Frontend Performance API Ressourcen-Timing-Aggregation: Analyse der Ladeleistung

Im Streben nach außergewöhnlichen Benutzererlebnissen ist die Optimierung der Frontend-Performance von größter Bedeutung. Ein entscheidender Aspekt dieser Optimierung liegt im Verständnis, wie Ressourcen auf Ihrer Website oder Anwendung geladen werden. Die Resource Timing API, Teil der umfassenderen Performance API-Suite, bietet detaillierte Einblicke in das Timing jeder vom Browser abgerufenen Ressource. Diese Informationen sind von unschätzbarem Wert, um Engpässe zu identifizieren und die allgemeine Ladeleistung zu verbessern. Dieser umfassende Leitfaden erläutert, wie Sie die Resource Timing API nutzen, ihre Daten aggregieren und für die Analyse der Ladeleistung verwenden können.

Verständnis der Resource Timing API

Die Resource Timing API liefert detaillierte Timing-Informationen für Ressourcen, die von einer Webseite geladen werden, wie Bilder, Skripte, Stylesheets und andere Assets. Dazu gehören Metriken wie:

• Initiator-Typ: Der Typ des Elements, das die Anfrage initiiert hat (z. B. 'img', 'script', 'link').
• Name: Die URL der Ressource.
• Start Time: Der Zeitstempel, zu dem der Browser mit dem Abrufen der Ressource beginnt.
• Fetch Start: Der Zeitstempel unmittelbar bevor der Browser beginnt, die Ressource aus dem Festplatten-Cache oder dem Netzwerk abzurufen.
• Domain Lookup Start/End: Die Zeitstempel, die angeben, wann der DNS-Lookup-Prozess beginnt und endet.
• Connect Start/End: Die Zeitstempel, die angeben, wann die TCP-Verbindung zum Server beginnt und endet.
• Request Start/End: Die Zeitstempel, die angeben, wann die HTTP-Anfrage beginnt und endet.
• Response Start/End: Die Zeitstempel, die angeben, wann die HTTP-Antwort beginnt und endet.
• Transfer Size: Die Größe der übertragenen Ressource in Bytes.
• Encoded Body Size: Die Größe des kodierten (z. B. GZIP-komprimierten) Ressourcentextes.
• Decoded Body Size: Die Größe des dekodierten Ressourcentextes.
• Duration: Gesamtzeit für den Abruf der Ressource (responseEnd - startTime).

Diese Metriken ermöglichen es Entwicklern, spezifische Bereiche zu identifizieren, in denen Leistungsverbesserungen vorgenommen werden können. Zum Beispiel könnten lange DNS-Lookup-Zeiten auf den Wechsel zu einem schnelleren DNS-Anbieter oder die Nutzung eines CDN hindeuten. Langsame Verbindungszeiten könnten auf Netzwerküberlastung oder serverseitige Probleme hinweisen. Große Übertragungsgrößen könnten Möglichkeiten zur Bildoptimierung oder Code-Minifizierung aufzeigen.

Zugriff auf Ressourcen-Timing-Daten

Der Zugriff auf die Resource Timing API erfolgt über das performance-Objekt in JavaScript:

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

resourceTimingEntries.forEach(entry => {
  console.log(entry.name, entry.duration);
});

            

              
                Copy
              
            
          

Dieses Code-Snippet ruft alle Ressourcen-Timing-Einträge ab und protokolliert den Namen und die Dauer jeder Ressource in der Konsole. Beachten Sie, dass Browser aus Sicherheitsgründen den Detaillierungsgrad der von der Resource Timing API bereitgestellten Informationen einschränken können. Dies wird oft durch den timingAllowOrigin-Header gesteuert, der es Cross-Origin-Ressourcen ermöglicht, ihre Timing-Informationen preiszugeben.

