Agregacja Resource Timing API dla Wydajności Frontend: Analityka Wydajności Ładowania

W dążeniu do zapewnienia wyjątkowych doświadczeń użytkownika, optymalizacja wydajności frontendu jest kluczowa. Krytycznym aspektem tej optymalizacji jest zrozumienie, w jaki sposób zasoby ładują się na Twojej stronie internetowej lub w aplikacji. Resource Timing API, część szerszego pakietu Performance API, dostarcza szczegółowych informacji na temat czasu ładowania każdego zasobu pobieranego przez przeglądarkę. Informacje te są nieocenione do identyfikacji wąskich gardeł i poprawy ogólnej wydajności ładowania. Ten kompleksowy przewodnik wyjaśnia, jak wykorzystać Resource Timing API, agregować jego dane i używać ich do analityki wydajności ładowania.

Zrozumienie Resource Timing API

Resource Timing API dostarcza szczegółowych informacji o czasie ładowania zasobów przez stronę internetową, takich jak obrazy, skrypty, arkusze stylów i inne zasoby. Obejmuje to metryki takie jak:

• Typ Inicjatora (Initiator Type): Typ elementu, który zainicjował żądanie (np. 'img', 'script', 'link').
• Nazwa (Name): Adres URL zasobu.
• Czas Rozpoczęcia (Start Time): Sygnatura czasowa, kiedy przeglądarka rozpoczyna pobieranie zasobu.
• Rozpoczęcie Pobierania (Fetch Start): Sygnatura czasowa tuż przed rozpoczęciem pobierania zasobu z pamięci podręcznej dysku lub sieci.
• Rozpoczęcie/Zakończenie Wyszukiwania Domeny (Domain Lookup Start/End): Sygnatury czasowe wskazujące, kiedy proces wyszukiwania DNS się rozpoczyna i kończy.
• Rozpoczęcie/Zakończenie Połączenia (Connect Start/End): Sygnatury czasowe wskazujące, kiedy połączenie TCP z serwerem się rozpoczyna i kończy.
• Rozpoczęcie/Zakończenie Żądania (Request Start/End): Sygnatury czasowe wskazujące, kiedy żądanie HTTP się rozpoczyna i kończy.
• Rozpoczęcie/Zakończenie Odpowiedzi (Response Start/End): Sygnatury czasowe wskazujące, kiedy odpowiedź HTTP się rozpoczyna i kończy.
• Rozmiar Transferu (Transfer Size): Rozmiar przesłanego zasobu w bajtach.
• Rozmiar Zakodowanej Treści (Encoded Body Size): Rozmiar zakodowanej (np. skompresowanej GZIP) treści zasobu.
• Rozmiar Odzyskanej Treści (Decoded Body Size): Rozmiar odkodowanej treści zasobu.
• Czas Trwania (Duration): Całkowity czas spędzony na pobieraniu zasobu (responseEnd - startTime).

Te metryki pozwalają programistom wskazać konkretne obszary, w których można wprowadzić ulepszenia wydajności. Na przykład długie czasy wyszukiwania DNS mogą sugerować przejście na szybszego dostawcę DNS lub wykorzystanie CDN. Wolne czasy połączenia mogą wskazywać na przeciążenie sieci lub problemy po stronie serwera. Duże rozmiary transferu mogą wskazywać na możliwości optymalizacji obrazów lub minifikacji kodu.

Dostęp do Danych Resource Timing

Dostęp do Resource Timing API uzyskuje się poprzez obiekt performance w JavaScript:

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

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

            

              
                Copy
              
            
          

Ten fragment kodu pobiera wszystkie wpisy dotyczące czasu ładowania zasobów i loguje nazwę oraz czas trwania każdego zasobu do konsoli. Należy pamiętać, że ze względów bezpieczeństwa przeglądarki mogą ograniczać poziom szczegółowości dostarczany przez Resource Timing API. Jest to często kontrolowane przez nagłówek timingAllowOrigin, który pozwala zasobom z innych domen na udostępnianie informacji o ich czasie ładowania.

