Forebygging av JavaScript-ytelsesregresjoner: Automatisert ytelsestesting

I dagens raske digitale verden er ytelsen til nettsteder og applikasjoner avgjørende for brukertilfredshet, engasjement og til syvende og sist forretningssuksess. En tregtlastende eller ikke-responsiv applikasjon kan føre til frustrerte brukere, avbrutte transaksjoner og en negativ innvirkning på merkevarens omdømme. JavaScript, som er en kjernekomponent i moderne webutvikling, spiller en betydelig rolle i den generelle ytelsen. Derfor er det avgjørende å forhindre ytelsesregresjoner – uventede reduksjoner i ytelsen. Det er her automatisert ytelsestesting kommer inn i bildet.

Hva er en JavaScript-ytelsesregresjon?

En ytelsesregresjon oppstår når en ny kodeendring eller oppdatering introduserer en reduksjon i ytelsen til en JavaScript-applikasjon. Dette kan manifestere seg på ulike måter, som for eksempel:

• Økt lastetid for siden: Brukere opplever lengre ventetider før siden er fullt interaktiv.
• Tregere gjengivelse: Visuelle elementer tar lengre tid å vises på skjermen.
• Redusert bildefrekvens: Animasjoner og overganger virker hakkete og mindre jevne.
• Økt minneforbruk: Applikasjonen bruker mer minne, noe som potensielt kan føre til krasj eller treghet.
• Økt CPU-bruk: Applikasjonen bruker mer prosessorkraft, noe som påvirker batterilevetiden på mobile enheter.

Disse regresjonene kan være subtile og lett å overse under manuell testing, spesielt i komplekse applikasjoner med mange sammenkoblede komponenter. De blir kanskje først synlige etter utrulling til produksjon, og påvirker da et stort antall brukere.

Viktigheten av automatisert ytelsestesting

Automatisert ytelsestesting lar deg proaktivt identifisere og håndtere ytelsesregresjoner før de påvirker brukerne dine. Det innebærer å lage automatiserte skript som måler ulike ytelsesmetrikker og sammenligner dem med forhåndsdefinerte terskler eller basislinjer. Denne tilnærmingen gir flere sentrale fordeler:

• Tidlig oppdagelse: Identifiser ytelsesproblemer tidlig i utviklingssyklusen, og forhindre at de når produksjon.
• Konsistens og pålitelighet: Automatiserte tester gir konsistente og pålitelige resultater, og eliminerer menneskelige feil og subjektivitet.
• Raskere tilbakemelding: Få umiddelbar tilbakemelding på ytelseseffekten av kodeendringer, noe som muliggjør rask iterasjon og optimalisering.
• Reduserte kostnader: Fiks ytelsesproblemer tidlig i utviklingsprosessen, noe som reduserer kostnadene og innsatsen som kreves for retting betydelig.
• Forbedret brukeropplevelse: Lever en konsekvent rask og responsiv brukeropplevelse, noe som fører til økt brukertilfredshet og engasjement.
• Kontinuerlig overvåking: Integrer ytelsestester i din pipeline for kontinuerlig integrasjon/kontinuerlig levering (CI/CD) for løpende ytelsesovervåking.

Sentrale ytelsesmetrikker å overvåke

Når du implementerer automatisert ytelsestesting, er det viktig å fokusere på sentrale ytelsesmetrikker som direkte påvirker brukeropplevelsen. Noen av de viktigste metriikkene inkluderer:

• First Contentful Paint (FCP): Måler tiden det tar før det første innholdet (tekst, bilde, etc.) vises på skjermen.
• Largest Contentful Paint (LCP): Måler tiden det tar før det største innholdselementet vises på skjermen.
• First Input Delay (FID): Måler tiden det tar for nettleseren å respondere på brukerens første interaksjon (f.eks. å klikke på en knapp).
• Time to Interactive (TTI): Måler tiden det tar før siden blir fullt interaktiv og responsiv på brukerinput.
• Total Blocking Time (TBT): Måler den totale tiden hovedtråden er blokkert under sideinnlasting, noe som hindrer nettleseren i å respondere på brukerinput.
• Cumulative Layout Shift (CLS): Måler mengden uventede layoutforskyvninger som skjer under sideinnlasting, noe som forårsaker visuell ustabilitet.
• JavaScript-kjøretid: Tiden brukt på å kjøre JavaScript-kode.
• Minnebruk: Mengden minne som applikasjonen bruker.
• CPU-bruk: Mengden prosessorkraft som applikasjonen bruker.
• Nettverksforespørsler: Antallet og størrelsen på nettverksforespørsler som applikasjonen gjør.

