JavaScript'i jõudluse regressiooni ennetamine: automatiseeritud jõudlustestimine

Tänapäeva kiires digitaalses maailmas on veebilehtede ja rakenduste jõudlus kriitilise tähtsusega kasutajate rahulolu, kaasatuse ja lõppkokkuvõttes äriedu jaoks. Aeglaselt laadiv või mitt reageeriv rakendus võib viia pettunud kasutajate, pooleli jäetud tehingute ja teie brändi maine kahjustamiseni. JavaScript, olles kaasaegse veebiarenduse põhikomponent, mängib olulist rolli üldises jõudluses. Seetõttu on jõudluse regressioonide – ootamatute jõudluse languste – ennetamine ülimalt tähtis. Siin tulebki mängu automatiseeritud jõudlustestimine.

Mis on JavaScript'i jõudluse regressioon?

Jõudluse regressioon tekib siis, kui uus koodimuudatus või uuendus põhjustab JavaScript'i rakenduse jõudluse languse. See võib avalduda mitmel viisil, näiteks:

• Pikenenud lehe laadimisaeg: Kasutajad kogevad pikemaid ooteaegu, enne kui leht muutub täielikult interaktiivseks.
• Aeglasem renderdamine: Visuaalsetel elementidel võtab ekraanile ilmumine kauem aega.
• Vähenenud kaadrisagedus: Animatsioonid ja üleminekud tunduvad hakitud ja vähem sujuvad.
• Suurenenud mälukasutus: Rakendus kasutab rohkem mälu, mis võib potentsiaalselt põhjustada kokkujooksmisi või aeglustumisi.
• Suurenenud protsessori kasutus: Rakendus tarbib rohkem protsessori võimsust, mõjutades mobiilseadmete aku kestvust.

Need regressioonid võivad olla peened ja manuaalse testimise käigus kergesti märkamatuks jääda, eriti keerulistes rakendustes, kus on palju omavahel seotud komponente. Need võivad ilmneda alles pärast tootmiskeskkonda viimist, mõjutades suurt hulka kasutajaid.

Automatiseeritud jõudlustestimise tähtsus

Automatiseeritud jõudlustestimine võimaldab teil ennetavalt tuvastada ja lahendada jõudluse regressioone, enne kui need teie kasutajaid mõjutavad. See hõlmab automatiseeritud skriptide loomist, mis mõõdavad erinevaid jõudlusnäitajaid ja võrdlevad neid eelnevalt määratletud lävendite või baastasemetega. See lähenemine pakub mitmeid olulisi eeliseid:

• Varajane avastamine: Tuvastage jõudlusprobleemid arendustsükli varajases etapis, vältides nende jõudmist tootmiskeskkonda.
• Järjepidevus ja usaldusväärsus: Automatiseeritud testid annavad järjepidevaid ja usaldusväärseid tulemusi, välistades inimliku vea ja subjektiivsuse.
• Kiirem tagasiside: Saage kohest tagasisidet koodimuudatuste mõju kohta jõudlusele, võimaldades kiiret iteratsiooni ja optimeerimist.
• Vähendatud kulud: Parandage jõudlusprobleemid arendusprotsessi varases etapis, vähendades oluliselt parandamiseks vajalikke kulusid ja vaeva.
• Parem kasutajakogemus: Pakkuge pidevalt kiiret ja reageerivat kasutajakogemust, mis viib suurema kasutajate rahulolu ja kaasatuseni.
• Pidev monitooring: Integreerige jõudlustestid oma pideva integratsiooni/pideva tarnimise (CI/CD) torujuhtmesse pidevaks jõudluse monitooringuks.