Aggregation von Ressourcen-Timing-Daten

Rohe Ressourcen-Timing-Daten sind nützlich, aber um handlungsorientierte Einblicke zu gewinnen, müssen sie aggregiert und analysiert werden. Die Aggregation umfasst das Gruppieren und Zusammenfassen der Daten, um Trends und Muster zu erkennen. Dies kann auf verschiedene Weisen geschehen:

Nach Ressourcentyp

Das Gruppieren von Ressourcen nach Typ (z. B. Bilder, Skripte, Stylesheets) ermöglicht es Ihnen, die durchschnittlichen Ladezeiten für jede Kategorie zu vergleichen. Dies kann aufdecken, ob bestimmte Ressourcentypen durchweg langsamer sind als andere.

            const resourceTypes = {};

resourceTimingEntries.forEach(entry => {
  const initiatorType = entry.initiatorType;
  if (!resourceTypes[initiatorType]) {
    resourceTypes[initiatorType] = {
      count: 0,
      totalDuration: 0,
      averageDuration: 0
    };
  }
  resourceTypes[initiatorType].count++;
  resourceTypes[initiatorType].totalDuration += entry.duration;
});

for (const type in resourceTypes) {
  resourceTypes[type].averageDuration = resourceTypes[type].totalDuration / resourceTypes[type].count;
  console.log(type, resourceTypes[type].averageDuration);
}

            

              
                Copy
              
            
          

Dieser Code berechnet die durchschnittliche Ladezeit für jeden Ressourcentyp und protokolliert sie in der Konsole. Sie könnten beispielsweise feststellen, dass Bilder eine deutlich höhere durchschnittliche Ladezeit haben als Skripte, was auf die Notwendigkeit einer Bildoptimierung hindeutet.

Nach Domain

Das Gruppieren von Ressourcen nach Domain ermöglicht es Ihnen, die Leistung verschiedener Content Delivery Networks (CDNs) oder Drittanbieterdienste zu bewerten. Dies kann Ihnen helfen, langsam performende Domains zu identifizieren und alternative Anbieter in Betracht zu ziehen.

            const resourceDomains = {};

resourceTimingEntries.forEach(entry => {
  const domain = new URL(entry.name).hostname;
  if (!resourceDomains[domain]) {
    resourceDomains[domain] = {
      count: 0,
      totalDuration: 0,
      averageDuration: 0
    };
  }
  resourceDomains[domain].count++;
  resourceDomains[domain].totalDuration += entry.duration;
});

for (const domain in resourceDomains) {
  resourceDomains[domain].averageDuration = resourceDomains[domain].totalDuration / resourceDomains[domain].count;
  console.log(domain, resourceDomains[domain].averageDuration);
}

            

              
                Copy
              
            
          

Dieser Code berechnet die durchschnittliche Ladezeit für jede Domain und protokolliert sie in der Konsole. Wenn Sie feststellen, dass ein bestimmtes CDN durchweg langsam ist, sollten Sie dessen Leistung untersuchen oder zu einem anderen Anbieter wechseln. Stellen Sie sich zum Beispiel ein Szenario vor, in dem Sie sowohl Cloudflare als auch Akamai verwenden. Diese Aggregation würde es Ihnen ermöglichen, deren Leistung in Ihrem spezifischen Kontext direkt zu vergleichen.

Nach Seite

Die Aggregation von Daten nach Seite (oder Route) ermöglicht es Ihnen, Seiten mit besonders schlechter Leistung zu identifizieren. Dies kann Ihnen helfen, Optimierungsmaßnahmen zu priorisieren und sich auf die Seiten zu konzentrieren, die den größten Einfluss auf das Benutzererlebnis haben.

Dies erfordert oft eine Integration mit dem Routing-System Ihrer Anwendung. Sie müssten jeden Ressourcen-Timing-Eintrag mit der aktuellen Seiten-URL oder Route verknüpfen. Die Implementierung würde je nach verwendetem Framework (z. B. React, Angular, Vue.js) variieren.

