Preventie van JavaScript Prestatievermindering: Geautomatiseerd Prestatie Testen

In de snelle digitale wereld van vandaag zijn de prestaties van websites en applicaties cruciaal voor gebruikerstevredenheid, betrokkenheid en uiteindelijk, zakelijk succes. Een langzaam ladende of niet-reagerende applicatie kan leiden tot gefrustreerde gebruikers, afgebroken transacties en een negatieve impact op de reputatie van uw merk. JavaScript, als kerncomponent van moderne webontwikkeling, speelt een belangrijke rol in de algehele prestaties. Daarom is het voorkomen van prestatieverminderingen – onverwachte dalingen in prestaties – van het grootste belang. Hier komt geautomatiseerd prestatie testen om de hoek kijken.

Wat is een JavaScript Prestatievermindering?

Een prestatievermindering treedt op wanneer een nieuwe codewijziging of update een afname in de prestaties van een JavaScript-applicatie veroorzaakt. Dit kan zich op verschillende manieren manifesteren, zoals:

• Langere laadtijd van de pagina: Gebruikers ervaren langere wachttijden voordat de pagina volledig interactief is.
• Tragere rendering: Visuele elementen hebben meer tijd nodig om op het scherm te verschijnen.
• Verlaagde frame rate: Animaties en overgangen lijken schokkerig en minder vloeiend.
• Verhoogd geheugengebruik: De applicatie gebruikt meer geheugen, wat kan leiden tot crashes of vertragingen.
• Verhoogd CPU-gebruik: De applicatie verbruikt meer processorkracht, wat de batterijduur op mobiele apparaten beïnvloedt.

Deze verminderingen kunnen subtiel zijn en gemakkelijk over het hoofd worden gezien tijdens handmatig testen, vooral in complexe applicaties met tal van onderling verbonden componenten. Ze worden misschien pas zichtbaar na de implementatie in productie, waardoor een groot aantal gebruikers wordt beïnvloed.

Het Belang van Geautomatiseerd Prestatie Testen

Geautomatiseerd prestatie testen stelt u in staat om proactief prestatieverminderingen te identificeren en aan te pakken voordat ze uw gebruikers beïnvloeden. Het omvat het creëren van geautomatiseerde scripts die verschillende prestatie-indicatoren meten en vergelijken met vooraf gedefinieerde drempels of basislijnen. Deze aanpak biedt verschillende belangrijke voordelen:

• Vroege Detectie: Identificeer prestatieproblemen vroeg in de ontwikkelingscyclus, waardoor wordt voorkomen dat ze de productie bereiken.
• Consistentie en Betrouwbaarheid: Geautomatiseerde tests leveren consistente en betrouwbare resultaten, waardoor menselijke fouten en subjectiviteit worden geëlimineerd.
• Snellere Feedback: Krijg onmiddellijk feedback over de prestatie-impact van codewijzigingen, wat snelle iteratie en optimalisatie mogelijk maakt.
• Lagere Kosten: Los prestatieproblemen vroeg in het ontwikkelingsproces op, wat de kosten en inspanningen voor herstel aanzienlijk vermindert.
• Verbeterde Gebruikerservaring: Lever een constant snelle en responsieve gebruikerservaring, wat leidt tot verhoogde gebruikerstevredenheid en betrokkenheid.
• Continue Monitoring: Integreer prestatietests in uw continuous integration/continuous delivery (CI/CD) pipeline voor doorlopende prestatiebewaking.

Belangrijke Prestatie-Indicatoren om te Monitoren

Bij het implementeren van geautomatiseerd prestatie testen is het essentieel om te focussen op belangrijke prestatie-indicatoren die direct van invloed zijn op de gebruikerservaring. Enkele van de belangrijkste indicatoren zijn:

• First Contentful Paint (FCP): Meet de tijd die het kost voordat de eerste inhoud (tekst, afbeelding, etc.) op het scherm verschijnt.
• Largest Contentful Paint (LCP): Meet de tijd die het kost voordat het grootste inhoudselement op het scherm verschijnt.
• First Input Delay (FID): Meet de tijd die de browser nodig heeft om te reageren op de eerste interactie van de gebruiker (bijv. het klikken op een knop).
• Time to Interactive (TTI): Meet de tijd die het duurt voordat de pagina volledig interactief is en reageert op gebruikersinvoer.
• Total Blocking Time (TBT): Meet de totale hoeveelheid tijd dat de hoofdthread wordt geblokkeerd tijdens het laden van de pagina, waardoor de browser niet kan reageren op gebruikersinvoer.
• Cumulative Layout Shift (CLS): Meet de hoeveelheid onverwachte layoutverschuivingen die optreden tijdens het laden van de pagina, wat visuele instabiliteit veroorzaakt.
• JavaScript executietijd: De tijd die wordt besteed aan het uitvoeren van JavaScript-code.
• Geheugengebruik: De hoeveelheid geheugen die door de applicatie wordt verbruikt.
• CPU-gebruik: De hoeveelheid processorkracht die door de applicatie wordt verbruikt.
• Netwerkverzoeken: Het aantal en de grootte van de netwerkverzoeken die door de applicatie worden gedaan.

Tools en Technologieën voor Geautomatiseerd JavaScript Prestatie Testen

Er kunnen verschillende tools en technologieën worden gebruikt om geautomatiseerd JavaScript prestatie testen te implementeren. Hier zijn enkele populaire opties:

• WebPageTest: Een gratis en open-source tool voor het testen van websiteprestaties vanaf verschillende locaties en apparaten. Het biedt gedetailleerde prestatierapporten, inclusief watervalgrafieken, filmstrips en Core Web Vitals-metrieken. WebPageTest kan worden geautomatiseerd via zijn API.
• Lighthouse: Een open-source tool ontwikkeld door Google die webpagina's controleert op prestaties, toegankelijkheid, best practices en SEO. Het geeft gedetailleerde aanbevelingen voor het verbeteren van de prestaties. Lighthouse kan worden uitgevoerd vanaf de command-line, in Chrome DevTools of als een Node-module.
• PageSpeed Insights: Een tool van Google die de snelheid van uw webpagina's analyseert en aanbevelingen voor verbetering geeft. Het gebruikt Lighthouse als analysemotor.
• Chrome DevTools: De ingebouwde ontwikkelaarstools in de Chrome-browser bieden een uitgebreide set van prestatieanalysetools, waaronder het Performance-paneel, Memory-paneel en Network-paneel. Deze tools kunnen worden gebruikt om JavaScript-code te profileren, prestatieknelpunten te identificeren en geheugengebruik te monitoren. Chrome DevTools kunnen worden geautomatiseerd met Puppeteer of Playwright.
• Puppeteer en Playwright: Node-bibliotheken die een high-level API bieden voor het besturen van headless Chrome- of Firefox-browsers. Ze kunnen worden gebruikt om browserinteracties te automatiseren, prestatie-indicatoren te meten en prestatierapporten te genereren. Playwright ondersteunt Chrome, Firefox en Safari.
• Sitespeed.io: Een open-source tool die gegevens verzamelt van meerdere webprestatietools (zoals WebPageTest, Lighthouse en Browsertime) en deze presenteert in één dashboard.
• Browsertime: Een Node.js-tool die browserprestatie-indicatoren meet met Chrome of Firefox.
• Jest: Een populair JavaScript-testframework dat kan worden gebruikt voor unit testing en integratietesten. Jest kan ook worden gebruikt voor prestatietests door de uitvoeringstijd van codefragmenten te meten.
• Mocha en Chai: Een ander populair JavaScript-testframework en assertion-bibliotheek. Deze tools kunnen worden gecombineerd met prestatietestbibliotheken zoals benchmark.js.
• Performance Monitoring Tools (bijv. New Relic, Datadog, Sentry): Deze tools bieden real-time prestatiebewaking en alarmeringsmogelijkheden, waardoor u prestatieproblemen in productie kunt detecteren en diagnosticeren.

Geautomatiseerd Prestatie Testen Implementeren: Een Stapsgewijze Gids

Hier is een stapsgewijze gids voor het implementeren van geautomatiseerd prestatie testen in uw JavaScript-projecten:

1. Definieer Prestatiebudgetten

Een prestatiebudget is een set limieten voor belangrijke prestatie-indicatoren waaraan uw applicatie moet voldoen. Deze budgetten dienen als richtlijnen voor ontwikkelaars en bieden een duidelijk doel voor prestatie-optimalisatie. Voorbeelden van prestatiebudgetten zijn:

• Laadtijd van de pagina: Streef naar een laadtijd van minder dan 3 seconden.
• First Contentful Paint (FCP): Richt op een FCP van minder dan 1 seconde.
• JavaScript bundle-grootte: Beperk de grootte van uw JavaScript-bundles tot minder dan 500 KB.
• Aantal HTTP-verzoeken: Verminder het aantal HTTP-verzoeken tot minder dan 50.