Peamised jõudlusnäitajad, mida jälgida

Automatiseeritud jõudlustestimise rakendamisel on oluline keskenduda peamistele jõudlusnäitajatele, mis mõjutavad otseselt kasutajakogemust. Mõned kõige olulisemad näitajad on:

• Esmane sisukas värvimine (FCP): Mõõdab aega, mis kulub esimese sisu (tekst, pilt jne) ekraanile ilmumiseks.
• Suurim sisukas värvimine (LCP): Mõõdab aega, mis kulub suurima sisuelemendi ekraanile ilmumiseks.
• Esimese sisendi viivitus (FID): Mõõdab aega, mis kulub brauseril kasutaja esimesele interaktsioonile (nt nupule klõpsamine) reageerimiseks.
• Interaktiivsuse aeg (TTI): Mõõdab aega, mis kulub lehe täielikuks interaktiivseks ja kasutaja sisendile reageerivaks muutumiseks.
• Kogu blokeerimisaeg (TBT): Mõõdab kogu aega, mil peamine lõim on lehe laadimise ajal blokeeritud, takistades brauseril kasutaja sisendile reageerimist.
• Kumulatiivne paigutuse nihe (CLS): Mõõdab ootamatute paigutuse nihkete hulka, mis toimuvad lehe laadimise ajal ja põhjustavad visuaalset ebastabiilsust.
• JavaScript'i täitmise aeg: JavaScript'i koodi täitmisele kulunud aeg.
• Mälukasutus: Rakenduse poolt tarbitud mälu hulk.
• Protsessori kasutus: Rakenduse poolt tarbitud protsessori võimsuse hulk.
• Võrgupäringud: Rakenduse poolt tehtud võrgupäringute arv ja suurus.

Tööriistad ja tehnoloogiad automatiseeritud JavaScript'i jõudlustestimiseks

Automatiseeritud JavaScript'i jõudlustestimise rakendamiseks saab kasutada mitmeid tööriistu ja tehnoloogiaid. Siin on mõned populaarsed valikud:

• WebPageTest: Tasuta ja avatud lähtekoodiga tööriist veebisaidi jõudluse testimiseks erinevatest asukohtadest ja seadmetest. See pakub üksikasjalikke jõudlusaruandeid, sealhulgas kosegraafikuid, filmiribasid ja Core Web Vitals'i näitajaid. WebPageTesti saab automatiseerida selle API kaudu.
• Lighthouse: Google'i arendatud avatud lähtekoodiga tööriist, mis auditeerib veebilehti jõudluse, ligipääsetavuse, parimate praktikate ja SEO osas. See annab üksikasjalikke soovitusi jõudluse parandamiseks. Lighthouse'i saab käivitada käsurealt, Chrome DevTools'is või Node'i moodulina.
• PageSpeed Insights: Google'i pakutav tööriist, mis analüüsib teie veebilehtede kiirust ja annab soovitusi parandamiseks. See kasutab analüüsimootorina Lighthouse'i.
• Chrome DevTools: Chrome'i brauseri sisseehitatud arendajatööriistad pakuvad laia valikut jõudluse analüüsi tööriistu, sealhulgas paneelid Performance, Memory ja Network. Neid tööriistu saab kasutada JavaScript'i koodi profileerimiseks, jõudluse kitsaskohtade tuvastamiseks ja mälukasutuse jälgimiseks. Chrome DevTools'i saab automatiseerida Puppeteeri või Playwright'i abil.
• Puppeteer ja Playwright: Node'i teegid, mis pakuvad kõrgetasemelist API-d peata Chrome'i või Firefoxi brauserite juhtimiseks. Neid saab kasutada brauseri interaktsioonide automatiseerimiseks, jõudlusnäitajate mõõtmiseks ja jõudlusaruannete genereerimiseks. Playwright toetab Chrome'i, Firefoxi ja Safarit.
• Sitespeed.io: Avatud lähtekoodiga tööriist, mis kogub andmeid mitmest veebijõudluse tööriistast (nagu WebPageTest, Lighthouse ja Browsertime) ja esitab need ühes armatuurlaual.
• Browsertime: Node.js tööriist, mis mõõdab brauseri jõudlusnäitajaid Chrome'i või Firefoxi abil.
• Jest: Populaarne JavaScript'i testimisraamistik, mida saab kasutada ühiktestimiseks ja integratsioonitestimiseks. Jesti saab kasutada ka jõudlustestimiseks, mõõtes koodijuppide täitmise aega.
• Mocha ja Chai: Teine populaarne JavaScript'i testimisraamistik ja väidete teek. Neid tööriistu saab kombineerida jõudlustestimise teekidega nagu benchmark.js.
• Jõudluse monitooringu tööriistad (nt New Relic, Datadog, Sentry): Need tööriistad pakuvad reaalajas jõudluse monitooringu ja hoiatuste võimalusi, võimaldades teil tuvastada ja diagnoosida jõudlusprobleeme tootmiskeskkonnas.

