Pencegahan Regresi Kinerja JavaScript: Pengujian Kinerja Otomatis

Di dunia digital yang serba cepat saat ini, kinerja situs web dan aplikasi sangat penting untuk kepuasan, keterlibatan pengguna, dan pada akhirnya, kesuksesan bisnis. Aplikasi yang lambat dimuat atau tidak responsif dapat menyebabkan pengguna frustrasi, transaksi yang ditinggalkan, dan dampak negatif pada reputasi merek Anda. JavaScript, sebagai komponen inti dari pengembangan web modern, memainkan peran penting dalam kinerja secara keseluruhan. Oleh karena itu, mencegah regresi kinerja – penurunan kinerja yang tidak terduga – adalah hal yang terpenting. Di sinilah pengujian kinerja otomatis berperan.

Apa itu Regresi Kinerja JavaScript?

Regresi kinerja terjadi ketika perubahan atau pembaruan kode baru menyebabkan penurunan kinerja aplikasi JavaScript. Hal ini dapat bermanifestasi dalam berbagai cara, seperti:

• Peningkatan waktu muat halaman: Pengguna mengalami waktu tunggu yang lebih lama sebelum halaman sepenuhnya interaktif.
• Render yang lebih lambat: Elemen visual membutuhkan waktu lebih lama untuk muncul di layar.
• Frame rate yang berkurang: Animasi dan transisi tampak patah-patah dan kurang mulus.
• Peningkatan konsumsi memori: Aplikasi menggunakan lebih banyak memori, berpotensi menyebabkan crash atau perlambatan.
• Peningkatan penggunaan CPU: Aplikasi mengonsumsi lebih banyak daya pemrosesan, yang memengaruhi masa pakai baterai pada perangkat seluler.

Regresi ini bisa jadi halus dan mudah terlewatkan selama pengujian manual, terutama pada aplikasi kompleks dengan banyak komponen yang saling terhubung. Regresi ini mungkin baru terlihat setelah diterapkan ke produksi, yang memengaruhi sejumlah besar pengguna.

Pentingnya Pengujian Kinerja Otomatis

Pengujian kinerja otomatis memungkinkan Anda untuk secara proaktif mengidentifikasi dan mengatasi regresi kinerja sebelum memengaruhi pengguna Anda. Ini melibatkan pembuatan skrip otomatis yang mengukur berbagai metrik kinerja dan membandingkannya dengan ambang batas atau baseline yang telah ditentukan sebelumnya. Pendekatan ini menawarkan beberapa manfaat utama:

• Deteksi Dini: Mengidentifikasi masalah kinerja di awal siklus pengembangan, mencegahnya mencapai produksi.
• Konsistensi dan Keandalan: Pengujian otomatis memberikan hasil yang konsisten dan andal, menghilangkan kesalahan manusia dan subjektivitas.
• Umpan Balik Lebih Cepat: Dapatkan umpan balik langsung tentang dampak kinerja dari perubahan kode, memungkinkan iterasi dan optimisasi yang cepat.
• Mengurangi Biaya: Memperbaiki masalah kinerja di awal proses pengembangan, secara signifikan mengurangi biaya dan upaya yang diperlukan untuk perbaikan.
• Pengalaman Pengguna yang Lebih Baik: Memberikan pengalaman pengguna yang cepat dan responsif secara konsisten, yang mengarah pada peningkatan kepuasan dan keterlibatan pengguna.
• Pemantauan Berkelanjutan: Mengintegrasikan pengujian kinerja ke dalam pipeline integrasi berkelanjutan/pengiriman berkelanjutan (CI/CD) Anda untuk pemantauan kinerja yang berkelanjutan.

Metrik Kinerja Utama untuk Dipantau

Saat menerapkan pengujian kinerja otomatis, penting untuk fokus pada metrik kinerja utama yang secara langsung memengaruhi pengalaman pengguna. Beberapa metrik terpenting meliputi:

• First Contentful Paint (FCP): Mengukur waktu yang dibutuhkan konten pertama (teks, gambar, dll.) untuk muncul di layar.
• Largest Contentful Paint (LCP): Mengukur waktu yang dibutuhkan elemen konten terbesar untuk muncul di layar.
• First Input Delay (FID): Mengukur waktu yang dibutuhkan browser untuk merespons interaksi pertama pengguna (misalnya, mengklik tombol).
• Time to Interactive (TTI): Mengukur waktu yang dibutuhkan halaman untuk menjadi sepenuhnya interaktif dan responsif terhadap input pengguna.
• Total Blocking Time (TBT): Mengukur jumlah total waktu di mana thread utama diblokir selama pemuatan halaman, mencegah browser merespons input pengguna.
• Cumulative Layout Shift (CLS): Mengukur jumlah pergeseran tata letak tak terduga yang terjadi selama pemuatan halaman, yang menyebabkan ketidakstabilan visual.
• Waktu eksekusi JavaScript: Waktu yang dihabiskan untuk mengeksekusi kode JavaScript.
• Penggunaan memori: Jumlah memori yang dikonsumsi oleh aplikasi.
• Penggunaan CPU: Jumlah daya pemrosesan yang dikonsumsi oleh aplikasi.
• Permintaan jaringan: Jumlah dan ukuran permintaan jaringan yang dibuat oleh aplikasi.

