JavaScript Performance API: Runtime-metrieken Verzamelen en Beheersen

In de snelle digitale wereld van vandaag zijn de prestaties van websites en webapplicaties van het grootste belang. Gebruikers verwachten onmiddellijke responsiviteit en naadloze ervaringen. Trage laadtijden of stroperige interacties kunnen leiden tot frustratie en uiteindelijk tot het verlaten van de site. Om optimale prestaties te garanderen, hebben ontwikkelaars tools nodig om het runtime-gedrag van hun JavaScript-code te meten, analyseren en verbeteren. De JavaScript Performance API biedt een krachtige en gestandaardiseerde manier om runtime-metrieken te verzamelen, waardoor ontwikkelaars prestatieknelpunten kunnen identificeren en hun applicaties kunnen optimaliseren voor een soepelere gebruikerservaring.

Wat is de JavaScript Performance API?

De JavaScript Performance API is een verzameling interfaces en methoden die beschikbaar zijn in moderne webbrowsers, waarmee ontwikkelaars toegang krijgen tot en verschillende prestatiegerelateerde gegevens kunnen meten. Het biedt inzicht in verschillende aspecten van het runtime-gedrag, waaronder:

• Navigatietiming: Meet de tijd die nodig is voor verschillende stadia van het laden van de pagina, zoals DNS-lookup, TCP-verbinding, en de duur van verzoeken en antwoorden.
• Resource Timing: Biedt gedetailleerde timinginformatie voor individuele resources die door de pagina worden geladen, zoals afbeeldingen, scripts en stylesheets.
• User Timing: Stelt ontwikkelaars in staat om aangepaste prestatiemetrieken te definiëren en te meten die specifiek zijn voor de logica van hun applicatie.
• Lange Taken: Identificeert taken die de main thread voor een langere periode blokkeren, wat mogelijk UI-bevriezingen kan veroorzaken.
• Geheugenmeting: (Beschikbaar in sommige browsers) Biedt informatie over het geheugengebruik van de pagina.
• Element Timing: Biedt timingmetrieken over wanneer specifieke HTML-elementen zichtbaar worden voor de gebruiker.
• Event Timing: Meet de duur van gebeurtenissen, zoals klikken, toetsaanslagen en andere gebruikersinteracties.

Door gebruik te maken van deze mogelijkheden, kunnen ontwikkelaars een diepgaand inzicht krijgen in hoe hun JavaScript-code presteert in reële scenario's en gebieden voor optimalisatie identificeren.

Belangrijke Componenten van de Performance API

1. Het performance Object

Het performance-object is het belangrijkste toegangspunt tot de Performance API. Het is een eigenschap van het window-object en biedt toegang tot verschillende methoden en eigenschappen voor het meten en analyseren van prestatiegegevens. De meest gebruikte eigenschappen zijn performance.timing en performance.now().

2. performance.now()

performance.now() retourneert een hoge-resolutie tijdstempel (in milliseconden) die de verstreken tijd sinds de start van de navigatie van het document weergeeft. Het is de basis voor het meten van de duur van code-uitvoering. In tegenstelling tot Date.now(), is performance.now() monotoon, wat betekent dat het niet wordt beïnvloed door aanpassingen van de systeemklok.

Voorbeeld: De Uitvoeringstijd van een Functie Meten

            const startTime = performance.now();
// Te meten code
for (let i = 0; i < 1000000; i++) {
  // Voer een bewerking uit
}
const endTime = performance.now();
const executionTime = endTime - startTime;
console.log(`Uitvoeringstijd: ${executionTime} milliseconden`);

            

              
                Copy
              
            
          

3. De Prestatietijdlijn

De Prestatietijdlijn is een registratie van prestatiegerelateerde gebeurtenissen die plaatsvinden tijdens de levensduur van een pagina. Het bevat entries voor navigatietiming, resource timing, user timing en meer. De Prestatietijdlijn is toegankelijk via methoden zoals performance.getEntries(), performance.getEntriesByType() en performance.getEntriesByName().