Automatiseeritud jõudlustestimise rakendamine: samm-sammuline juhend

Siin on samm-sammuline juhend automatiseeritud jõudlustestimise rakendamiseks oma JavaScript'i projektides:

1. Määratlege jõudluseelarved

Jõudluseelarve on piirangute kogum peamistele jõudlusnäitajatele, mida teie rakendus peab järgima. Need eelarved on arendajatele suunisteks ja pakuvad selget sihti jõudluse optimeerimiseks. Jõudluseelarvete näited on:

• Lehe laadimisaeg: Sihtige lehe laadimisajaks alla 3 sekundi.
• Esmane sisukas värvimine (FCP): Püüdke saavutada FCP alla 1 sekundi.
• JavaScript'i paketi suurus: Piirake oma JavaScript'i pakettide suurus alla 500 KB.
• HTTP-päringute arv: Vähendage HTTP-päringute arvu alla 50.

Määratlege realistlikud ja saavutatavad jõudluseelarved, lähtudes oma rakenduse nõuetest ja sihtrühmast. Arvestage selliste teguritega nagu võrgutingimused, seadmete võimekus ja kasutajate ootused.

2. Valige õiged tööriistad

Valige tööriistad ja tehnoloogiad, mis sobivad kõige paremini teie vajaduste ja eelarvega. Arvestage selliste teguritega nagu:

• Kasutusmugavus: Valige tööriistad, mida on lihtne õppida ja kasutada, millel on selge dokumentatsioon ja toetav kogukond.
• Integratsioon olemasolevate töövoogudega: Valige tööriistad, mis integreeruvad sujuvalt teie olemasolevate arendus- ja testimisvoogudega.
• Kulu: Arvestage tööriistade kuludega, sealhulgas litsentsitasud ja infrastruktuurikulud.
• Funktsioonid: Valige tööriistad, mis pakuvad teile vajalikke funktsioone, nagu jõudluse profileerimine, aruandlus ja hoiatuste saatmine.

Alustage väikese hulga tööriistadega ja laiendage oma tööriistakomplekti järk-järgult vastavalt vajaduste arengule.

3. Looge jõudlustestimise skriptid

Kirjutage automatiseeritud testiskripte, mis mõõdavad teie rakenduse kriitiliste kasutajavoogude ja komponentide jõudlust. Need skriptid peaksid simuleerima tegelikke kasutaja interaktsioone ja mõõtma peamisi jõudlusnäitajaid.

Näide Puppeteeri kasutamisest lehe laadimisaja mõõtmiseks:

const puppeteer = require('puppeteer');

(async () => {
 const browser = await puppeteer.launch();
 const page = await browser.newPage();
 const url = 'https://www.example.com';

 const navigationPromise = page.waitForNavigation({waitUntil: 'networkidle0'});
 await page.goto(url);
 await navigationPromise;

 const metrics = await page.metrics();

 console.log(`Page load time for ${url}: ${metrics.timestamps.loadEventEnd - metrics.timestamps.navigationStart}ms`);

 await browser.close();
})();

See skript kasutab Puppeteeri, et käivitada peata Chrome'i brauser, navigeerida määratud URL-ile, oodata lehe laadimist ja seejärel mõõta lehe laadimisaega. Valik `networkidle0` `waitForNavigation`'is tagab, et brauser ootab, kuni võrguühendusi pole vähemalt 500 ms, enne kui leht loetakse laetuks.