Alat dan Teknologi untuk Pengujian Kinerja JavaScript Otomatis

Beberapa alat dan teknologi dapat digunakan untuk mengimplementasikan pengujian kinerja JavaScript otomatis. Berikut adalah beberapa opsi populer:

• WebPageTest: Alat sumber terbuka dan gratis untuk menguji kinerja situs web dari berbagai lokasi dan perangkat. Ini memberikan laporan kinerja terperinci, termasuk grafik waterfall, filmstrips, dan metrik core web vitals. WebPageTest dapat diotomatisasi melalui API-nya.
• Lighthouse: Alat sumber terbuka yang dikembangkan oleh Google yang mengaudit halaman web untuk kinerja, aksesibilitas, praktik terbaik, dan SEO. Ini memberikan rekomendasi terperinci untuk meningkatkan kinerja. Lighthouse dapat dijalankan dari baris perintah, di Chrome DevTools, atau sebagai modul Node.
• PageSpeed Insights: Alat yang disediakan oleh Google yang menganalisis kecepatan halaman web Anda dan memberikan rekomendasi untuk perbaikan. Ini menggunakan Lighthouse sebagai mesin analisisnya.
• Chrome DevTools: Alat pengembang bawaan di browser Chrome menawarkan serangkaian alat analisis kinerja yang komprehensif, termasuk panel Performance, panel Memory, dan panel Network. Alat-alat ini dapat digunakan untuk membuat profil kode JavaScript, mengidentifikasi hambatan kinerja, dan memantau penggunaan memori. Chrome DevTools dapat diotomatisasi menggunakan Puppeteer atau Playwright.
• Puppeteer and Playwright: Pustaka Node yang menyediakan API tingkat tinggi untuk mengontrol browser Chrome atau Firefox tanpa kepala (headless). Mereka dapat digunakan untuk mengotomatisasi interaksi browser, mengukur metrik kinerja, dan menghasilkan laporan kinerja. Playwright mendukung Chrome, Firefox, dan Safari.
• Sitespeed.io: Alat sumber terbuka yang mengumpulkan data dari beberapa alat kinerja web (seperti WebPageTest, Lighthouse, dan Browsertime) dan menyajikannya dalam satu dasbor.
• Browsertime: Alat Node.js yang mengukur metrik kinerja browser menggunakan Chrome atau Firefox.
• Jest: Kerangka kerja pengujian JavaScript populer yang dapat digunakan untuk pengujian unit dan pengujian integrasi. Jest juga dapat digunakan untuk pengujian kinerja dengan mengukur waktu eksekusi cuplikan kode.
• Mocha and Chai: Kerangka kerja pengujian JavaScript dan pustaka asersi populer lainnya. Alat-alat ini dapat digabungkan dengan pustaka pengujian kinerja seperti benchmark.js.
• Alat Pemantauan Kinerja (misalnya, New Relic, Datadog, Sentry): Alat-alat ini menyediakan kemampuan pemantauan dan peringatan kinerja secara real-time, memungkinkan Anda mendeteksi dan mendiagnosis masalah kinerja di produksi.

Menerapkan Pengujian Kinerja Otomatis: Panduan Langkah-demi-Langkah

Berikut adalah panduan langkah-demi-langkah untuk menerapkan pengujian kinerja otomatis dalam proyek JavaScript Anda:

1. Tentukan Anggaran Kinerja

Anggaran kinerja adalah serangkaian batasan pada metrik kinerja utama yang harus dipatuhi oleh aplikasi Anda. Anggaran ini berfungsi sebagai pedoman bagi pengembang dan memberikan target yang jelas untuk optimisasi kinerja. Contoh anggaran kinerja meliputi:

• Waktu muat halaman: Targetkan waktu muat halaman di bawah 3 detik.
• First Contentful Paint (FCP): Usahakan FCP di bawah 1 detik.
• Ukuran bundel JavaScript: Batasi ukuran bundel JavaScript Anda di bawah 500KB.
• Jumlah permintaan HTTP: Kurangi jumlah permintaan HTTP hingga di bawah 50.