Verktøy og teknologier for automatisert JavaScript-ytelsestesting

Flere verktøy og teknologier kan brukes for å implementere automatisert JavaScript-ytelsestesting. Her er noen populære alternativer:

• WebPageTest: Et gratis verktøy med åpen kildekode for å teste ytelsen til nettsteder fra ulike steder og enheter. Det gir detaljerte ytelsesrapporter, inkludert fossefallsdiagrammer, filmstriper og Core Web Vitals-metrikker. WebPageTest kan automatiseres via sitt API.
• Lighthouse: Et verktøy med åpen kildekode utviklet av Google som reviderer nettsider for ytelse, tilgjengelighet, beste praksis og SEO. Det gir detaljerte anbefalinger for å forbedre ytelsen. Lighthouse kan kjøres fra kommandolinjen, i Chrome DevTools, eller som en Node-modul.
• PageSpeed Insights: Et verktøy levert av Google som analyserer hastigheten på nettsidene dine og gir anbefalinger for forbedring. Det bruker Lighthouse som sin analysemotor.
• Chrome DevTools: De innebygde utviklerverktøyene i Chrome-nettleseren tilbyr en omfattende pakke med ytelsesanalyseverktøy, inkludert Performance-panelet, Memory-panelet og Network-panelet. Disse verktøyene kan brukes til å profilere JavaScript-kode, identifisere ytelsesflaskehalser og overvåke minnebruk. Chrome DevTools kan automatiseres ved hjelp av Puppeteer eller Playwright.
• Puppeteer og Playwright: Node-biblioteker som gir et høynivå-API for å kontrollere hodeløse Chrome- eller Firefox-nettlesere. De kan brukes til å automatisere nettleserinteraksjoner, måle ytelsesmetrikker og generere ytelsesrapporter. Playwright støtter Chrome, Firefox og Safari.
• Sitespeed.io: Et verktøy med åpen kildekode som samler inn data fra flere verktøy for webytelse (som WebPageTest, Lighthouse og Browsertime) og presenterer det i ett enkelt dashbord.
• Browsertime: Et Node.js-verktøy som måler nettleserytelsesmetrikker ved hjelp av Chrome eller Firefox.
• Jest: Et populært JavaScript-testrammeverk som kan brukes til enhetstesting og integrasjonstesting. Jest kan også brukes til ytelsestesting ved å måle kjøretiden til kodesnutter.
• Mocha og Chai: Et annet populært JavaScript-testrammeverk og påstandsbibliotek. Disse verktøyene kan kombineres med ytelsestestingsbiblioteker som benchmark.js.
• Verktøy for ytelsesovervåking (f.eks. New Relic, Datadog, Sentry): Disse verktøyene gir sanntids ytelsesovervåking og varslingsfunksjoner, slik at du kan oppdage og diagnostisere ytelsesproblemer i produksjon.

Implementering av automatisert ytelsestesting: En trinn-for-trinn-guide

Her er en trinn-for-trinn-guide for å implementere automatisert ytelsestesting i dine JavaScript-prosjekter:

1. Definer ytelsesbudsjetter

Et ytelsesbudsjett er et sett med grenser for sentrale ytelsesmetrikker som applikasjonen din må overholde. Disse budsjettene fungerer som retningslinjer for utviklere og gir et klart mål for ytelsesoptimalisering. Eksempler på ytelsesbudsjetter inkluderer:

• Lastetid for siden: Sikt på en lastetid på under 3 sekunder.
• First Contentful Paint (FCP): Sikt på en FCP på under 1 sekund.
• Størrelse på JavaScript-bundle: Begrens størrelsen på JavaScript-bundlene dine til under 500 KB.
• Antall HTTP-forespørsler: Reduser antallet HTTP-forespørsler til under 50.