4. PerformanceEntry Interface

Elke entry in de Prestatietijdlijn wordt vertegenwoordigd door een PerformanceEntry-object. Deze interface biedt eigenschappen die de prestatiegebeurtenis beschrijven, zoals de naam, starttijd, duur en het type entry. Verschillende typen prestatie-entries hebben aanvullende eigenschappen die specifiek zijn voor hun gebeurtenistype.

Runtime-metrieken Verzamelen en Analyseren

De JavaScript Performance API biedt diverse methoden voor het verzamelen en analyseren van runtime-metrieken. Hier zijn enkele veelvoorkomende gebruiksscenario's:

1. Paginalaadtijd Meten

Het performance.timing-object biedt gedetailleerde informatie over de verschillende stadia van het laden van een pagina. U kunt deze gegevens gebruiken om knelpunten te identificeren en het laadproces te optimaliseren.

Voorbeeld: De Tijd van het DOMContentLoaded-event Berekenen

            window.addEventListener('load', () => {
  const loadTime = performance.timing.domContentLoadedEventEnd - performance.timing.navigationStart;
  console.log(`DOMContentLoaded-eventtijd: ${loadTime} milliseconden`);
});

            

              
                Copy
              
            
          

De Resultaten Interpreteren: Een hoge domContentLoadedEventEnd-waarde kan erop wijzen dat de browser veel tijd besteedt aan het parsen en uitvoeren van JavaScript-code, het renderen van de DOM, of het wachten op het laden van resources. Het analyseren van de individuele resource timings (zie hieronder) kan helpen de specifieke resources die vertraging veroorzaken te lokaliseren.

Optimalisatiestrategieën: Mogelijke oplossingen zijn het uitstellen van niet-kritieke JavaScript-uitvoering, het optimaliseren van de levering van CSS, en het minimaliseren van het aantal DOM-elementen.

2. Laadtijden van Resources Meten

De Resource Timing API biedt gedetailleerde timinginformatie voor elke resource die door de pagina wordt geladen. Dit stelt u in staat om traag ladende resources te identificeren en hun levering te optimaliseren.

Voorbeeld: Resource Timing-informatie Ophalen

            const resourceEntries = performance.getEntriesByType('resource');

resourceEntries.forEach(entry => {
  console.log(`Resource: ${entry.name}`);
  console.log(`  Duur: ${entry.duration} milliseconden`);
  console.log(`  Fetch Start: ${entry.fetchStart}`);
  console.log(`  Response End: ${entry.responseEnd}`);
});

            

              
                Copy
              
            
          

De Resultaten Interpreteren: Het onderzoeken van de duration-eigenschap van elke resource entry kan helpen bij het identificeren van traag ladende resources. Een hoge duration kan wijzen op netwerklatentie, grote bestandsgroottes of inefficiënte server-side verwerking.

Optimalisatiestrategieën: Mogelijke oplossingen zijn het comprimeren van afbeeldingen, het minificeren van JavaScript- en CSS-bestanden, het gebruik van een Content Delivery Network (CDN) en het optimaliseren van server-side caching.

Globaal Voorbeeld: Een website die afbeeldingen met een hoge resolutie aanbiedt aan gebruikers in regio's met beperkte bandbreedte (bijv. delen van Zuidoost-Azië, Afrika) kan aanzienlijk langzamere laadtijden ervaren voor die gebruikers. Het implementeren van responsieve afbeeldingen die zich aanpassen aan de verbindingssnelheid en schermgrootte van de gebruiker kan de prestaties aanzienlijk verbeteren.

3. Gebruikersinteracties Meten

De User Timing API stelt u in staat om aangepaste prestatiemetrieken te definiëren en te meten die specifiek zijn voor de logica van uw applicatie. Dit is handig voor het volgen van de prestaties van kritieke gebruikersinteracties, zoals het verzenden van formulieren, zoekopdrachten en navigatieovergangen.

