フロントエンドパフォーマンスAPIリソースタイミングの集計：ロードパフォーマンス分析

卓越したユーザーエクスペリエンスを提供するためには、フロントエンドのパフォーマンス最適化が不可欠です。この最適化の重要な側面は、ウェブサイトやアプリケーションでリソースがどのように読み込まれるかを理解することにあります。広範なPerformance APIスイートの一部であるResource Timing APIは、ブラウザが取得する各リソースのタイミングに関する詳細な洞察を提供します。この情報は、ボトルネックを特定し、全体的なロードパフォーマンスを向上させるために非常に価値があります。この包括的なガイドでは、Resource Timing APIを活用し、そのデータを集計し、ロードパフォーマンス分析に使用する方法を探ります。

Resource Timing APIを理解する

Resource Timing APIは、画像、スクリプト、スタイルシート、その他のアセットなど、ウェブページによって読み込まれるリソースに関する詳細なタイミング情報を提供します。これには、次のようなメトリクスが含まれます：

• イニシエータータイプ (Initiator Type): リクエストを開始した要素の種類（例：'img', 'script', 'link'）。
• 名前 (Name): リソースのURL。
• 開始時間 (Start Time): ブラウザがリソースの取得を開始したときのタイムスタンプ。
• フェッチ開始 (Fetch Start): ブラウザがディスクキャッシュまたはネットワークからリソースのフェッチを開始する直前のタイムスタンプ。
• ドメイン検索開始/終了 (Domain Lookup Start/End): DNS検索プロセスが開始および終了したときを示すタイムスタンプ。
• 接続開始/終了 (Connect Start/End): サーバーへのTCP接続が開始および終了したときを示すタイムスタンプ。
• リクエスト開始/終了 (Request Start/End): HTTPリクエストが開始および終了したときを示すタイムスタンプ。
• レスポンス開始/終了 (Response Start/End): HTTPレスポンスが開始および終了したときを示すタイムスタンプ。
• 転送サイズ (Transfer Size): 転送されたリソースのサイズ（バイト単位）。
• エンコードされたボディサイズ (Encoded Body Size): エンコードされた（例：GZIP圧縮された）リソースボディのサイズ。
• デコードされたボディサイズ (Decoded Body Size): デコードされたリソースボディのサイズ。
• 期間 (Duration): リソースの取得に費やされた合計時間（responseEnd - startTime）。

これらのメトリクスにより、開発者はパフォーマンスを改善できる特定の領域を正確に特定できます。例えば、長いDNS検索時間は、より高速なDNSプロバイダーへの切り替えやCDNの活用を示唆するかもしれません。遅い接続時間は、ネットワークの混雑やサーバー側の問題を示す可能性があります。大きな転送サイズは、画像の最適化やコードの最小化の機会を浮き彫りにする可能性があります。

リソースタイミングデータへのアクセス

Resource Timing APIには、JavaScriptのperformanceオブジェクトを介してアクセスします：

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

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

            

              
                Copy
              
            
          

このコードスニペットは、すべてのリソースタイミングエントリを取得し、各リソースの名前と期間をコンソールに記録します。セキュリティ上の理由から、ブラウザはResource Timing APIによって提供される詳細レベルを制限する場合があることに注意してください。これは多くの場合、クロスオリジンリソースがそのタイミング情報を公開することを許可するtimingAllowOriginヘッダーによって制御されます。

リソースタイミングデータの集計

生のリソースタイミングデータは有用ですが、実用的な洞察を得るためには、それを集計し分析する必要があります。集計には、データをグループ化および要約して、傾向やパターンを特定する作業が含まれます。これにはいくつかの方法があります：

リソースタイプ別

リソースをタイプ別（例：画像、スクリプト、スタイルシート）にグループ化することで、各カテゴリの平均ロード時間を比較できます。これにより、特定タイプのリソースが他よりも一貫して遅いかどうかを明らかにすることができます。

            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
              
            
          

このコードは、各リソースタイプの平均ロード時間を計算し、コンソールに記録します。例えば、画像の平均ロード時間がスクリプトよりも著しく高いことが判明した場合、画像の最適化が必要であることを示しています。

ドメイン別

リソースをドメイン別にグループ化することで、さまざまなコンテンツ配信ネットワーク（CDN）やサードパーティサービスのパフォーマンスを評価できます。これは、パフォーマンスの低いドメインを特定し、代替プロバイダーを検討するのに役立ちます。

            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
              
            
          

このコードは、各ドメインの平均ロード時間を計算し、コンソールに記録します。特定のCDNが一貫して遅いことに気付いた場合は、そのパフォーマンスを調査するか、別のプロバイダーに切り替えることを検討するとよいでしょう。例えば、CloudflareとAkamaiの両方を使用しているシナリオを考えてみましょう。この集計により、特定のコンテキストで両者のパフォーマンスを直接比較できます。