Erstellen benutzerdefinierter Metriken

Über die von der Resource Timing API bereitgestellten Standardmetriken hinaus können Sie benutzerdefinierte Metriken erstellen, um spezifische Aspekte der Leistung Ihrer Anwendung zu verfolgen. Zum Beispiel möchten Sie vielleicht die Zeit messen, die zum Laden einer bestimmten Komponente oder zum Rendern eines bestimmten Elements benötigt wird.

Dies kann mit den Methoden performance.mark() und performance.measure() erreicht werden:

            performance.mark('component-start');

// Load the component

performance.mark('component-end');

performance.measure('component-load', 'component-start', 'component-end');

const componentLoadTime = performance.getEntriesByName('component-load')[0].duration;

console.log('Component load time:', componentLoadTime);

            

              
                Copy
              
            
          

Dieses Code-Snippet misst die Zeit, die zum Laden einer Komponente benötigt wird, und protokolliert sie in der Konsole. Sie können diese benutzerdefinierten Metriken dann auf die gleiche Weise wie die Standardmetriken der Resource Timing API aggregieren.

Analyse von Ressourcen-Timing-Daten für Leistungseinblicke

Sobald Sie Ressourcen-Timing-Daten aggregiert haben, können Sie diese nutzen, um spezifische Bereiche für Leistungsverbesserungen zu identifizieren. Hier sind einige häufige Szenarien und mögliche Lösungen:

Lange DNS-Lookup-Zeiten

• Ursache: Langsamer DNS-Server, weit entfernter DNS-Server, seltene DNS-Lookups.
• Lösung: Wechsel zu einem schnelleren DNS-Anbieter (z. B. Cloudflare, Google Public DNS), Nutzung eines CDN, um DNS-Einträge näher bei den Benutzern zu cachen, Implementierung von DNS-Prefetching.
• Beispiel: Eine Website, die sich an Benutzer weltweit richtet, verzeichnete in bestimmten Regionen langsame Ladezeiten. Die Analyse der Ressourcen-Timing-Daten ergab lange DNS-Lookup-Zeiten in diesen Regionen. Der Wechsel zu einem CDN mit globalen DNS-Servern reduzierte die DNS-Lookup-Zeiten erheblich und verbesserte die Gesamtleistung.

Langsame Verbindungszeiten

• Ursache: Netzwerküberlastung, serverseitige Probleme, Firewall-Störungen.
• Lösung: Optimierung der Serverinfrastruktur, Nutzung eines CDN zur Verteilung von Inhalten näher bei den Benutzern, Konfiguration von Firewalls für eine effiziente Kommunikation.
• Beispiel: Eine E-Commerce-Website verzeichnete während der Haupteinkaufszeiten langsame Verbindungszeiten. Die Analyse der Ressourcen-Timing-Daten deutete auf eine Serverüberlastung als Hauptursache hin. Die Aufrüstung der Serverhardware und die Optimierung von Datenbankabfragen verbesserten die Verbindungszeiten und verhinderten Leistungseinbußen bei Spitzenverkehr.

Große Übertragungsgrößen

• Ursache: Nicht optimierte Bilder, nicht minifizierter Code, unnötige Assets.
• Lösung: Optimieren Sie Bilder (z. B. komprimieren, Größe ändern, moderne Formate wie WebP verwenden), minifizieren Sie JavaScript- und CSS-Code, entfernen Sie ungenutzten Code und Assets, aktivieren Sie GZIP- oder Brotli-Komprimierung.
• Beispiel: Eine Nachrichten-Website verwendete große, nicht optimierte Bilder, die die Seitenladezeiten erheblich erhöhten. Die Optimierung der Bilder mit Tools wie ImageOptim und die Implementierung von Lazy Loading reduzierten die Bildübertragungsgrößen und verbesserten die Seitenladeleistung.
• Überlegung zur Internationalisierung: Stellen Sie sicher, dass bei der Bildoptimierung unterschiedliche Bildschirmgrößen und Auflösungen berücksichtigt werden, die in verschiedenen Regionen üblich sind.