Voorbeeld: De Tijd Meten voor het Verzenden van een Formulier

            const form = document.getElementById('myForm');

form.addEventListener('submit', (event) => {
  performance.mark('formSubmitStart');
  // Simuleer vertraging bij het verzenden van het formulier
  setTimeout(() => {
    performance.mark('formSubmitEnd');
    performance.measure('formSubmitDuration', 'formSubmitStart', 'formSubmitEnd');

    const measure = performance.getEntriesByName('formSubmitDuration')[0];
    console.log(`Duur formulierverzending: ${measure.duration} milliseconden`);
  }, 1000); //Simuleer een netwerkverzoek van 1 seconde

  event.preventDefault();
});

            

              
                Copy
              
            
          

De Resultaten Interpreteren: Een hoge formSubmitDuration kan duiden op trage server-side verwerking, netwerklatentie of inefficiënte client-side validatie.

Optimalisatiestrategieën: Mogelijke oplossingen zijn het optimaliseren van server-side code, het verminderen van netwerkverzoeken en het verbeteren van client-side validatie.

4. Lange Taken Identificeren

Lange taken zijn taken die de main thread voor een langere periode blokkeren (meestal langer dan 50 milliseconden), wat mogelijk UI-bevriezingen en een slechte gebruikerservaring veroorzaakt. De Long Tasks API stelt u in staat deze taken te identificeren en uw code te optimaliseren om ze te voorkomen.

Voorbeeld: Lange Taken Identificeren

            const observer = new PerformanceObserver((list) => {
  list.getEntries().forEach((entry) => {
    console.log(`Lange taak: ${entry.name}`);
    console.log(`  Duur: ${entry.duration} milliseconden`);
  });
});

observer.observe({ entryTypes: ['longtask'] });

// Simuleer een lange taak
setTimeout(() => {
  let sum = 0;
  for (let i = 0; i < 1000000000; i++) {
    sum += i;
  }
  console.log(`Lange taak voltooid: ${sum}`);
}, 0);

            

              
                Copy
              
            
          

De Resultaten Interpreteren: Een lange taakduur wijst op code die de browser verhindert de UI soepel bij te werken.

Optimalisatiestrategieën: Code splitting, debouncing, throttling en het verplaatsen van taken naar web workers zijn strategieën om de duur van lange taken te verminderen.

5. Zichtbaarheid van Elementen Meten

De Element Timing API stelt u in staat te meten wanneer specifieke HTML-elementen zichtbaar worden voor de gebruiker. Dit is met name handig voor het volgen van de laad- en renderprestaties van kritieke elementen, zoals 'hero images' of belangrijke contentsecties.

Voorbeeld: De Zichtbaarheidstijd van een Element Meten

            <img src="hero-image.jpg" elementtiming="hero-image" id="heroImage">

const observer = new PerformanceObserver((list) => {
  list.getEntries().forEach((entry) => {
    if (entry.name === 'hero-image') {
      console.log(`Hero image render start: ${entry.renderStart} milliseconden`);
    }
  });
});

observer.observe({ type: 'element', buffered: true });

            

              
                Copy
              
            
          

De Resultaten Interpreteren: Een late renderStart-waarde geeft aan dat het lang duurt voordat het element zichtbaar wordt, mogelijk als gevolg van trage laad- of renderprocessen.

Optimalisatiestrategieën: Optimaliseer de compressie van afbeeldingen, gebruik 'lazy loading' en geef prioriteit aan het laden van kritieke resources.

6. Event Latentie Meten

De Event Timing API meet de tijd die nodig is voor de uitvoering van event listeners. Dit is waardevol voor het identificeren van event handlers die gebruikersinteracties mogelijk vertragen.

Voorbeeld: Klik-event Latentie Meten

            <button id="myButton">Klik hier</button>

const button = document.getElementById('myButton');

button.addEventListener('click', (event) => {
  performance.mark('clickStart');
  // Simuleer enige verwerking
  for (let i = 0; i < 1000000; i++) {
    // Voer een bewerking uit
  }
  performance.mark('clickEnd');
  performance.measure('clickDuration', 'clickStart', 'clickEnd');

  const measure = performance.getEntriesByName('clickDuration')[0];
  console.log(`Duur klik-event: ${measure.duration} milliseconden`);
});

            

              
                Copy
              
            
          

De Resultaten Interpreteren: Een lange clickDuration geeft aan dat de event handler te lang duurt om uit te voeren, wat mogelijk een vertraging in de UI-respons veroorzaakt.