Definieer realistische en haalbare prestatiebudgetten op basis van de vereisten van uw applicatie en de doelgroep. Houd rekening met factoren zoals netwerkomstandigheden, apparaatmogelijkheden en gebruikersverwachtingen.

2. Kies de Juiste Tools

Selecteer de tools en technologieën die het beste bij uw behoeften en budget passen. Overweeg factoren zoals:

• Gebruiksgemak: Kies tools die gemakkelijk te leren en te gebruiken zijn, met duidelijke documentatie en een ondersteunende community.
• Integratie met bestaande workflows: Selecteer tools die naadloos integreren met uw bestaande ontwikkelings- en testworkflows.
• Kosten: Houd rekening met de kosten van de tools, inclusief licentiekosten en infrastructuurkosten.
• Functies: Kies tools die de functies bieden die u nodig heeft, zoals prestatieprofilering, rapportage en alarmering.

Begin met een kleine set tools en breid uw toolset geleidelijk uit naarmate uw behoeften evolueren.

3. Maak Prestatie Testscripts

Schrijf geautomatiseerde testscripts die de prestaties van kritieke gebruikersstromen en componenten in uw applicatie meten. Deze scripts moeten echte gebruikersinteracties simuleren en belangrijke prestatie-indicatoren meten.

Voorbeeld met Puppeteer om de laadtijd van de pagina te meten:

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(`Paginat laadtijd voor ${url}: ${metrics.timestamps.loadEventEnd - metrics.timestamps.navigationStart}ms`);

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

Dit script gebruikt Puppeteer om een headless Chrome-browser te starten, naar een opgegeven URL te navigeren, te wachten tot de pagina is geladen en vervolgens de laadtijd van de pagina te meten. De `networkidle0`-optie in `waitForNavigation` zorgt ervoor dat de browser wacht tot er minstens 500 ms geen netwerkverbindingen meer zijn voordat de pagina als geladen wordt beschouwd.

Een ander voorbeeld, met Browsertime en Sitespeed.io, richt zich op Core Web Vitals:

// Installeer de benodigde pakketten:
// npm install -g browsertime sitespeed.io

// Voer de test uit (voorbeeld van gebruik op de command-line):
// sitespeed.io https://www.example.com --browsertime.iterations 3 --browsertime.xvfb

// Dit commando zal:
// 1. Browsertime 3 keer uitvoeren op de opgegeven URL.
// 2. Een virtuele X-server (xvfb) gebruiken voor headless testen.
// 3. Sitespeed.io zal de resultaten samenvoegen en een rapport leveren, inclusief Core Web Vitals.

// Het rapport toont LCP, FID, CLS en andere prestatie-indicatoren.

Dit voorbeeld laat zien hoe u Sitespeed.io met Browsertime kunt instellen om geautomatiseerde prestatietests uit te voeren en Core Web Vitals op te halen. De command-line opties zijn specifiek voor het uitvoeren van een browsertime-test met sitespeed.io.

4. Integreer Prestatie Tests in uw CI/CD Pipeline

Integreer uw prestatietests in uw CI/CD-pipeline om ze automatisch uit te voeren telkens wanneer codewijzigingen worden doorgevoerd. Dit zorgt ervoor dat de prestaties continu worden gemonitord en dat verminderingen vroegtijdig worden gedetecteerd.

De meeste CI/CD-platforms, zoals Jenkins, GitLab CI, GitHub Actions en CircleCI, bieden mechanismen voor het uitvoeren van geautomatiseerde tests als onderdeel van het build-proces. Configureer uw CI/CD-pipeline om uw prestatietestscripts uit te voeren en de build te laten mislukken als een van de prestatiebudgetten wordt overschreden.

Voorbeeld met 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 # milliseconden

Deze GitHub Actions-workflow definieert een job genaamd "performance" die op Ubuntu draait. Het checkt de code uit, stelt Node.js in, installeert afhankelijkheden en voert vervolgens de prestatietests uit met het commando `npm run performance-test`. De omgevingsvariabele `PERFORMANCE_BUDGET_PAGE_LOAD_TIME` definieert het prestatiebudget voor de laadtijd van de pagina. Het `npm run performance-test`-script zou de benodigde commando's bevatten om uw prestatietests uit te voeren (bijv. met Puppeteer, Lighthouse of WebPageTest). Uw `package.json`-bestand moet het `performance-test`-script bevatten dat de tests uitvoert en de resultaten controleert aan de hand van de gedefinieerde budgetten, en afsluit met een non-zero exit code als de budgetten worden overschreden, waardoor de CI-build mislukt.

