JavaScripti jõudlustestimise raamistik: võrdlustestide komplekti arendus

Tänapäeva kiires digimaailmas on veebirakenduste jõudlus esmatähtis. Kasutajad ootavad reageerivaid ja kaasahaaravaid kogemusi ning aeglaselt laadivad rakendused võivad põhjustada frustratsiooni, hülgamist ja lõppkokkuvõttes negatiivset mõju äritulemustele. JavaScript, olles domineeriv keel esiotsa arenduses ja järjest olulisem ka tagaotsa arenduses Node.js-iga, mängib veebirakenduste jõudluses otsustavat rolli. Seetõttu on rangelt vajalik JavaScripti jõudlustestimine, et tuvastada kitsaskohad, optimeerida koodi ja tagada sujuv kasutajakogemus.

See põhjalik juhend süveneb JavaScripti jõudlustestimise raamistike ja võrdlustestide komplekti arendamise maailma. Uurime erinevaid raamistikke, metoodikaid ja parimaid praktikaid, et aidata teil luua tõhusaid võrdlustestide komplekte, analüüsida jõudlusnäitajaid ja lõppkokkuvõttes optimeerida oma JavaScripti koodi optimaalse jõudluse saavutamiseks.

Miks on jõudlustestimine JavaScripti jaoks oluline

Jõudlustestimine ei seisne ainult koodi käitamise kiiruse mõõtmises; see seisneb teie koodi käitumise mõistmises erinevates tingimustes ja võimalike probleemide tuvastamises enne, kui need kasutajaid mõjutavad. Siin on, miks see on nii oluline:

• Parem kasutajakogemus: Kiiremad laadimisajad ja sujuvamad interaktsioonid viivad parema kasutajakogemuseni, suurendades kasutajate rahulolu ja kaasatust.
• Parem konversioonimäär: Uuringud on näidanud otsest seost lehe laadimisaja ja konversioonimäärade vahel. Kiiremad veebisaidid toovad kaasa rohkem müüki ja tulu.
• Vähenenud taristukulud: JavaScripti koodi optimeerimine võib vähendada serveri koormust, mis toob kaasa madalamad taristukulud ja parema skaleeritavuse.
• Jõudluse kitsaskohtade varajane avastamine: Jõudlustestimine aitab tuvastada potentsiaalseid kitsaskohti teie koodis varases arendustsüklis, võimaldades teil nendega tegeleda enne, kui neist saavad suured probleemid.
• Skaleeritavuse tagamine: Jõudlustestimine aitab tagada, et teie rakendus suudab toime tulla kasvava liikluse ja andmemahtudega ilma jõudluse halvenemiseta.

JavaScripti jõudlusnäitajate mõistmine

Enne võrdlustestide komplekti arendamisse sukeldumist on oluline mõista peamisi jõudlusnäitajaid, mis on JavaScripti rakenduste jaoks olulised. Need näitajad annavad ülevaate jõudluse erinevatest aspektidest ja aitavad teil tuvastada optimeerimisvaldkondi.

Peamised jõudlusnäitajad:

• Aeg esimese baidini (TTFB): Aeg, mis kulub brauseril serverilt esimese andmebaidi kättesaamiseks. Madalam TTFB viitab kiiremale serveri vastuseajale.
• Esimene sisukas renderdus (FCP): Aeg, mis kulub brauseril DOM-ist esimese sisuosa renderdamiseks. See annab kasutajale esialgse visuaalse viite, et leht laadib.
• Suurim sisukas renderdus (LCP): Aeg, mis kulub brauseril lehe suurima sisuelemendi renderdamiseks. See näitaja on hea tajutava laadimiskiiruse indikaator.
• Esimese sisendi viivitus (FID): Aeg, mis kulub brauseril kasutaja esimesele interaktsioonile reageerimiseks (nt nupule klõpsamine või vormiväljale tippimine). Madalam FID viitab reageerimisvõimelisemale rakendusele.
• Kumulatiivne paigutuse nihe (CLS): Mõõdab lehe visuaalset stabiilsust. Madalam CLS viitab stabiilsemale ja prognoositavamale kasutajakogemusele.
• Kogu blokeerimisaeg (TBT): Mõõdab kogu aega, mil põhilõim on pikkade ülesannete tõttu blokeeritud, takistades brauseril kasutaja sisendile reageerimast.
• Kaadrit sekundis (FPS): Animatsioonide ja üleminekute sujuvuse mõõt. Kõrgem FPS viitab sujuvamale kasutajakogemusele.
• Mälukasutus: JavaScripti rakenduse poolt kasutatava mälu hulk. Liigne mälukasutus võib põhjustada jõudlusprobleeme ja kokkujooksmisi.
• Protsessori kasutus: Protsessori ressursside protsent, mida JavaScripti rakendus kasutab. Kõrge protsessori kasutus võib mõjutada jõudlust ja aku kestvust.