Optimalisatiestrategieën: Optimaliseer de code van de event handler, gebruik 'debounce' of 'throttle' voor event listeners, en verplaats zware verwerking naar web workers.

Best Practices voor het Gebruik van de Performance API

• Gebruik performance.now() voor nauwkeurige tijdmetingen. Het biedt hogere precisie en is monotoon, wat het ideaal maakt voor het meten van de uitvoeringstijd van code.
• Maak gebruik van de Prestatietijdlijn om prestatiegebeurtenissen te analyseren. De Prestatietijdlijn biedt een uitgebreide registratie van prestatiegerelateerde gebeurtenissen die plaatsvinden tijdens de levensduur van een pagina.
• Gebruik de User Timing API om aangepaste prestatiemetrieken te definiëren. Hiermee kunt u de prestaties van kritieke gebruikersinteracties en applicatiespecifieke logica volgen.
• Monitor prestaties in reële omgevingen. Gebruik tools zoals Google Analytics, New Relic of Sentry om prestatiegegevens van daadwerkelijke gebruikers te verzamelen. Dit geeft u een nauwkeuriger beeld van de prestaties van uw applicatie.
• Stel prestatiebudgetten in en volg de voortgang in de tijd. Definieer prestatiedoelen voor uw applicatie en volg uw voortgang in de loop van de tijd. Dit helpt u gefocust te blijven op het optimaliseren van de prestaties en zorgt ervoor dat uw applicatie voldoet aan de verwachtingen van uw gebruikers.
• Combineer de Performance API met andere debugging tools. Browser-ontwikkelaarstools bieden krachtige mogelijkheden voor het profileren en debuggen van JavaScript-code. Het combineren van deze tools met de Performance API kan nog diepere inzichten in prestatieknelpunten opleveren.

Tools en Bibliotheken voor Prestatiemonitoring

Hoewel de Performance API de ruwe data levert, kunnen verschillende tools en bibliotheken u helpen deze data effectiever te analyseren en te visualiseren:

• Google Lighthouse: Een geautomatiseerde tool voor het auditen van websiteprestaties, toegankelijkheid en SEO. Het gebruikt de Performance API om metrieken te verzamelen en geeft bruikbare aanbevelingen voor verbetering.
• WebPageTest: Een gratis tool voor het testen van websitesnelheid waarmee u de prestaties van uw website vanaf verschillende locaties en browsers kunt testen.
• New Relic Browser: Een uitgebreide tool voor prestatiemonitoring die real-time inzicht biedt in websiteprestaties, inclusief paginalaadtijden, JavaScript-fouten en gebruikerservaringsmetrieken.
• Sentry: Een platform voor foutopsporing en prestatiemonitoring dat u helpt bij het identificeren en oplossen van problemen in uw JavaScript-code.
• Perfume.js: Een kleine, open-source bibliotheek die een eenvoudige API biedt voor het verzamelen en rapporteren van prestatiemetrieken.

Conclusie

De JavaScript Performance API is een onmisbaar hulpmiddel voor elke webontwikkelaar die hoogwaardige webapplicaties wil bouwen. Door de mogelijkheden van de Performance API te benutten, kunt u een diepgaand inzicht krijgen in het runtime-gedrag van uw applicatie, prestatieknelpunten identificeren en uw code optimaliseren voor een soepelere gebruikerservaring. Het implementeren van deze technieken voor prestatiemonitoring en het continu verbeteren van uw code zal resulteren in snellere, responsievere websites en webapps die gebruikers wereldwijd een plezier doen. Vergeet niet om rekening te houden met diverse netwerkomstandigheden en apparaatmogelijkheden bij het optimaliseren van de prestaties van uw webapplicatie om een consistente gebruikerservaring voor iedereen te garanderen.