Agregacja Danych Resource Timing

Surowe dane dotyczące czasu ładowania zasobów są przydatne, ale aby uzyskać praktyczne wnioski, muszą być agregowane i analizowane. Agregacja polega na grupowaniu i podsumowywaniu danych w celu identyfikacji trendów i wzorców. Można to zrobić na kilka sposobów:

Według Typu Zasobu

Grupowanie zasobów według typu (np. obrazy, skrypty, arkusze stylów) pozwala porównać średnie czasy ładowania dla każdej kategorii. Może to ujawnić, czy pewne typy zasobów są konsekwentnie wolniejsze od innych.

            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
              
            
          

Ten kod oblicza średni czas ładowania dla każdego typu zasobu i loguje go do konsoli. Na przykład możesz odkryć, że obrazy mają znacznie wyższy średni czas ładowania niż skrypty, co wskazuje na potrzebę optymalizacji obrazów.

Według Domeny

Grupowanie zasobów według domeny pozwala ocenić wydajność różnych sieci dostarczania treści (CDN) lub usług stron trzecich. Może to pomóc w identyfikacji wolno działających domen i rozważeniu alternatywnych dostawców.

            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
              
            
          

Ten kod oblicza średni czas ładowania dla każdej domeny i loguje go do konsoli. Jeśli zauważysz, że określony CDN jest konsekwentnie wolny, możesz chcieć zbadać jego wydajność lub przełączyć się na innego dostawcę. Na przykład, rozważ scenariusz, w którym używasz zarówno Cloudflare, jak i Akamai. Ta agregacja pozwoliłaby Ci bezpośrednio porównać ich wydajność w Twoim konkretnym kontekście.

Według Strony

Agregowanie danych według strony (lub ścieżki) pozwala zidentyfikować strony o szczególnie słabej wydajności. Może to pomóc w priorytetyzacji działań optymalizacyjnych i skupieniu się na stronach, które mają największy wpływ na doświadczenie użytkownika.

Często wymaga to integracji z systemem routingu Twojej aplikacji. Musiałbyś powiązać każdy wpis czasu ładowania zasobu z bieżącym adresem URL lub ścieżką strony. Implementacja różniłaby się w zależności od używanego frameworka (np. React, Angular, Vue.js).

Tworzenie Niestandardowych Metryk

Oprócz standardowych metryk dostarczanych przez Resource Timing API, możesz tworzyć niestandardowe metryki do śledzenia specyficznych aspektów wydajności Twojej aplikacji. Na przykład możesz chcieć zmierzyć czas potrzebny na załadowanie określonego komponentu lub wyrenderowanie konkretnego elementu.

Można to osiągnąć za pomocą metod performance.mark() i performance.measure():

            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
              
            
          

Ten fragment kodu mierzy czas potrzebny na załadowanie komponentu i loguje go do konsoli. Następnie możesz agregować te niestandardowe metryki w ten sam sposób, co standardowe metryki Resource Timing API.

Analiza Danych Resource Timing w Celu Uzyskania Wniosków na Temat Wydajności

Gdy już zagregujesz dane dotyczące czasu ładowania zasobów, możesz ich użyć do zidentyfikowania konkretnych obszarów do poprawy wydajności. Oto kilka typowych scenariuszy i potencjalnych rozwiązań:

Długie Czasy Wyszukiwania DNS

• Przyczyna: Wolny serwer DNS, odległy serwer DNS, rzadkie wyszukiwania DNS.
• Rozwiązanie: Przejście na szybszego dostawcę DNS (np. Cloudflare, Google Public DNS), wykorzystanie CDN do buforowania rekordów DNS bliżej użytkowników, wdrożenie wstępnego pobierania DNS (DNS prefetching).
• Przykład: Strona internetowa skierowana do użytkowników na całym świecie doświadczała wolnych czasów ładowania w niektórych regionach. Analiza danych Resource Timing ujawniła długie czasy wyszukiwania DNS w tych regionach. Przejście na CDN z globalnymi serwerami DNS znacznie skróciło czasy wyszukiwania DNS i poprawiło ogólną wydajność.

Wolne Czasy Połączenia

• Przyczyna: Przeciążenie sieci, problemy po stronie serwera, zakłócenia zapory sieciowej.
• Rozwiązanie: Optymalizacja infrastruktury serwerowej, użycie CDN do dystrybucji treści bliżej użytkowników, konfiguracja zapór sieciowych w celu umożliwienia wydajnej komunikacji.
• Przykład: Sklep e-commerce doświadczał wolnych czasów połączenia w godzinach szczytu. Analiza danych Resource Timing wskazała na przeciążenie serwera jako główną przyczynę. Ulepszenie sprzętu serwerowego i optymalizacja zapytań do bazy danych poprawiły czasy połączenia i zapobiegły degradacji wydajności podczas szczytowego ruchu.