Teine näide, kasutades Browsertime'i ja Sitespeed.io'd, keskendub Core Web Vitals'ile:

// Paigaldage vajalikud paketid:
// npm install -g browsertime sitespeed.io

// Käivitage test (näide käsurea kasutusest):
// sitespeed.io https://www.example.com --browsertime.iterations 3 --browsertime.xvfb

// See käsk teeb järgmist:
// 1. Käivitab Browsertime'i 3 korda määratud URL-i vastu.
// 2. Kasutab virtuaalset X-serverit (xvfb) peata testimiseks.
// 3. Sitespeed.io koondab tulemused ja esitab aruande, sealhulgas Core Web Vitals'i näitajad.

// Aruanne näitab LCP, FID, CLS ja teisi jõudlusnäitajaid.

See näide näitab, kuidas seadistada Sitespeed.io koos Browsertime'iga, et käivitada automatiseeritud jõudlusteste ja saada Core Web Vitals'i andmeid. Käsurea valikud on spetsiifilised browsertime'i testi käivitamiseks sitespeed.io'ga.

4. Integreerige jõudlustestid oma CI/CD torujuhtmesse

Integreerige oma jõudlustestid CI/CD torujuhtmesse, et neid automaatselt käivitada iga kord, kui koodimuudatused sisse viiakse. See tagab, et jõudlust jälgitakse pidevalt ja regressioonid avastatakse varakult.

Enamik CI/CD platvorme, nagu Jenkins, GitLab CI, GitHub Actions ja CircleCI, pakuvad mehhanisme automatiseeritud testide käivitamiseks ehitusprotsessi osana. Seadistage oma CI/CD torujuhe käivitama oma jõudlustestimise skripte ja katkestama ehituse, kui mõni jõudluseelarve on ületatud.

Näide GitHub Actionsi kasutamisest:

name: Performance Tests

on:
 push:
 branches: [ main ]
 pull_request:
 branches: [ main ]

jobs:
 performance:
 runs-on: ubuntu-latest
 steps:
 - uses: actions/checkout@v2
 - name: Set up Node.js
 uses: actions/setup-node@v2
 with:
 node-version: '16'
 - name: Install dependencies
 run: npm install
 - name: Run performance tests
 run: npm run performance-test
 env:
 PERFORMANCE_BUDGET_PAGE_LOAD_TIME: 3000 # milliseconds

See GitHub Actionsi töövoog defineerib töö nimega "performance", mis töötab Ubuntul. See laeb alla koodi, seadistab Node.js-i, paigaldab sõltuvused ja käivitab seejärel jõudlustestid käsuga `npm run performance-test`. Keskkonnamuutuja `PERFORMANCE_BUDGET_PAGE_LOAD_TIME` määratleb jõudluseelarve lehe laadimisajale. Skript `npm run performance-test` sisaldaks vajalikke käske teie jõudlustestide käivitamiseks (nt kasutades Puppeteeri, Lighthouse'i või WebPageTesti). Teie `package.json` fail peaks sisaldama skripti `performance-test`, mis käivitab testid ja kontrollib tulemusi määratletud eelarvete suhtes, väljudes nullist erineva väljundkoodiga, kui eelarveid rikutakse, põhjustades CI ehituse ebaõnnestumise.

5. Analüüsige ja raporteerige jõudlustulemusi

Analüüsige oma jõudlustestide tulemusi, et tuvastada parandamist vajavad valdkonnad. Genereerige aruandeid, mis võtavad kokku jõudlusnäitajad ja toovad esile kõik regressioonid või jõudluseelarvete rikkumised.

Enamik jõudlustestimise tööriistu pakub sisseehitatud aruandlusvõimalusi. Kasutage neid aruandeid, et jälgida jõudlustrende ajas ja tuvastada mustreid, mis võivad viidata sügavamatele jõudlusprobleemidele.

Jõudlusaruande näide (lihtsustatud):

Jõudlusaruanne:

URL: https://www.example.com

Näitajad:
 Esmane sisukas värvimine (FCP): 0.8s (LÄBITUD)
 Suurim sisukas värvimine (LCP): 2.2s (LÄBITUD)
 Interaktiivsuse aeg (TTI): 2.8s (LÄBITUD)
 Kogu blokeerimisaeg (TBT): 150ms (LÄBITUD)
 Lehe laadimisaeg: 2.9s (LÄBITUD) - Eelarve: 3.0s

JavaScript'i paketi suurus: 480KB (LÄBITUD) - Eelarve: 500KB

Jõudluse regressioone ei tuvastatud.