JavaScripti jõudlustestimise raamistikud: põhjalik ülevaade

Saadaval on mitu JavaScripti jõudlustestimise raamistikku, millest igaühel on omad tugevused ja nõrkused. Õige raamistiku valimine sõltub teie konkreetsetest vajadustest ja nõuetest. Siin on ülevaade mõnest populaarsest valikust:

Benchmark.js

Benchmark.js on laialdaselt kasutatav ja kõrgelt hinnatud JavaScripti võrdlustestimise teek. See pakub lihtsat ja usaldusväärset viisi JavaScripti koodilõikude täitmisaja mõõtmiseks. Selle peamised omadused on järgmised:

• Täpne võrdlustestimine: Kasutab statistiliselt olulisi meetodeid, et tagada täpsed ja usaldusväärsed tulemused.
• Mitu keskkonda: Toetab võrdlustestimist erinevates keskkondades, sealhulgas brauserites, Node.js-is ja veebitöötajates (web workers).
• Põhjalik aruandlus: Pakub üksikasjalikke aruandeid statistikaga, nagu keskmine, standardhälve ja veamäär.
• Lihtne kasutada: Lihtne ja intuitiivne API võrdlustestide loomiseks ja käitamiseks.

Näide:

            // Example using Benchmark.js
var Benchmark = require('benchmark');

var suite = new Benchmark.Suite;

// add tests
suite.add('String#concat', function() {
  'hello' + ' world';
})
.add('Array#join', function() {
  ['hello', ' world'].join('');
})
// add listeners
.on('cycle', function(event) {
  console.log(String(event.target));
})
.on('complete', function() {
  console.log('Fastest is ' + this.filter('fastest').map('name'));
})
// run async
.run({ 'async': true });
            

              
                Copy
              
            
          

Jasmine

Jasmine on käitumispõhise arenduse (BDD) raamistik JavaScripti koodi testimiseks. Kuigi seda kasutatakse peamiselt ühiktestimiseks, saab Jasmine'i kasutada ka jõudlustestimiseks, mõõtes konkreetsete funktsioonide või koodiplokkide täitmisaega. Selle peamised omadused on järgmised:

• BDD süntaks: Kasutab selget ja lühikest BDD süntaksit, mis muudab testid kergesti loetavaks ja arusaadavaks.
• Vastavuskontrollid (Matchers): Pakub rikkalikku valikut vastavuskontrolle oodatud tulemuste kinnitamiseks.
• Spioonid (Spies): Võimaldab teil jälgida funktsioonikutseid ja nende täitmist.
• Asünkroonne testimine: Toetab asünkroonset testimist done-tagasikutsetega.

Näide:

            // Example using Jasmine
describe('String concatenation performance', function() {
  it('should be faster with + operator', function(done) {
    var startTime = performance.now();
    for (let i = 0; i < 100000; i++) {
      'hello' + ' world';
    }
    var endTime = performance.now();
    var plusTime = endTime - startTime;

    startTime = performance.now();
    for (let i = 0; i < 100000; i++) {
      ['hello', ' world'].join('');
    }
    endTime = performance.now();
    var joinTime = endTime - startTime;

    expect(plusTime).toBeLessThan(joinTime);
    done();
  });
});
            

              
                Copy
              
            
          

Mocha

Mocha on teine populaarne JavaScripti testimisraamistik, mis toetab nii BDD kui ka TDD (testipõhise arenduse) stiile. Nagu Jasmine, saab ka Mochat kasutada jõudlustestimiseks, mõõtes koodiplokkide täitmisaega. Selle peamised omadused on järgmised:

• Paindlik: Toetab erinevaid väidete teeke ja reportereid.
• Asünkroonne testimine: Toetab asünkroonset testimist done-tagasikutsete või lubadustega (Promises).
• Vahevara tugi: Võimaldab lisada vahevara testide käitumise muutmiseks.
• Laialdane pistikprogrammide ökosüsteem: Rikkalik pistikprogrammide ökosüsteem Mocha funktsionaalsuse laiendamiseks.