Langsame Server-Antwortzeiten

• Ursache: Ineffizienter serverseitiger Code, Datenbank-Engpässe, Netzwerklatenz.
• Lösung: Optimieren Sie den serverseitigen Code, verbessern Sie die Datenbankleistung, verwenden Sie ein CDN, um Inhalte näher bei den Benutzern zu cachen, implementieren Sie HTTP-Caching.
• Beispiel: Eine Social-Media-Plattform verzeichnete aufgrund ineffizienter Datenbankabfragen langsame Server-Antwortzeiten. Die Optimierung der Datenbankabfragen und die Implementierung von Caching-Mechanismen reduzierten die Server-Antwortzeiten erheblich und verbesserten die Gesamtleistung.

Render-blockierende Ressourcen

• Ursache: Synchrones JavaScript und CSS, die das Rendern der Seite blockieren.
• Lösung: Verschieben Sie das Laden von nicht kritischem JavaScript, binden Sie kritisches CSS inline ein, verwenden Sie asynchrones Laden für Skripte, eliminieren Sie ungenutztes CSS.
• Beispiel: Eine Blog-Website verwendete eine große, render-blockierende CSS-Datei, die das anfängliche Rendern der Seite verzögerte. Das Einbinden von kritischem CSS und das Verschieben des Ladens von nicht kritischem CSS verbesserte die wahrgenommene Leistung der Website.

Integration von Ressourcen-Timing-Daten in Performance-Monitoring-Tools

Das manuelle Sammeln und Analysieren von Ressourcen-Timing-Daten kann zeitaufwendig sein. Glücklicherweise können mehrere Performance-Monitoring-Tools diesen Prozess automatisieren und Echtzeit-Einblicke in die Leistung Ihrer Website bieten. Diese Tools sammeln in der Regel Ressourcen-Timing-Daten im Hintergrund und präsentieren sie in einem benutzerfreundlichen Dashboard.

Beliebte Performance-Monitoring-Tools, die Ressourcen-Timing-Daten unterstützen, sind:

• Google PageSpeed Insights: Bietet Empfehlungen zur Verbesserung der Seitengeschwindigkeit basierend auf verschiedenen Leistungsmetriken, einschließlich Ressourcen-Timing-Daten.
• WebPageTest: Ermöglicht es Ihnen, die Leistung Ihrer Website von verschiedenen Standorten und Browsern aus zu testen und liefert detaillierte Ressourcen-Timing-Informationen.
• New Relic: Bietet umfassende Funktionen zur Leistungsüberwachung, einschließlich Echtzeit-Ressourcen-Timing-Daten und Visualisierungen.
• Datadog: Bietet detaillierte Ressourcen-Timing-Metriken neben einer breiteren Infrastruktur- und Anwendungsüberwachung und bietet so eine ganzheitliche Sicht auf die Leistung.
• Sentry: Hauptsächlich auf die Fehlerverfolgung ausgerichtet, bietet Sentry auch Funktionen zur Leistungsüberwachung, einschließlich Ressourcen-Timing-Daten, um Leistungsprobleme mit spezifischen Fehlern zu korrelieren.
• Lighthouse: Ein quelloffenes, automatisiertes Tool zur Verbesserung der Qualität von Webseiten. Es verfügt über Audits für Leistung, Barrierefreiheit, progressive Web-Apps, SEO und mehr. Kann aus den Chrome DevTools, von der Kommandozeile oder als Node-Modul ausgeführt werden.

Durch die Integration von Ressourcen-Timing-Daten in diese Tools können Sie ein tieferes Verständnis für die Leistung Ihrer Website gewinnen und Verbesserungsbereiche effektiver identifizieren.

Ethische Überlegungen und Datenschutz

Bei der Erhebung und Analyse von Ressourcen-Timing-Daten ist es entscheidend, ethische Implikationen und den Datenschutz der Benutzer zu berücksichtigen. Seien Sie transparent gegenüber den Benutzern über die Daten, die Sie erheben und wie sie verwendet werden. Stellen Sie sicher, dass Sie die relevanten Datenschutzbestimmungen wie DSGVO und CCPA einhalten.