See aruanne võtab kokku konkreetse URL-i jõudlusnäitajad ja näitab, kas need läbivad või ebaõnnestuvad vastavalt määratletud jõudluseelarvetele. Samuti märgitakse, kas tuvastati jõudluse regressioone. Sellise aruande saab genereerida oma testiskriptide sees ja lisada CI/CD väljundisse.

6. Itereerige ja optimeerige

Tuginedes oma jõudlustulemuste analüüsile, tuvastage optimeerimist vajavad valdkonnad ja itereerige oma koodi jõudluse parandamiseks. Levinud optimeerimistehnikad on:

• Koodi tükeldamine (Code Splitting): Jagage suured JavaScript'i paketid väiksemateks, paremini hallatavateks tükkideks, mida saab laadida vastavalt vajadusele.
• Laisk laadimine (Lazy Loading): Lükake mittekriitiliste ressursside laadimine edasi, kuni neid tegelikult vaja läheb.
• Piltide optimeerimine: Optimeerige pilte, tihendades neid, muutes nende suurust sobivateks mõõtmeteks ja kasutades kaasaegseid pildivorminguid nagu WebP.
• Vahemälu kasutamine (Caching): Kasutage brauseri vahemälu, et vähendada võrgupäringute arvu.
• Minimeerimine ja koledamaks tegemine (Minification and Uglification): Vähendage oma JavaScript'i ja CSS-failide suurust, eemaldades mittevajalikud märgid ja tühikud.
• Debouncing ja Throttling: Piirake arvutuslikult kulukate operatsioonide sagedust, mida käivitavad kasutaja sündmused.
• Tõhusate algoritmide ja andmestruktuuride kasutamine: Valige oma konkreetsete kasutusjuhtude jaoks kõige tõhusamad algoritmid ja andmestruktuurid.
• Mälulekete vältimine: Veenduge, et teie kood vabastab mälu korrektselt, kui seda enam ei vajata.
• Kolmandate osapoolte teekide optimeerimine: Hinnake kolmandate osapoolte teekide mõju jõudlusele ja valige vajadusel alternatiive. Kaaluge kolmandate osapoolte skriptide laiska laadimist.

Jälgige pidevalt oma rakenduse jõudlust ning korrake testimise ja optimeerimise protsessi vastavalt vajadusele.

JavaScript'i jõudlustestimise parimad praktikad

Siin on mõned parimad praktikad, mida järgida automatiseeritud JavaScript'i jõudlustestimise rakendamisel:

• Testige realistlikus keskkonnas: Käivitage oma jõudlustestid keskkonnas, mis sarnaneb võimalikult palju teie tootmiskeskkonnaga. See hõlmab selliseid tegureid nagu võrgutingimused, seadmete võimekus ja serveri konfiguratsioon.
• Kasutage järjepidevat testimismetoodikat: Kasutage järjepidevat testimismetoodikat, et tagada tulemuste võrreldavus ajas. See hõlmab selliseid tegureid nagu iteratsioonide arv, soojendusperiood ja mõõtmisintervall.
• Jälgige jõudlust tootmiskeskkonnas: Kasutage jõudluse monitooringu tööriistu, et pidevalt jälgida oma rakenduse jõudlust tootmiskeskkonnas. See võimaldab teil avastada ja diagnoosida jõudlusprobleeme, mis testimise käigus ei pruugi ilmneda.
• Automatiseerige kõik: Automatiseerige nii palju jõudlustestimise protsessist kui võimalik, sealhulgas testide käivitamine, tulemuste analüüs ja aruannete genereerimine.
• Hoidke testid ajakohased: Uuendage oma jõudlusteste alati, kui tehakse koodimuudatusi. See tagab, et teie testid on alati asjakohased ja peegeldavad täpselt teie rakenduse jõudlust.
• Kaasake kogu meeskond: Kaasake kogu arendusmeeskond jõudlustestimise protsessi. See aitab tõsta teadlikkust jõudlusprobleemidest ja edendada jõudluse optimeerimise kultuuri.
• Seadistage hoiatusi: Konfigureerige hoiatusi, mis teavitavad teid jõudluse regressioonide avastamisest. See võimaldab teil kiiresti reageerida jõudlusprobleemidele ja vältida nende mõju kasutajatele.
• Dokumenteerige oma testid ja protsessid: Dokumenteerige oma jõudlustestid, jõudluseelarved ja testimisprotsessid. See aitab tagada, et kõik meeskonnas mõistavad, kuidas jõudlust mõõdetakse ja jälgitakse.