Tentukan anggaran kinerja yang realistis dan dapat dicapai berdasarkan persyaratan aplikasi dan audiens target Anda. Pertimbangkan faktor-faktor seperti kondisi jaringan, kemampuan perangkat, dan ekspektasi pengguna.

2. Pilih Alat yang Tepat

Pilih alat dan teknologi yang paling sesuai dengan kebutuhan dan anggaran Anda. Pertimbangkan faktor-faktor seperti:

• Kemudahan penggunaan: Pilih alat yang mudah dipelajari dan digunakan, dengan dokumentasi yang jelas dan komunitas yang mendukung.
• Integrasi dengan alur kerja yang ada: Pilih alat yang terintegrasi secara mulus dengan alur kerja pengembangan dan pengujian Anda yang sudah ada.
• Biaya: Pertimbangkan biaya alat, termasuk biaya lisensi dan biaya infrastruktur.
• Fitur: Pilih alat yang menawarkan fitur yang Anda butuhkan, seperti pembuatan profil kinerja, pelaporan, dan peringatan.

Mulailah dengan seperangkat alat kecil dan secara bertahap perluas perangkat Anda seiring berkembangnya kebutuhan Anda.

3. Buat Skrip Pengujian Kinerja

Tulis skrip pengujian otomatis yang mengukur kinerja alur pengguna dan komponen penting dalam aplikasi Anda. Skrip ini harus mensimulasikan interaksi pengguna nyata dan mengukur metrik kinerja utama.

Contoh menggunakan Puppeteer untuk mengukur waktu muat halaman:

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();
})();

Skrip ini menggunakan Puppeteer untuk meluncurkan browser Chrome tanpa kepala, menavigasi ke URL yang ditentukan, menunggu halaman dimuat, dan kemudian mengukur waktu muat halaman. Opsi `networkidle0` di `waitForNavigation` memastikan bahwa browser menunggu sampai tidak ada lagi koneksi jaringan selama setidaknya 500ms sebelum menganggap halaman telah dimuat.

Contoh lain, menggunakan Browsertime dan Sitespeed.io, berfokus pada Core Web Vitals:

// Instal paket yang diperlukan:
// npm install -g browsertime sitespeed.io

// Jalankan pengujian (contoh penggunaan baris perintah):
// sitespeed.io https://www.example.com --browsertime.iterations 3 --browsertime.xvfb

// Perintah ini akan:
// 1. Menjalankan Browsertime 3 kali terhadap URL yang ditentukan.
// 2. Menggunakan server X virtual (xvfb) untuk pengujian tanpa kepala.
// 3. Sitespeed.io akan mengumpulkan hasil dan memberikan laporan, termasuk Core Web Vitals.

// Laporan akan menunjukkan LCP, FID, CLS, dan metrik kinerja lainnya.

Contoh ini menunjukkan cara mengatur Sitespeed.io dengan Browsertime untuk menjalankan pengujian kinerja otomatis dan mengambil Core Web Vitals. Opsi baris perintah spesifik untuk menjalankan pengujian browsertime dengan sitespeed.io.

4. Integrasikan Pengujian Kinerja ke dalam Pipeline CI/CD Anda

Integrasikan pengujian kinerja Anda ke dalam pipeline CI/CD Anda untuk menjalankannya secara otomatis setiap kali perubahan kode dikomit. Ini memastikan bahwa kinerja terus dipantau dan regresi terdeteksi sejak dini.

Sebagian besar platform CI/CD, seperti Jenkins, GitLab CI, GitHub Actions, dan CircleCI, menyediakan mekanisme untuk menjalankan pengujian otomatis sebagai bagian dari proses build. Konfigurasikan pipeline CI/CD Anda untuk menjalankan skrip pengujian kinerja Anda dan menggagalkan build jika ada anggaran kinerja yang terlampaui.

Contoh menggunakan GitHub Actions:

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 # milidetik

Alur kerja GitHub Actions ini mendefinisikan pekerjaan yang disebut "performance" yang berjalan di Ubuntu. Ini memeriksa kode, mengatur Node.js, menginstal dependensi, dan kemudian menjalankan pengujian kinerja menggunakan perintah `npm run performance-test`. Variabel lingkungan `PERFORMANCE_BUDGET_PAGE_LOAD_TIME` mendefinisikan anggaran kinerja untuk waktu muat halaman. Skrip `npm run performance-test` akan berisi perintah yang diperlukan untuk menjalankan pengujian kinerja Anda (misalnya, menggunakan Puppeteer, Lighthouse, atau WebPageTest). File `package.json` Anda harus berisi skrip `performance-test` yang menjalankan pengujian dan memeriksa hasilnya terhadap anggaran yang ditentukan, keluar dengan kode keluar non-nol jika anggaran dilanggar, yang menyebabkan build CI gagal.