Näide:

            // Example using Mocha
describe('String concatenation performance', function() {
  it('should be faster with + operator', function(done) {
    var startTime = performance.now();
    for (let i = 0; i < 100000; i++) {
      'hello' + ' world';
    }
    var endTime = performance.now();
    var plusTime = endTime - startTime;

    startTime = performance.now();
    for (let i = 0; i < 100000; i++) {
      ['hello', ' world'].join('');
    }
    endTime = performance.now();
    var joinTime = endTime - startTime;

    expect(plusTime).to.be.lessThan(joinTime);
    done();
  });
});
            

              
                Copy
              
            
          

WebdriverIO

WebdriverIO on võimas automatiseerimisraamistik veebirakenduste testimiseks. See võimaldab teil juhtida brausereid ja simuleerida kasutaja interaktsioone, muutes selle sobivaks täielikuks (end-to-end) jõudlustestimiseks. Selle peamised omadused on järgmised:

• Brauseriteülene ühilduvus: Toetab testimist erinevates brauserites, sealhulgas Chrome, Firefox, Safari ja Edge.
• Mobiilne testimine: Toetab mobiilirakenduste testimist iOS-is ja Androidis.
• Asünkroonsed käsud: Kasutab asünkroonseid käske tõhusaks ja usaldusväärseks testimiseks.
• Laiendatav: Väga laiendatav kohandatud käskude ja pistikprogrammidega.

Näide:

            // Example using WebdriverIO
describe('Performance test', () => {
  it('should load the page within a certain time', async () => {
    const startTime = new Date().getTime()
    await browser.url('https://www.example.com')
    const endTime = new Date().getTime()
    const loadTime = endTime - startTime
    console.log(`Page load time: ${loadTime}ms`)
    expect(loadTime).toBeLessThan(2000) // Expect load time to be less than 2 seconds
  })
})
            

              
                Copy
              
            
          

Lighthouse

Lighthouse on avatud lähtekoodiga automatiseeritud tööriist veebilehtede kvaliteedi parandamiseks. See auditeerib jõudlust, ligipääsetavust, progressiivseid veebirakendusi, SEO-d ja muud. Saate seda käivitada Chrome DevTools'is, käsurealt või Node'i moodulina. Annate Lighthouse'ile auditeerimiseks URL-i, see käivitab lehe vastu rea auditeid ja genereerib seejärel aruande lehe tulemuste kohta. Sealt edasi kasutage ebaõnnestunud auditeid indikaatoritena, kuidas lehte parandada. Kuigi see pole rangelt võttes jõudlustestimise *raamistik*, on see hindamatu veebi jõudluse mõõtmiseks.

Lighthouse annab väärtuslikku teavet sellistes valdkondades nagu:

• Jõudlus: Tuvastab jõudluse kitsaskohad ja annab soovitusi optimeerimiseks.
• Ligipääsetavus: Kontrollib ligipääsetavuse probleeme ja annab juhiseid ligipääsetavuse parandamiseks.
• Parimad tavad: Kontrollib veebiarenduse parimate tavade järgimist.
• SEO: Kontrollib SEO-ga seotud probleeme ja annab soovitusi parandamiseks.
• PWA: Auditeerib lehte, et kontrollida, kas see vastab PWA nõuetele.

Töökindla JavaScripti võrdlustestide komplekti arendamine

Töökindla võrdlustestide komplekti arendamine nõuab hoolikat planeerimist ja teostamist. Siin on mõned peamised kaalutlused:

1. Määratlege selged eesmärgid

Enne koodi kirjutama asumist määratlege oma võrdlustestide komplekti jaoks selged eesmärgid. Milliseid konkreetseid jõudluse aspekte proovite mõõta? Millised on teie jõudluseesmärgid? Selged eesmärgid aitavad teil oma jõupingutusi keskendada ja tagada, et teie võrdlustestide komplekt on asjakohane ja tõhus.

Näide:

Eesmärk: Mõõta erinevate JavaScripti sortimisalgoritmide jõudlust.

Jõudluseesmärk: Saavutada 10 000 elemendiga massiivi sortimisaeg alla 100 ms.