Vermeiden Sie die Erhebung personenbezogener Daten (PII) und anonymisieren oder pseudonymisieren Sie Daten, wo immer möglich. Implementieren Sie angemessene Sicherheitsmaßnahmen, um Daten vor unbefugtem Zugriff oder Offenlegung zu schützen. Erwägen Sie, den Benutzern die Möglichkeit zu geben, sich von der Leistungsüberwachung abzumelden.

Fortgeschrittene Techniken und zukünftige Trends

Die Resource Timing API entwickelt sich ständig weiter, und neue Funktionen und Techniken entstehen, um die Analyse der Frontend-Performance weiter zu verbessern. Hier sind einige fortgeschrittene Techniken und zukünftige Trends, auf die Sie achten sollten:

Server Timing API

Die Server Timing API ermöglicht es Servern, Timing-Informationen über ihre Verarbeitungszeit für eine Anfrage bereitzustellen. Diese Informationen können mit Ressourcen-Timing-Daten kombiniert werden, um ein vollständigeres Bild der End-to-End-Leistung zu erhalten.

Long Tasks API

Die Long Tasks API identifiziert Aufgaben, die den Hauptthread für längere Zeit blockieren und zu UI-Ruckeln und Reaktionsproblemen führen. Diese Informationen können verwendet werden, um JavaScript-Code zu optimieren und das Benutzererlebnis zu verbessern.

WebAssembly (Wasm)

WebAssembly ist ein binäres Instruktionsformat für virtuelle Maschinen, das eine nahezu native Leistung im Browser ermöglicht. Die Verwendung von Wasm für leistungskritische Aufgaben kann die Ladezeiten und die Gesamtleistung erheblich verbessern.

HTTP/3

HTTP/3 ist die neueste Version des HTTP-Protokolls, das das QUIC-Transportprotokoll verwendet, um eine verbesserte Leistung und Zuverlässigkeit zu bieten. HTTP/3 bietet mehrere Vorteile gegenüber HTTP/2, einschließlich reduzierter Latenz und verbessertem Verbindungsmanagement.

Fazit

Die Resource Timing API ist ein leistungsstarkes Werkzeug zum Verständnis und zur Optimierung der Frontend-Performance. Durch die Aggregation und Analyse von Ressourcen-Timing-Daten können Sie Engpässe identifizieren, Ladezeiten verbessern und ein besseres Benutzererlebnis bieten. Egal, ob Sie ein erfahrener Frontend-Entwickler sind oder gerade erst anfangen, die Beherrschung der Resource Timing API ist für die Erstellung hochleistungsfähiger Webanwendungen unerlässlich. Nutzen Sie die Kraft der datengesteuerten Optimierung und schöpfen Sie das volle Potenzial Ihrer Website oder Anwendung aus. Denken Sie daran, den Datenschutz der Benutzer und ethische Überlegungen bei der Erhebung und Analyse von Leistungsdaten zu priorisieren. Indem Sie über die neuesten Trends und Techniken informiert bleiben, können Sie sicherstellen, dass Ihre Website auch in den kommenden Jahren schnell, reaktionsschnell und benutzerfreundlich bleibt. Die Nutzung dieser Techniken und Tools wird zu einem leistungsfähigeren und global zugänglicheren Web beitragen.

Handlungsorientierter Einblick: Beginnen Sie mit der Implementierung einer grundlegenden Aggregation des Ressourcen-Timings nach Ressourcentyp und Domain. Dies liefert sofortige Einblicke, wo sich Ihre Leistungsengpässe befinden. Integrieren Sie anschließend ein Performance-Monitoring-Tool wie Google PageSpeed Insights oder WebPageTest, um die Datenerfassung und -analyse zu automatisieren.