5. Analisis dan Laporkan Hasil Kinerja

Analisis hasil pengujian kinerja Anda untuk mengidentifikasi area yang perlu ditingkatkan. Hasilkan laporan yang merangkum metrik kinerja dan menyoroti setiap regresi atau pelanggaran anggaran kinerja.

Sebagian besar alat pengujian kinerja menyediakan kemampuan pelaporan bawaan. Gunakan laporan ini untuk melacak tren kinerja dari waktu ke waktu dan mengidentifikasi pola yang mungkin mengindikasikan masalah kinerja yang mendasarinya.

Contoh laporan kinerja (disederhanakan):

Laporan Kinerja:

URL: https://www.example.com

Metrik:
 First Contentful Paint (FCP): 0.8s (LULUS)
 Largest Contentful Paint (LCP): 2.2s (LULUS)
 Time to Interactive (TTI): 2.8s (LULUS)
 Total Blocking Time (TBT): 150ms (LULUS)
 Waktu Muat Halaman: 2.9s (LULUS) - Anggaran: 3.0s

Ukuran Bundel JavaScript: 480KB (LULUS) - Anggaran: 500KB

Tidak ada regresi kinerja yang terdeteksi.

Laporan ini merangkum metrik kinerja untuk URL tertentu dan menunjukkan apakah metrik tersebut lulus atau gagal berdasarkan anggaran kinerja yang ditentukan. Laporan ini juga mencatat apakah ada regresi kinerja yang terdeteksi. Laporan semacam itu dapat dibuat dalam skrip pengujian Anda dan ditambahkan ke output CI/CD.

6. Iterasi dan Optimalkan

Berdasarkan analisis hasil kinerja Anda, identifikasi area untuk optimisasi dan lakukan iterasi pada kode Anda untuk meningkatkan kinerja. Teknik optimisasi umum meliputi:

• Code Splitting: Memecah bundel JavaScript besar menjadi bagian-bagian yang lebih kecil dan lebih mudah dikelola yang dapat dimuat sesuai permintaan.
• Lazy Loading: Menunda pemuatan sumber daya non-kritis sampai dibutuhkan.
• Optimisasi Gambar: Mengoptimalkan gambar dengan mengompresnya, mengubah ukurannya ke dimensi yang sesuai, dan menggunakan format gambar modern seperti WebP.
• Caching: Memanfaatkan caching browser untuk mengurangi jumlah permintaan jaringan.
• Minification dan Uglification: Mengurangi ukuran file JavaScript dan CSS Anda dengan menghapus karakter dan spasi yang tidak perlu.
• Debouncing dan Throttling: Membatasi frekuensi operasi yang mahal secara komputasi yang dipicu oleh peristiwa pengguna.
• Menggunakan Algoritma dan Struktur Data yang Efisien: Memilih algoritma dan struktur data yang paling efisien untuk kasus penggunaan spesifik Anda.
• Menghindari Kebocoran Memori: Memastikan bahwa kode Anda melepaskan memori dengan benar ketika tidak lagi dibutuhkan.
• Optimalkan Pustaka Pihak Ketiga: Mengevaluasi dampak kinerja dari pustaka pihak ketiga dan memilih alternatif jika perlu. Pertimbangkan untuk memuat skrip pihak ketiga secara lazy-loading.

Terus pantau kinerja aplikasi Anda dan ulangi proses pengujian dan optimisasi sesuai kebutuhan.

Praktik Terbaik untuk Pengujian Kinerja JavaScript

Berikut adalah beberapa praktik terbaik yang harus diikuti saat menerapkan pengujian kinerja JavaScript otomatis:

• Uji di Lingkungan yang Realistis: Jalankan pengujian kinerja Anda di lingkungan yang sangat mirip dengan lingkungan produksi Anda. Ini mencakup faktor-faktor seperti kondisi jaringan, kemampuan perangkat, dan konfigurasi server.
• Gunakan Metodologi Pengujian yang Konsisten: Gunakan metodologi pengujian yang konsisten untuk memastikan bahwa hasil Anda dapat dibandingkan dari waktu ke waktu. Ini mencakup faktor-faktor seperti jumlah iterasi, periode pemanasan, dan interval pengukuran.
• Pantau Kinerja di Produksi: Gunakan alat pemantauan kinerja untuk terus memantau kinerja aplikasi Anda di produksi. Ini memungkinkan Anda mendeteksi dan mendiagnosis masalah kinerja yang mungkin tidak tertangkap selama pengujian.
• Otomatiskan Semuanya: Otomatiskan sebanyak mungkin proses pengujian kinerja, termasuk eksekusi pengujian, analisis hasil, dan pembuatan laporan.
• Jaga Agar Pengujian Tetap Terbaru: Perbarui pengujian kinerja Anda setiap kali ada perubahan kode. Ini memastikan bahwa pengujian Anda selalu relevan dan secara akurat mencerminkan kinerja aplikasi Anda.
• Libatkan Seluruh Tim: Libatkan seluruh tim pengembangan dalam proses pengujian kinerja. Ini membantu meningkatkan kesadaran akan masalah kinerja dan menumbuhkan budaya optimisasi kinerja.
• Siapkan Peringatan: Konfigurasikan peringatan untuk memberi tahu Anda ketika regresi kinerja terdeteksi. Ini memungkinkan Anda merespons masalah kinerja dengan cepat dan mencegahnya memengaruhi pengguna Anda.
• Dokumentasikan Pengujian dan Proses Anda: Dokumentasikan pengujian kinerja, anggaran kinerja, dan proses pengujian Anda. Ini membantu memastikan bahwa semua orang di tim memahami bagaimana kinerja diukur dan dipantau.

Mengatasi Tantangan Umum

Meskipun pengujian kinerja otomatis menawarkan banyak manfaat, ia juga menghadirkan beberapa tantangan. Berikut cara mengatasi beberapa rintangan umum:

• Pengujian yang Tidak Stabil (Flaky Tests): Pengujian kinerja terkadang bisa tidak stabil, artinya bisa lulus atau gagal secara bergantian karena faktor di luar kendali Anda, seperti kemacetan jaringan atau beban server. Untuk mengatasinya, jalankan pengujian beberapa kali dan ambil rata-rata hasilnya. Anda juga dapat menggunakan teknik statistik untuk mengidentifikasi dan menyaring outlier.
• Memelihara Skrip Pengujian: Seiring berkembangnya aplikasi Anda, skrip pengujian kinerja Anda perlu diperbarui untuk mencerminkan perubahan. Ini bisa menjadi proses yang memakan waktu dan rawan kesalahan. Untuk mengatasinya, gunakan arsitektur pengujian yang modular dan dapat dipelihara dan pertimbangkan untuk menggunakan alat otomatisasi pengujian yang dapat secara otomatis menghasilkan dan memperbarui skrip pengujian.
• Menafsirkan Hasil: Hasil pengujian kinerja bisa jadi kompleks dan sulit ditafsirkan. Untuk mengatasinya, gunakan alat pelaporan dan visualisasi yang jelas dan ringkas. Menetapkan tingkat kinerja dasar dan membandingkan hasil pengujian berikutnya dengan dasar tersebut juga bisa bermanfaat.
• Berurusan dengan Layanan Pihak Ketiga: Aplikasi Anda mungkin bergantung pada layanan pihak ketiga yang berada di luar kendali Anda. Kinerja layanan ini dapat memengaruhi kinerja keseluruhan aplikasi Anda. Untuk mengatasinya, pantau kinerja layanan ini dan pertimbangkan untuk menggunakan teknik mocking atau stubbing untuk mengisolasi aplikasi Anda selama pengujian kinerja.

Kesimpulan

Pengujian kinerja JavaScript otomatis adalah praktik penting untuk memastikan pengalaman pengguna yang cepat dan efisien secara konsisten. Dengan menerapkan pengujian otomatis, Anda dapat secara proaktif mengidentifikasi dan mengatasi regresi kinerja, mengurangi biaya pengembangan, dan memberikan produk berkualitas tinggi. Pilih alat yang tepat, tentukan anggaran kinerja yang jelas, integrasikan pengujian ke dalam pipeline CI/CD Anda, dan terus pantau serta optimalkan kinerja aplikasi Anda. Dengan menerapkan praktik-praktik ini, Anda dapat membuat aplikasi JavaScript yang tidak hanya fungsional tetapi juga berkinerja tinggi, menyenangkan pengguna Anda, dan mendorong kesuksesan bisnis.

Ingatlah bahwa kinerja adalah proses yang berkelanjutan, bukan perbaikan sekali jalan. Terus pantau, uji, dan optimalkan kode JavaScript Anda untuk memberikan pengalaman terbaik bagi pengguna Anda, di mana pun mereka berada di dunia.

Sumber Daya Tambahan

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