Duże Rozmiary Transferu

• Przyczyna: Niezoptymalizowane obrazy, niezminifikowany kod, niepotrzebne zasoby.
• Rozwiązanie: Optymalizacja obrazów (np. kompresja, zmiana rozmiaru, użycie nowoczesnych formatów jak WebP), minifikacja kodu JavaScript i CSS, usunięcie nieużywanego kodu i zasobów, włączenie kompresji GZIP lub Brotli.
• Przykład: Serwis informacyjny używał dużych, niezoptymalizowanych obrazów, które znacznie zwiększały czas ładowania strony. Optymalizacja obrazów za pomocą narzędzi takich jak ImageOptim i wdrożenie leniwego ładowania (lazy loading) zmniejszyły rozmiary transferu obrazów i poprawiły wydajność ładowania strony.
• Uwaga dotycząca internacjonalizacji: Upewnij się, że optymalizacja obrazów uwzględnia różne rozmiary ekranów i rozdzielczości powszechne w różnych regionach.

Wolne Czasy Odpowiedzi Serwera

• Przyczyna: Niewydajny kod po stronie serwera, wąskie gardła bazy danych, opóźnienia sieciowe.
• Rozwiązanie: Optymalizacja kodu po stronie serwera, poprawa wydajności bazy danych, użycie CDN do buforowania treści bliżej użytkowników, wdrożenie buforowania HTTP.
• Przykład: Platforma mediów społecznościowych doświadczała wolnych czasów odpowiedzi serwera z powodu niewydajnych zapytań do bazy danych. Optymalizacja zapytań do bazy danych i wdrożenie mechanizmów buforowania znacznie skróciły czasy odpowiedzi serwera i poprawiły ogólną wydajność.

Zasoby Blokujące Renderowanie

• Przyczyna: Synchroniczny JavaScript i CSS, które blokują renderowanie strony.
• Rozwiązanie: Odroczenie ładowania niekrytycznego JavaScriptu, umieszczenie krytycznego CSS w kodzie (inline), użycie asynchronicznego ładowania skryptów, eliminacja nieużywanego CSS.
• Przykład: Blog używał dużego, blokującego renderowanie pliku CSS, który opóźniał początkowe renderowanie strony. Wstawienie krytycznego CSS bezpośrednio w kod HTML i odroczenie ładowania niekrytycznego CSS poprawiło odczuwalną wydajność witryny.

Integracja Danych Resource Timing z Narzędziami do Monitorowania Wydajności

Ręczne zbieranie i analizowanie danych Resource Timing może być czasochłonne. Na szczęście, kilka narzędzi do monitorowania wydajności może zautomatyzować ten proces i dostarczać wgląd w wydajność Twojej witryny w czasie rzeczywistym. Narzędzia te zazwyczaj zbierają dane Resource Timing w tle i prezentują je w przyjaznym dla użytkownika panelu.

Popularne narzędzia do monitorowania wydajności, które obsługują dane Resource Timing, to:

• Google PageSpeed Insights: Dostarcza rekomendacji dotyczących poprawy szybkości strony na podstawie różnych metryk wydajności, w tym danych Resource Timing.
• WebPageTest: Pozwala testować wydajność Twojej witryny z różnych lokalizacji i przeglądarek, dostarczając szczegółowych informacji o czasie ładowania zasobów.
• New Relic: Oferuje kompleksowe możliwości monitorowania wydajności, w tym dane Resource Timing w czasie rzeczywistym i wizualizacje.
• Datadog: Dostarcza szczegółowych metryk Resource Timing wraz z szerszym monitorowaniem infrastruktury i aplikacji, oferując całościowy widok wydajności.
• Sentry: Skupiony głównie na śledzeniu błędów, Sentry oferuje również funkcje monitorowania wydajności, w tym dane Resource Timing, aby korelować problemy z wydajnością z konkretnymi błędami.
• Lighthouse: Otwarte, zautomatyzowane narzędzie do poprawy jakości stron internetowych. Posiada audyty dotyczące wydajności, dostępności, progresywnych aplikacji internetowych, SEO i innych. Może być uruchamiane z Chrome DevTools, z wiersza poleceń lub jako moduł Node.