Levinud väljakutsetega tegelemine

Kuigi automatiseeritud jõudlustestimine pakub arvukalt eeliseid, esitab see ka mõningaid väljakutseid. Siin on, kuidas tegeleda mõne levinud takistusega:

• Ebastabiilsed testid: Jõudlustestid võivad mõnikord olla ebastabiilsed, mis tähendab, et need võivad vahelduvalt läbida või ebaõnnestuda teie kontrolli alt väljas olevate tegurite, näiteks võrgu ülekoormuse või serveri koormuse tõttu. Selle leevendamiseks käivitage teste mitu korda ja arvutage tulemuste keskmine. Võite kasutada ka statistilisi tehnikaid kõrvalekallete tuvastamiseks ja filtreerimiseks.
• Testiskriptide hooldamine: Teie rakenduse arenedes tuleb teie jõudlustestimise skripte uuendada, et need kajastaksid muudatusi. See võib olla aeganõudev ja vigaderohke protsess. Selle lahendamiseks kasutage modulaarset ja hooldatavat testiarhitektuuri ning kaaluge testide automatiseerimise tööriistade kasutamist, mis suudavad automaatselt genereerida ja uuendada testiskripte.
• Tulemuste tõlgendamine: Jõudlustestide tulemused võivad olla keerulised ja raskesti tõlgendatavad. Selle lahendamiseks kasutage selgeid ja lühikesi aruandlus- ja visualiseerimisvahendeid. Samuti võib olla kasulik kehtestada baasjõudluse tase ja võrrelda hilisemaid testitulemusi selle baastasemega.
• Kolmandate osapoolte teenustega tegelemine: Teie rakendus võib sõltuda kolmandate osapoolte teenustest, mis on teie kontrolli alt väljas. Nende teenuste jõudlus võib mõjutada teie rakenduse üldist jõudlust. Selle lahendamiseks jälgige nende teenuste jõudlust ja kaaluge jäljendamise (mocking) või asendamise (stubbing) tehnikate kasutamist, et isoleerida oma rakendus jõudlustestimise ajal.

Kokkuvõte

Automatiseeritud JavaScript'i jõudlustestimine on oluline praktika pidevalt kiire ja tõhusa kasutajakogemuse tagamiseks. Rakendades automatiseeritud teste, saate ennetavalt tuvastada ja lahendada jõudluse regressioone, vähendada arenduskulusid ja tarnida kvaliteetset toodet. Valige õiged tööriistad, määratlege selged jõudluseelarved, integreerige testid oma CI/CD torujuhtmesse ning jälgige ja optimeerige pidevalt oma rakenduse jõudlust. Neid praktikaid omaks võttes saate luua JavaScript'i rakendusi, mis pole mitte ainult funktsionaalsed, vaid ka jõudsad, rõõmustades teie kasutajaid ja edendades äriedu.

Pidage meeles, et jõudlus on pidev protsess, mitte ühekordne parandus. Jälgige, testige ja optimeerige pidevalt oma JavaScript'i koodi, et pakkuda oma kasutajatele parimat võimalikku kogemust, olenemata sellest, kus nad maailmas asuvad.

Lisamaterjalid

• Web Vitals
• Lighthouse
• WebPageTest
• Sitespeed.io
• Puppeteer
• Playwright