2. Valige õige raamistik

Valige JavaScripti jõudlustestimise raamistik, mis sobib kõige paremini teie vajadustega. Arvestage selliste teguritega nagu kasutusmugavus, täpsus, aruandlusvõimalused ja tugi erinevatele keskkondadele. Benchmark.js on hea valik konkreetsete koodilõikude mikro-võrdlustestimiseks, samas kui WebdriverIO võib olla sobivam veebirakenduste täielikuks jõudlustestimiseks.

3. Looge realistlikud testjuhtumid

Kujundage testjuhtumid, mis peegeldavad täpselt reaalseid kasutusstsenaariume. Kasutage realistlikke andmekogumeid ja simuleerige kasutaja interaktsioone, et tagada teie võrdlustestide esinduslikkus tegeliku jõudluse suhtes. Vältige sünteetiliste või kunstlike testjuhtumite kasutamist, mis ei pruugi tegelikku jõudlust täpselt peegeldada.

Näide:

Juhuslikult genereeritud numbrite massiivi kasutamise asemel kasutage andmekogumit, mis esindab tegelikke andmeid, mida teie rakendus töötleb.

4. Kontrollige väliseid tegureid

Minimeerige väliste tegurite mõju oma võrdlustestide tulemustele. Sulgege mittevajalikud rakendused, keelake brauserilaiendid ja veenduge, et teie testimiskeskkond on järjepidev. Käivitage oma võrdlustestid mitu korda ja võtke tulemuste keskmine, et vähendada juhuslike kõikumiste mõju.

5. Kasutage statistilist analüüsi

Kasutage oma võrdlustestide tulemuste tõlgendamiseks statistilist analüüsi. Arvutage näitajad, nagu keskmine, standardhälve ja veamäär, et mõista oma tulemuste varieeruvust. Kasutage statistilisi teste, et teha kindlaks, kas erinevate koodiimplementatsioonide vahelised erinevused on statistiliselt olulised.

6. Automatiseerige oma võrdlustestid

Automatiseerige oma võrdlustestid, et tagada nende regulaarne ja järjepidev käitamine. Integreerige oma võrdlustestid oma pideva integratsiooni (CI) konveierisse, et automaatselt tuvastada jõudluse regressioone. Kasutage aruandlustööriista, et jälgida jõudlustrende aja jooksul.

7. Dokumenteerige oma võrdlustestid

Dokumenteerige oma võrdlustestide komplekt põhjalikult. Selgitage oma võrdlustestide eesmärke, kasutatud testjuhtumeid, testimiskeskkonda ja tehtud statistilist analüüsi. See aitab teistel teie võrdlusteste mõista ja tulemusi õigesti tõlgendada.

JavaScripti jõudluse optimeerimise parimad praktikad

Kui teil on töökindel võrdlustestide komplekt paigas, saate seda kasutada jõudluse kitsaskohtade tuvastamiseks ja oma JavaScripti koodi optimeerimiseks. Siin on mõned parimad praktikad JavaScripti jõudluse optimeerimiseks:

• Minimeerige DOM-i manipulatsioone: DOM-i manipulatsioonid on kulukad operatsioonid. Minimeerige DOM-i manipulatsioonide arvu, tehes uuendusi paketina ja kasutades tehnikaid, nagu dokumendi fragmendid.
• Kasutage tõhusaid andmestruktuure: Valige oma vajadustele vastavad õiged andmestruktuurid. Kasutage massiive järjestikuste andmete jaoks, objekte võtme-väärtuse paaride jaoks ja hulki (sets) unikaalsete väärtuste jaoks.
• Optimeerige tsükleid: Optimeerige tsükleid, minimeerides iteratsioonide arvu ja kasutades tõhusaid tsüklikonstruktsioone. Vältige muutujate loomist tsüklite sees ja kasutage vahemälu sageli kasutatavate väärtuste salvestamiseks.
• Debounce ja Throttle: Kasutage sündmuste käsitlejatele debounce ja throttle tehnikaid, et vähendada nende täitmise kordade arvu. See on eriti oluline sündmuste puhul nagu kerimine (scroll) ja suuruse muutmine (resize).
• Kasutage veebitöötajaid (Web Workers): Kasutage veebitöötajaid, et viia arvutusmahukad ülesanded põhilõimelt ära. See hoiab ära põhilõime blokeerimise ja parandab teie rakenduse reageerimisvõimet.
• Optimeerige pilte: Optimeerige pilte, tihendades neid ja kasutades sobivaid failivorminguid. Kasutage laiska laadimist (lazy loading), et lükata piltide laadimine edasi, kuni neid on vaja.
• Puhverdage varasid (Cache Assets): Puhverdage staatilisi varasid, nagu JavaScripti failid, CSS-failid ja pildid, et vähendada serverile tehtavate päringute arvu.
• Kasutage sisuedastusvõrku (CDN): Kasutage CDN-i, et levitada oma staatilisi varasid üle maailma asuvatesse serveritesse. See vähendab latentsusaega ja parandab laadimisaegu kasutajatele erinevates geograafilistes asukohtades.
• Profileerige oma koodi: Kasutage profileerimistööriistu, et tuvastada oma koodis jõudluse kitsaskohti. Profileerimistööriistad aitavad teil täpselt kindlaks teha koodiread, mis põhjustavad jõudlusprobleeme. Chrome DevTools ja Node.js-i sisseehitatud profileerija on väga kasulikud.