Integrując dane Resource Timing z tymi narzędziami, możesz uzyskać głębsze zrozumienie wydajności swojej witryny i skuteczniej identyfikować obszary do poprawy.

Kwestie Etyczne i Prywatność Użytkowników

Podczas zbierania i analizowania danych Resource Timing kluczowe jest uwzględnienie implikacji etycznych i prywatności użytkowników. Bądź przejrzysty wobec użytkowników na temat danych, które zbierasz i jak są one wykorzystywane. Upewnij się, że przestrzegasz odpowiednich przepisów dotyczących prywatności, takich jak RODO (GDPR) i CCPA.

Unikaj zbierania danych osobowych (PII) i anonimizuj lub pseudonimizuj dane, gdy tylko jest to możliwe. Wdróż odpowiednie środki bezpieczeństwa w celu ochrony danych przed nieautoryzowanym dostępem lub ujawnieniem. Rozważ zaoferowanie użytkownikom opcji rezygnacji z monitorowania wydajności.

Zaawansowane Techniki i Przyszłe Trendy

Resource Timing API stale ewoluuje, a nowe funkcje i techniki pojawiają się, aby jeszcze bardziej usprawnić analitykę wydajności frontendu. Oto kilka zaawansowanych technik i przyszłych trendów, na które warto zwrócić uwagę:

Server Timing API

Server Timing API pozwala serwerom na udostępnianie informacji o czasie przetwarzania żądania. Informacje te można połączyć z danymi Resource Timing, aby uzyskać pełniejszy obraz wydajności end-to-end.

Long Tasks API

Long Tasks API identyfikuje zadania, które blokują główny wątek przez dłuższy czas, powodując zacinanie się interfejsu użytkownika i problemy z responsywnością. Informacje te można wykorzystać do optymalizacji kodu JavaScript i poprawy doświadczenia użytkownika.

WebAssembly (Wasm)

WebAssembly to format instrukcji binarnych dla maszyn wirtualnych, który pozwala na osiągnięcie wydajności bliskiej natywnej w przeglądarce. Użycie Wasm do zadań krytycznych pod względem wydajności może znacznie poprawić czas ładowania i ogólną wydajność.

HTTP/3

HTTP/3 to najnowsza wersja protokołu HTTP, która wykorzystuje protokół transportowy QUIC w celu zapewnienia lepszej wydajności i niezawodności. HTTP/3 oferuje kilka zalet w porównaniu z HTTP/2, w tym mniejsze opóźnienia i lepsze zarządzanie połączeniami.

Podsumowanie

Resource Timing API to potężne narzędzie do zrozumienia i optymalizacji wydajności frontendu. Agregując i analizując dane Resource Timing, możesz identyfikować wąskie gardła, skracać czasy ładowania i zapewniać lepsze doświadczenie użytkownika. Niezależnie od tego, czy jesteś doświadczonym deweloperem frontendu, czy dopiero zaczynasz, opanowanie Resource Timing API jest niezbędne do tworzenia wysokowydajnych aplikacji internetowych. Wykorzystaj moc optymalizacji opartej na danych i odblokuj pełny potencjał swojej witryny lub aplikacji. Pamiętaj, aby priorytetowo traktować prywatność użytkowników i kwestie etyczne podczas zbierania i analizowania danych o wydajności. Będąc na bieżąco z najnowszymi trendami i technikami, możesz zapewnić, że Twoja witryna pozostanie szybka, responsywna i przyjazna dla użytkownika przez lata. Wykorzystanie tych technik i narzędzi przyczyni się do bardziej wydajnej i globalnie dostępnej sieci.

Praktyczna Wskazówka: Zacznij od wdrożenia podstawowej agregacji Resource Timing według typu zasobu i domeny. Daje to natychmiastowy wgląd w to, gdzie znajdują się Twoje wąskie gardła wydajności. Następnie zintegruj się z narzędziem do monitorowania wydajności, takim jak Google PageSpeed Insights lub WebPageTest, aby zautomatyzować zbieranie i analizę danych.