravidelně monitorujte výkon: Neustále sledujte výkon svého webu pomocí Web Performance API a dalších nástrojů pro monitorování výkonu, abyste identifikovali a řešili jakékoli problémy. Cenné poznatky mohou poskytnout nástroje jako Google PageSpeed Insights, WebPageTest a Lighthouse.

Nástroje a knihovny pro monitorování výkonu

Několik nástrojů a knihoven vám může pomoci monitorovat a analyzovat výkon webových stránek pomocí Web Performance API:

• Google PageSpeed Insights: Bezplatný nástroj, který analyzuje výkon vašeho webu a poskytuje doporučení pro zlepšení.
• WebPageTest: Bezplatný nástroj, který vám umožňuje testovat výkon vašeho webu z různých míst a prohlížečů.
• Lighthouse: Open-source, automatizovaný nástroj pro zlepšování kvality webových stránek. Obsahuje audity výkonu, přístupnosti, progresivních webových aplikací, SEO a dalších.
• New Relic: Komplexní platforma pro monitorování výkonu, která poskytuje přehled o výkonu webu v reálném čase.
• Datadog: Monitorovací a analytická platforma, která poskytuje přehled o celé vaší infrastruktuře, včetně výkonu webových stránek.
• Sentry: Platforma pro sledování chyb a monitorování výkonu v reálném čase.
• Web Vitals Chrome Extension: Rozšíření pro Chrome, které zobrazuje metriky Core Web Vitals v reálném čase.

Co zvážit pro globální publikum

Při optimalizaci výkonu webových stránek pro globální publikum je důležité zvážit následující faktory:

• Geografická poloha: Použijte CDN k distribuci obsahu na více geograficky rozmístěných serverů, čímž snížíte latenci pro uživatele v různých lokalitách.
• Podmínky sítě: Optimalizujte svůj web pro uživatele s pomalým nebo nespolehlivým síťovým připojením pomocí technik, jako je komprese obrázků, minifikace kódu a ukládání do mezipaměti prohlížeče.
• Možnosti zařízení: Optimalizujte svůj web pro různá zařízení, včetně mobilních telefonů, tabletů a stolních počítačů, pomocí responzivního designu a technik adaptivního načítání.
• Jazyk a lokalizace: Zajistěte, aby byl váš web lokalizován pro různé jazyky a regiony, včetně překladu obsahu a úpravy layoutů pro různé směry textu.
• Přístupnost: Ujistěte se, že je váš web přístupný uživatelům s postižením dodržováním pokynů pro přístupnost, jako je WCAG.

Závěr

Web Performance API poskytují neocenitelné nástroje pro měření a optimalizaci výkonu webových stránek. Porozuměním a využíváním těchto API mohou vývojáři identifikovat úzká místa výkonu, zlepšit uživatelský zážitek a nakonec podpořit obchodní úspěch. Nezapomeňte upřednostňovat metriky Core Web Vitals (LCP, CLS a INP) jako klíčové ukazatele celkového zdraví webu a spokojenosti uživatelů. Neustálým monitorováním a optimalizací výkonu svého webu můžete zajistit rychlý, responzivní a poutavý zážitek pro uživatele po celém světě.