5. Analyseer en Rapporteer Prestatieresultaten

Analyseer de resultaten van uw prestatietests om verbeterpunten te identificeren. Genereer rapporten die de prestatie-indicatoren samenvatten en eventuele verminderingen of schendingen van prestatiebudgetten benadrukken.

De meeste tools voor prestatietests bieden ingebouwde rapportagemogelijkheden. Gebruik deze rapporten om prestatieontwikkelingen in de loop van de tijd te volgen en patronen te identificeren die op onderliggende prestatieproblemen kunnen duiden.

Voorbeeld van een prestatierapport (vereenvoudigd):

Prestatierapport:

URL: https://www.example.com

Indicatoren:
 First Contentful Paint (FCP): 0.8s (VOLDOET)
 Largest Contentful Paint (LCP): 2.2s (VOLDOET)
 Time to Interactive (TTI): 2.8s (VOLDOET)
 Total Blocking Time (TBT): 150ms (VOLDOET)
 Paginat laadtijd: 2.9s (VOLDOET) - Budget: 3.0s

JavaScript Bundle-grootte: 480KB (VOLDOET) - Budget: 500KB

Geen prestatieverminderingen gedetecteerd.

Dit rapport vat de prestatie-indicatoren voor een specifieke URL samen en geeft aan of ze voldoen of niet op basis van de gedefinieerde prestatiebudgetten. Het vermeldt ook of er prestatieverminderingen zijn gedetecteerd. Een dergelijk rapport kan binnen uw testscripts worden gegenereerd en aan de CI/CD-output worden toegevoegd.

6. Itereer en Optimaliseer

Identificeer op basis van de analyse van uw prestatieresultaten gebieden voor optimalisatie en itereer op uw code om de prestaties te verbeteren. Veelvoorkomende optimalisatietechnieken zijn:

• Code Splitting: Breek grote JavaScript-bundles op in kleinere, beter beheersbare brokken die op aanvraag kunnen worden geladen.
• Lazy Loading: Stel het laden van niet-kritieke bronnen uit totdat ze nodig zijn.
• Beeldoptimalisatie: Optimaliseer afbeeldingen door ze te comprimeren, de afmetingen aan te passen en moderne afbeeldingsformaten zoals WebP te gebruiken.
• Caching: Maak gebruik van browsercaching om het aantal netwerkverzoeken te verminderen.
• Minification en Uglification: Verklein de omvang van uw JavaScript- en CSS-bestanden door onnodige tekens en witruimte te verwijderen.
• Debouncing en Throttling: Beperk de frequentie van rekenintensieve operaties die worden geactiveerd door gebruikersgebeurtenissen.
• Gebruik van Efficiënte Algoritmen en Datastructuren: Selecteer de meest efficiënte algoritmen en datastructuren voor uw specifieke use cases.
• Vermijden van Geheugenlekken: Zorg ervoor dat uw code het geheugen correct vrijgeeft wanneer het niet langer nodig is.
• Optimaliseer Bibliotheken van Derden: Evalueer de prestatie-impact van bibliotheken van derden en kies indien nodig alternatieven. Overweeg het lazy-loaden van scripts van derden.

Monitor continu de prestaties van uw applicatie en herhaal het test- en optimalisatieproces indien nodig.

Best Practices voor JavaScript Prestatie Testen

Hier zijn enkele best practices om te volgen bij het implementeren van geautomatiseerd JavaScript prestatie testen:

• Test in een Realistische Omgeving: Voer uw prestatietests uit in een omgeving die sterk lijkt op uw productieomgeving. Dit omvat factoren zoals netwerkomstandigheden, apparaatmogelijkheden en serverconfiguratie.
• Gebruik een Consistente Testmethodologie: Gebruik een consistente testmethodologie om ervoor te zorgen dat uw resultaten in de loop van de tijd vergelijkbaar zijn. Dit omvat factoren zoals het aantal iteraties, de opwarmperiode en het meetinterval.
• Monitor Prestaties in Productie: Gebruik tools voor prestatiebewaking om de prestaties van uw applicatie continu in productie te monitoren. Dit stelt u in staat om prestatieproblemen te detecteren en te diagnosticeren die mogelijk niet tijdens het testen worden opgemerkt.
• Automatiseer Alles: Automatiseer zoveel mogelijk van het prestatietestproces, inclusief testuitvoering, resultaatanalyse en rapportgeneratie.
• Houd Tests Up-to-Date: Werk uw prestatietests bij telkens wanneer codewijzigingen worden aangebracht. Dit zorgt ervoor dat uw tests altijd relevant zijn en dat ze de prestaties van uw applicatie nauwkeurig weerspiegelen.
• Betrek het Hele Team: Betrek het hele ontwikkelingsteam bij het prestatietestproces. Dit helpt om het bewustzijn van prestatieproblemen te vergroten en een cultuur van prestatie-optimalisatie te bevorderen.
• Stel Meldingen in: Configureer meldingen om u te waarschuwen wanneer prestatieverminderingen worden gedetecteerd. Dit stelt u in staat om snel te reageren op prestatieproblemen en te voorkomen dat ze uw gebruikers beïnvloeden.
• Documenteer uw Tests en Processen: Documenteer uw prestatietests, prestatiebudgetten en testprocessen. Dit helpt ervoor te zorgen dat iedereen in het team begrijpt hoe de prestaties worden gemeten en gemonitord.

Omgaan met Veelvoorkomende Uitdagingen

Hoewel geautomatiseerd prestatie testen tal van voordelen biedt, brengt het ook enkele uitdagingen met zich mee. Hier leest u hoe u enkele veelvoorkomende hindernissen kunt aanpakken:

• Onbetrouwbare Tests ('Flaky Tests'): Prestatietests kunnen soms onbetrouwbaar zijn, wat betekent dat ze af en toe slagen of mislukken door factoren buiten uw controle, zoals netwerkcongestie of serverbelasting. Om dit te beperken, voert u tests meerdere keren uit en neemt u het gemiddelde van de resultaten. U kunt ook statistische technieken gebruiken om uitschieters te identificeren en te filteren.
• Onderhouden van Testscripts: Naarmate uw applicatie evolueert, moeten uw prestatietestscripts worden bijgewerkt om de wijzigingen weer te geven. Dit kan een tijdrovend en foutgevoelig proces zijn. Om dit aan te pakken, gebruikt u een modulaire en onderhoudbare testarchitectuur en overweegt u testautomatiseringstools te gebruiken die testscripts automatisch kunnen genereren en bijwerken.
• Interpreteren van Resultaten: De resultaten van prestatietests kunnen complex en moeilijk te interpreteren zijn. Gebruik hiervoor duidelijke en beknopte rapportage- en visualisatietools. Het kan ook nuttig zijn om een basisprestatieniveau vast te stellen en latere testresultaten met die basislijn te vergelijken.
• Omgaan met Diensten van Derden: Uw applicatie kan afhankelijk zijn van diensten van derden die buiten uw controle vallen. De prestaties van deze diensten kunnen de algehele prestaties van uw applicatie beïnvloeden. Om dit aan te pakken, monitort u de prestaties van deze diensten en overweegt u het gebruik van mocking- of stubbing-technieken om uw applicatie te isoleren tijdens het prestatie testen.

Conclusie

Geautomatiseerd JavaScript prestatie testen is een cruciale praktijk om een constant snelle en efficiënte gebruikerservaring te garanderen. Door geautomatiseerde tests te implementeren, kunt u proactief prestatieverminderingen identificeren en aanpakken, ontwikkelingskosten verlagen en een product van hoge kwaliteit leveren. Kies de juiste tools, definieer duidelijke prestatiebudgetten, integreer tests in uw CI/CD-pipeline en monitor en optimaliseer continu de prestaties van uw applicatie. Door deze praktijken te omarmen, kunt u JavaScript-applicaties creëren die niet alleen functioneel maar ook performant zijn, wat uw gebruikers tevreden stelt en zakelijk succes stimuleert.

Onthoud dat prestatie een doorlopend proces is, geen eenmalige oplossing. Monitor, test en optimaliseer uw JavaScript-code continu om de best mogelijke ervaring voor uw gebruikers te bieden, waar ter wereld ze zich ook bevinden.

Verdere Bronnen

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