Definer realistiske og oppnåelige ytelsesbudsjetter basert på applikasjonens krav og målgruppe. Vurder faktorer som nettverksforhold, enhetskapasiteter og brukerforventninger.

2. Velg de riktige verktøyene

Velg de verktøyene og teknologiene som passer best for dine behov og budsjett. Vurder faktorer som:

• Brukervennlighet: Velg verktøy som er enkle å lære og bruke, med tydelig dokumentasjon og et støttende fellesskap.
• Integrasjon med eksisterende arbeidsflyter: Velg verktøy som integreres sømløst med dine eksisterende utviklings- og testarbeidsflyter.
• Kostnad: Vurder kostnaden for verktøyene, inkludert lisensavgifter og infrastrukturkostnader.
• Funksjoner: Velg verktøy som tilbyr funksjonene du trenger, som ytelsesprofilering, rapportering og varsling.

Start med et lite sett med verktøy og utvid verktøysettet gradvis etter hvert som behovene dine utvikler seg.

3. Lag ytelsestest-skript

Skriv automatiserte testskript som måler ytelsen til kritiske brukerflyter og komponenter i applikasjonen din. Disse skriptene bør simulere reelle brukerinteraksjoner og måle sentrale ytelsesmetrikker.

Eksempel med Puppeteer for å måle lastetid for siden:

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(`Sidens lastetid for ${url}: ${metrics.timestamps.loadEventEnd - metrics.timestamps.navigationStart}ms`);

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

Dette skriptet bruker Puppeteer til å starte en hodeløs Chrome-nettleser, navigere til en spesifisert URL, vente på at siden lastes, og deretter måle sidens lastetid. Alternativet `networkidle0` i `waitForNavigation` sikrer at nettleseren venter til det ikke er flere nettverkstilkoblinger i minst 500 ms før den anser siden som lastet.

Et annet eksempel, ved bruk av Browsertime og Sitespeed.io, fokuserer på Core Web Vitals:

// Installer nødvendige pakker:
// npm install -g browsertime sitespeed.io

// Kjør testen (eksempel på bruk fra kommandolinjen):
// sitespeed.io https://www.example.com --browsertime.iterations 3 --browsertime.xvfb

// Denne kommandoen vil:
// 1. Kjøre Browsertime 3 ganger mot den angitte URL-en.
// 2. Bruke en virtuell X-server (xvfb) for hodeløs testing.
// 3. Sitespeed.io vil aggregere resultatene og gi en rapport, inkludert Core Web Vitals.

// Rapporten vil vise LCP, FID, CLS og andre ytelsesmetrikker.

Dette eksempelet viser hvordan du setter opp Sitespeed.io med Browsertime for å kjøre automatiserte ytelsestester og hente ut Core Web Vitals. Kommandolinjealternativene er spesifikke for å kjøre en browsertime-test med sitespeed.io.

4. Integrer ytelsestester i din CI/CD-pipeline

Integrer ytelsestestene dine i CI/CD-pipelinen for å kjøre dem automatisk hver gang kodeendringer blir comittet. Dette sikrer at ytelsen overvåkes kontinuerlig og at regresjoner oppdages tidlig.

De fleste CI/CD-plattformer, som Jenkins, GitLab CI, GitHub Actions og CircleCI, gir mekanismer for å kjøre automatiserte tester som en del av byggeprosessen. Konfigurer CI/CD-pipelinen din til å kjøre ytelsestest-skriptene dine og feile bygget hvis noen av ytelsesbudsjettene overskrides.

Eksempel med GitHub Actions:

name: Ytelsestester

on:
 push:
 branches: [ main ]
 pull_request:
 branches: [ main ]

jobs:
 performance:
 runs-on: ubuntu-latest
 steps:
 - uses: actions/checkout@v2
 - name: Sett opp Node.js
 uses: actions/setup-node@v2
 with:
 node-version: '16'
 - name: Installer avhengigheter
 run: npm install
 - name: Kjør ytelsestester
 run: npm run performance-test
 env:
 PERFORMANCE_BUDGET_PAGE_LOAD_TIME: 3000 # millisekunder