ページ別

ページ（またはルート）別にデータを集計することで、特にパフォーマンスの悪いページを特定できます。これにより、最適化の取り組みに優先順位を付け、ユーザーエクスペリエンスに最も大きな影響を与えるページに集中することができます。

これは多くの場合、アプリケーションのルーティングシステムとの統合が必要です。各リソースタイミングエントリを現在のページのURLまたはルートに関連付ける必要があります。実装は、使用しているフレームワーク（例：React、Angular、Vue.js）によって異なります。

カスタムメトリクスの作成

Resource Timing APIによって提供される標準メトリクスを超えて、アプリケーションのパフォーマンスの特定側面を追跡するためのカスタムメトリクスを作成できます。例えば、特定のコンポーネントの読み込みや特定要素のレンダリングにかかる時間を測定したい場合があるでしょう。

これは、performance.mark() および performance.measure() メソッドを使用して実現できます：

            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
              
            
          

このコードスニペットは、コンポーネントの読み込みにかかる時間を測定し、コンソールに記録します。その後、これらのカスタムメトリクスを、標準のResource Timing APIメトリクスと同じ方法で集計できます。

パフォーマンスインサイトのためのリソースタイミングデータ分析

リソースタイミングデータを集計したら、それを使用してパフォーマンス改善のための特定の領域を特定できます。以下に、一般的なシナリオと潜在的な解決策をいくつか示します：

長いDNS検索時間

• 原因： 低速なDNSサーバー、遠隔地のDNSサーバー、頻度の低いDNS検索。
• 解決策： より高速なDNSプロバイダー（例：Cloudflare, Google Public DNS）への切り替え、CDNを活用してユーザーに近い場所でDNSレコードをキャッシュ、DNSプリフェッチの実装。
• 例： グローバルなユーザーを対象とするウェブサイトが、特定の地域で遅いロード時間を経験しました。リソースタイミングデータの分析により、それらの地域で長いDNS検索時間が明らかになりました。グローバルなDNSサーバーを持つCDNに切り替えたところ、DNS検索時間が大幅に短縮され、全体的なパフォーマンスが向上しました。

遅い接続時間

• 原因： ネットワークの混雑、サーバー側の問題、ファイアウォールの干渉。
• 解決策： サーバーインフラの最適化、CDNを使用してユーザーに近い場所でコンテンツを配信、効率的な通信を許可するようにファイアウォールを設定。
• 例： あるeコマースサイトが、ショッピングのピーク時に接続が遅くなる問題を抱えていました。リソースタイミングデータの分析により、サーバーの過負荷が主な原因であることが判明しました。サーバーハードウェアをアップグレードし、データベースクエリを最適化したことで、接続時間が改善され、ピーク時のトラフィックにおけるパフォーマンス低下が防がれました。

大きな転送サイズ

• 原因： 最適化されていない画像、最小化されていないコード、不要なアセット。
• 解決策： 画像の最適化（例：圧縮、リサイズ、WebPのようなモダンなフォーマットの使用）、JavaScriptおよびCSSコードの最小化、未使用のコードとアセットの削除、GZIPまたはBrotli圧縮の有効化。
• 例： あるニュースサイトが、ページのロード時間を大幅に増加させる、大きくて最適化されていない画像を使用していました。ImageOptimのようなツールを使用して画像を最適化し、遅延読み込みを実装したところ、画像の転送サイズが削減され、ページのロードパフォーマンスが向上しました。
• 国際化に関する考慮事項： 画像の最適化では、さまざまな地域で一般的な異なる画面サイズや解像度を考慮するようにしてください。

遅いサーバーレスポンス時間

• 原因： 非効率なサーバーサイドコード、データベースのボトルネック、ネットワーク遅延。
• 解決策： サーバーサイドコードの最適化、データベースパフォーマンスの向上、CDNを使用してユーザーに近い場所でコンテンツをキャッシュ、HTTPキャッシングの実装。
• 例： あるソーシャルメディアプラットフォームが、非効率なデータベースクエリのためにサーバーのレスポンス時間が遅いという問題を抱えていました。データベースクエリを最適化し、キャッシングメカニズムを実装したところ、サーバーのレスポンス時間が大幅に短縮され、全体的なパフォーマンスが向上しました。

レンダリングをブロックするリソース

• 原因： ページのレンダリングをブロックする同期的なJavaScriptおよびCSS。
• 解決策： 重要でないJavaScriptの読み込みを遅延させ、重要なCSSをインライン化し、スクリプトに非同期読み込みを使用し、未使用のCSSを削除する。
• 例： あるブログサイトが、ページの初期レンダリングを遅延させる、大きくてレンダリングをブロックするCSSファイルを使用していました。重要なCSSをインライン化し、重要でないCSSの読み込みを遅延させることで、ウェブサイトの体感パフォーマンスが向上しました。