Internatsionaliseerimine (i18n) ja jõudlus

Globaalsele publikule veebirakenduste arendamisel on oluline arvestada internatsionaliseerimise (i18n) mõjuga jõudlusele. Erinevate keelefailide, kuupäeva- ja numbrivormingute ning märgikodeeringute laadimine ja töötlemine võib teie rakendusele lisakoormust tekitada. Siin on mõned näpunäited i18n jõudluse optimeerimiseks:

• Laadige keelefailid laisalt (Lazy Load): Laadige ainult need keelefailid, mis on vajalikud praeguse kasutaja lokaadi jaoks. Kasutage laiska laadimist, et lükata keelefailide laadimine edasi, kuni neid tegelikult vaja on.
• Optimeerige lokaliseerimisteeke: Kasutage tõhusaid lokaliseerimisteeke, mis on optimeeritud jõudluse jaoks.
• Kasutage CDN-i keelefailide jaoks: Kasutage CDN-i, et levitada oma keelefaile üle maailma asuvatesse serveritesse. See vähendab latentsusaega ja parandab laadimisaegu kasutajatele erinevates geograafilistes asukohtades.
• Puhverdage lokaliseeritud andmeid: Puhverdage lokaliseeritud andmeid, et vähendada nende hankimise ja töötlemise kordade arvu.

Reaalse elu näited

Vaatame mõningaid reaalse elu näiteid, kuidas JavaScripti jõudlustestimine ja optimeerimine võivad veebirakenduste jõudlust parandada:

• E-kaubanduse veebisait: E-kaubanduse veebisait optimeeris oma JavaScripti koodi, minimeerides DOM-i manipulatsioone, optimeerides tsükleid ja kasutades CDN-i staatiliste varade jaoks. Selle tulemuseks oli lehe laadimisaja vähenemine 30% ja konversioonimäärade suurenemine 15%.
• Sotsiaalmeedia platvorm: Sotsiaalmeedia platvorm optimeeris oma JavaScripti koodi, kasutades veebitöötajaid arvutusmahukate ülesannete põhilõimelt ära viimiseks. Selle tulemuseks oli esimese sisendi viivituse (FID) vähenemine 50% ja sujuvam kasutajakogemus.
• Uudiste veebisait: Uudiste veebisait optimeeris oma pilte, tihendades neid ja kasutades laiska laadimist. Selle tulemuseks oli lehe suuruse vähenemine 40% ja kiirem laadimisaeg.

Kokkuvõte

JavaScripti jõudlustestimine ja optimeerimine on kiirete, reageerivate ja kaasahaaravate veebirakenduste loomisel hädavajalikud. Mõistes peamisi jõudlusnäitajaid, kasutades õigeid jõudlustestimise raamistikke, arendades töökindlaid võrdlustestide komplekte ja järgides JavaScripti optimeerimise parimaid praktikaid, saate oma rakenduste jõudlust märkimisväärselt parandada ja pakkuda oma globaalsele publikule paremat kasutajakogemust. Ärge unustage arvestada internatsionaliseerimisega ja selle võimaliku mõjuga jõudlusele, kui arendate rakendusi globaalsele kasutajaskonnale.

Jälgige ja optimeerige pidevalt oma JavaScripti koodi, et tagada teie rakenduste alati parim jõudlus. Käivitage regulaarselt oma võrdlustestide komplekte, analüüsige tulemusi ja tehke oma koodis vajalikke kohandusi. Seades jõudluse prioriteediks, saate pakkuda suurepärast kasutajakogemust ja saavutada oma ärieesmärgid.