Denne GitHub Actions-arbeidsflyten definerer en jobb kalt "performance" som kjører på Ubuntu. Den sjekker ut koden, setter opp Node.js, installerer avhengigheter, og kjører deretter ytelsestestene ved hjelp av kommandoen `npm run performance-test`. Miljøvariabelen `PERFORMANCE_BUDGET_PAGE_LOAD_TIME` definerer ytelsesbudsjettet for sidens lastetid. Skriptet `npm run performance-test` ville inneholde de nødvendige kommandoene for å utføre ytelsestestene dine (f.eks. ved hjelp av Puppeteer, Lighthouse eller WebPageTest). Filen `package.json` bør inneholde `performance-test`-skriptet som utfører testene og sjekker resultatene mot de definerte budsjettene, og avsluttes med en exit-kode som ikke er null hvis budsjettene brytes, noe som får CI-bygget til å feile.

5. Analyser og rapporter ytelsesresultater

Analyser resultatene av ytelsestestene dine for å identifisere områder for forbedring. Generer rapporter som oppsummerer ytelsesmetrikkene og fremhever eventuelle regresjoner eller brudd på ytelsesbudsjettene.

De fleste verktøy for ytelsestesting har innebygde rapporteringsfunksjoner. Bruk disse rapportene til å spore ytelsestrender over tid og identifisere mønstre som kan indikere underliggende ytelsesproblemer.

Eksempel på en ytelsesrapport (forenklet):

Ytelsesrapport:

URL: https://www.example.com

Metrikker:
 First Contentful Paint (FCP): 0.8s (GODKJENT)
 Largest Contentful Paint (LCP): 2.2s (GODKJENT)
 Time to Interactive (TTI): 2.8s (GODKJENT)
 Total Blocking Time (TBT): 150ms (GODKJENT)
 Lastetid for siden: 2.9s (GODKJENT) - Budsjett: 3.0s

JavaScript Bundle-størrelse: 480KB (GODKJENT) - Budsjett: 500KB

Ingen ytelsesregresjoner oppdaget.

Denne rapporten oppsummerer ytelsesmetrikkene for en spesifikk URL og indikerer om de er godkjent eller ikke basert på de definerte ytelsesbudsjettene. Den noterer også om det ble oppdaget noen ytelsesregresjoner. En slik rapport kan genereres i testskriptene dine og legges til i CI/CD-outputen.

6. Iterer og optimaliser

Basert på analysen av ytelsesresultatene dine, identifiser områder for optimalisering og iterer på koden din for å forbedre ytelsen. Vanlige optimaliseringsteknikker inkluderer:

• Kodesplitting: Del opp store JavaScript-bundles i mindre, mer håndterbare biter som kan lastes ved behov.
• Lazy Loading (utsatt lasting): Utsett lasting av ikke-kritiske ressurser til de trengs.
• Bildeoptimalisering: Optimaliser bilder ved å komprimere dem, endre størrelse til passende dimensjoner og bruke moderne bildeformater som WebP.
• Caching (mellomlagring): Utnytt nettleser-caching for å redusere antall nettverksforespørsler.
• Minifisering og Uglification: Reduser størrelsen på JavaScript- og CSS-filene dine ved å fjerne unødvendige tegn og mellomrom.
• Debouncing og Throttling: Begrens frekvensen av beregningsmessig krevende operasjoner som utløses av brukerhendelser.
• Bruk av effektive algoritmer og datastrukturer: Velg de mest effektive algoritmene og datastrukturene for dine spesifikke bruksområder.
• Unngå minnelekkasjer: Sørg for at koden din frigjør minne på riktig måte når det ikke lenger er nødvendig.
• Optimaliser tredjepartsbiblioteker: Evaluer ytelseseffekten av tredjepartsbiblioteker og velg alternativer om nødvendig. Vurder å laste tredjepartsskript utsatt (lazy-loading).

Overvåk kontinuerlig applikasjonens ytelse og gjenta testings- og optimaliseringsprosessen etter behov.