リソースタイミングデータをパフォーマンス監視ツールに統合する

リソースタイミングデータを手動で収集・分析するのは時間がかかります。幸いなことに、いくつかのパフォーマンス監視ツールがこのプロセスを自動化し、ウェブサイトのパフォーマンスに関するリアルタイムの洞察を提供してくれます。これらのツールは通常、バックグラウンドでリソースタイミングデータを収集し、ユーザーフレンドリーなダッシュボードで表示します。

リソースタイミングデータをサポートする人気のパフォーマンス監視ツールには、以下のようなものがあります：

• Google PageSpeed Insights: リソースタイミングデータを含む様々なパフォーマンスメトリクスに基づいて、ページ速度を改善するための推奨事項を提供します。
• WebPageTest: さまざまな場所やブラウザからウェブサイトのパフォーマンスをテストでき、詳細なリソースタイミング情報を提供します。
• New Relic: リアルタイムのリソースタイミングデータや視覚化を含む、包括的なパフォーマンス監視機能を提供します。
• Datadog: 広範なインフラおよびアプリケーション監視とともに、詳細なリソースタイミングメトリクスを提供し、パフォーマンスの全体像を提示します。
• Sentry: 主にエラー追跡に焦点を当てていますが、Sentryはパフォーマンスの問題を特定のエラーと関連付けるためのリソースタイミングデータを含む、パフォーマンス監視機能も提供します。
• Lighthouse: ウェブページの品質を向上させるためのオープンソースの自動化ツールです。パフォーマンス、アクセシビリティ、プログレッシブウェブアプリ、SEOなどの監査機能があります。Chrome DevTools、コマンドライン、またはNodeモジュールとして実行できます。

これらのツールにリソースタイミングデータを統合することで、ウェブサイトのパフォーマンスをより深く理解し、改善すべき領域をより効果的に特定できます。

倫理的配慮とユーザープライバシー

リソースタイミングデータを収集・分析する際には、倫理的な意味合いとユーザープライバシーを考慮することが重要です。収集するデータとその使用方法についてユーザーに対して透明性を保ちましょう。GDPRやCCPAなどの関連するプライバシー規制を遵守していることを確認してください。

個人を特定できる情報（PII）の収集を避け、可能な限りデータを匿名化または仮名化してください。不正アクセスや開示からデータを保護するために、適切なセキュリティ対策を実施してください。ユーザーにパフォーマンス監視をオプトアウトする選択肢を提供することも検討してください。

高度なテクニックと将来のトレンド

Resource Timing APIは絶えず進化しており、フロントエンドのパフォーマンス分析をさらに強化するための新しい機能やテクニックが登場しています。注目すべき高度なテクニックと将来のトレンドをいくつか紹介します：

Server Timing API

Server Timing APIを使用すると、サーバーはリクエストの処理時間に関するタイミング情報を公開できます。この情報をリソースタイミングデータと組み合わせることで、エンドツーエンドのパフォーマンスのより完全な全体像を提供できます。

Long Tasks API

Long Tasks APIは、メインスレッドを長時間ブロックし、UIのジャンクや応答性の問題を引き起こすタスクを特定します。この情報は、JavaScriptコードを最適化し、ユーザーエクスペリエンスを向上させるために使用できます。

WebAssembly (Wasm)

WebAssemblyは、ブラウザでネイティブに近いパフォーマンスを可能にする仮想マシン用のバイナリ命令フォーマットです。パフォーマンスが重要なタスクにWasmを使用すると、ロード時間と全体的なパフォーマンスを大幅に向上させることができます。

HTTP/3

HTTP/3はHTTPプロトコルの最新バージョンであり、パフォーマンスと信頼性を向上させるためにQUICトランスポートプロトコルを使用します。HTTP/3は、遅延の削減や接続管理の改善など、HTTP/2に比べていくつかの利点を提供します。

結論

Resource Timing APIは、フロントエンドのパフォーマンスを理解し、最適化するための強力なツールです。リソースタイミングデータを集計・分析することで、ボトルネックを特定し、ロード時間を改善し、より良いユーザーエクスペリエンスを提供できます。熟練したフロントエンド開発者であれ、初心者であれ、高性能なウェブアプリケーションを構築するためには、Resource Timing APIを習得することが不可欠です。データ駆動型の最適化の力を活用し、ウェブサイトやアプリケーションの可能性を最大限に引き出しましょう。パフォーマンスデータを収集・分析する際には、ユーザーのプライバシーと倫理的配慮を優先することを忘れないでください。最新のトレンドやテクニックについての情報を常に得ることで、ウェブサイトを今後何年にもわたって高速で応答性が高く、ユーザーフレンドリーな状態に保つことができます。これらのテクニックとツールを活用することは、より高性能でグローバルにアクセス可能なウェブに貢献します。

実用的な洞察： まずは、リソースタイプ別およびドメイン別の基本的なリソースタイミング集計を実装することから始めましょう。これにより、パフォーマンスのボトルネックがどこにあるかについて、即座に洞察を得ることができます。次に、Google PageSpeed InsightsやWebPageTestのようなパフォーマンス監視ツールと統合し、データ収集と分析を自動化します。