Beste praksis for JavaScript-ytelsestesting

Her er noen beste praksis å følge når du implementerer automatisert JavaScript-ytelsestesting:

• Test i et realistisk miljø: Kjør ytelsestestene dine i et miljø som ligner mest mulig på produksjonsmiljøet ditt. Dette inkluderer faktorer som nettverksforhold, enhetskapasiteter og serverkonfigurasjon.
• Bruk en konsekvent testmetodikk: Bruk en konsekvent testmetodikk for å sikre at resultatene dine er sammenlignbare over tid. Dette inkluderer faktorer som antall iterasjoner, oppvarmingsperiode og måleintervall.
• Overvåk ytelsen i produksjon: Bruk verktøy for ytelsesovervåking for å kontinuerlig overvåke applikasjonens ytelse i produksjon. Dette lar deg oppdage og diagnostisere ytelsesproblemer som kanskje ikke fanges opp under testing.
• Automatiser alt: Automatiser så mye av ytelsestestingsprosessen som mulig, inkludert testkjøring, resultatanalyse og rapportgenerering.
• Hold testene oppdatert: Oppdater ytelsestestene dine hver gang kodeendringer gjøres. Dette sikrer at testene dine alltid er relevante og at de nøyaktig reflekterer ytelsen til applikasjonen din.
• Involver hele teamet: Involver hele utviklingsteamet i ytelsestestingsprosessen. Dette bidrar til å øke bevisstheten om ytelsesproblemer og til å fremme en kultur for ytelsesoptimalisering.
• Sett opp varsler: Konfigurer varsler for å varsle deg når ytelsesregresjoner oppdages. Dette lar deg raskt respondere på ytelsesproblemer og forhindre at de påvirker brukerne dine.
• Dokumenter testene og prosessene dine: Dokumenter ytelsestestene, ytelsesbudsjettene og testprosessene dine. Dette bidrar til å sikre at alle i teamet forstår hvordan ytelsen måles og overvåkes.

Håndtering av vanlige utfordringer

Selv om automatisert ytelsestesting gir mange fordeler, byr det også på noen utfordringer. Her er hvordan du kan takle noen vanlige hindringer:

• Ustabil testing (Flaky Tests): Ytelsestester kan noen ganger være ustabile, noe som betyr at de kan bestå eller feile med jevne mellomrom på grunn av faktorer utenfor din kontroll, som nettverksbelastning eller serverbelastning. For å redusere dette, kjør tester flere ganger og ta gjennomsnittet av resultatene. Du kan også bruke statistiske teknikker for å identifisere og filtrere ut avvik.
• Vedlikehold av testskript: Etter hvert som applikasjonen din utvikler seg, må ytelsestest-skriptene dine oppdateres for å reflektere endringene. Dette kan være en tidkrevende og feilutsatt prosess. For å løse dette, bruk en modulær og vedlikeholdbar testarkitektur og vurder å bruke verktøy for testautomatisering som automatisk kan generere og oppdatere testskript.
• Tolkning av resultater: Ytelsestestresultater kan være komplekse og vanskelige å tolke. For å løse dette, bruk klare og konsise rapporterings- og visualiseringsverktøy. Det kan også være fordelaktig å etablere et basisnivå for ytelse og sammenligne påfølgende testresultater mot den basislinjen.
• Håndtering av tredjepartstjenester: Applikasjonen din kan være avhengig av tredjepartstjenester som er utenfor din kontroll. Ytelsen til disse tjenestene kan påvirke den generelle ytelsen til applikasjonen din. For å løse dette, overvåk ytelsen til disse tjenestene og vurder å bruke mocking- eller stubbing-teknikker for å isolere applikasjonen din under ytelsestesting.

Konklusjon

Automatisert JavaScript-ytelsestesting er en avgjørende praksis for å sikre en konsekvent rask og effektiv brukeropplevelse. Ved å implementere automatiserte tester kan du proaktivt identifisere og håndtere ytelsesregresjoner, redusere utviklingskostnader og levere et produkt av høy kvalitet. Velg de riktige verktøyene, definer klare ytelsesbudsjetter, integrer tester i CI/CD-pipelinen din, og overvåk og optimaliser kontinuerlig applikasjonens ytelse. Ved å omfavne disse praksisene kan du lage JavaScript-applikasjoner som ikke bare er funksjonelle, men også yter godt, noe som gleder brukerne dine og driver forretningssuksess.

Husk at ytelse er en kontinuerlig prosess, ikke en engangsfiks. Overvåk, test og optimaliser kontinuerlig JavaScript-koden din for å levere den best mulige opplevelsen for brukerne dine, uansett hvor de er i verden.

Videre ressurser

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