Agregação de Resource Timing da API de Performance Frontend: Análise de Desempenho de Carregamento

Na busca por oferecer experiências de usuário excepcionais, otimizar o desempenho do frontend é primordial. Um aspecto crítico dessa otimização reside em entender como os recursos são carregados em seu site ou aplicação. A Resource Timing API, parte do conjunto mais amplo da Performance API, fornece insights detalhados sobre o tempo de cada recurso buscado pelo navegador. Esta informação é inestimável para identificar gargalos e melhorar o desempenho geral de carregamento. Este guia abrangente explora como aproveitar a Resource Timing API, agregar seus dados e usá-los para análise de desempenho de carregamento.

Entendendo a Resource Timing API

A Resource Timing API fornece informações detalhadas de tempo para recursos carregados por uma página da web, como imagens, scripts, folhas de estilo e outros ativos. Isso inclui métricas como:

• Initiator Type: O tipo de elemento que iniciou a requisição (ex: 'img', 'script', 'link').
• Name: A URL do recurso.
• Start Time: O timestamp de quando o navegador começa a buscar o recurso.
• Fetch Start: O timestamp imediatamente antes de o navegador começar a buscar o recurso do cache em disco ou da rede.
• Domain Lookup Start/End: Os timestamps que indicam quando o processo de busca de DNS começa e termina.
• Connect Start/End: Os timestamps que indicam quando a conexão TCP com o servidor começa e termina.
• Request Start/End: Os timestamps que indicam quando a requisição HTTP começa e termina.
• Response Start/End: Os timestamps que indicam quando a resposta HTTP começa e termina.
• Transfer Size: O tamanho do recurso transferido em bytes.
• Encoded Body Size: O tamanho do corpo do recurso codificado (ex: comprimido com GZIP).
• Decoded Body Size: O tamanho do corpo do recurso decodificado.
• Duration: Tempo total gasto para buscar o recurso (responseEnd - startTime).

Essas métricas permitem que os desenvolvedores identifiquem áreas específicas onde melhorias de desempenho podem ser feitas. Por exemplo, longos tempos de busca de DNS podem sugerir a mudança para um provedor de DNS mais rápido ou o uso de uma CDN. Tempos de conexão lentos podem indicar congestionamento de rede ou problemas no lado do servidor. Grandes tamanhos de transferência podem destacar oportunidades para otimização de imagens ou minificação de código.

Acessando os Dados de Resource Timing

A Resource Timing API é acessada através do objeto performance em JavaScript:

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

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

            

              
                Copy
              
            
          

Este trecho de código recupera todas as entradas de resource timing e registra o nome e a duração de cada recurso no console. Note que, por razões de segurança, os navegadores podem limitar o nível de detalhe fornecido pela Resource Timing API. Isso é frequentemente controlado pelo cabeçalho timingAllowOrigin, que permite que recursos de origem cruzada exponham suas informações de tempo.

Agregando Dados de Resource Timing

Os dados brutos de resource timing são úteis, mas para obter insights acionáveis, eles precisam ser agregados e analisados. A agregação envolve agrupar e resumir os dados para identificar tendências e padrões. Isso pode ser feito de várias maneiras:

Por Tipo de Recurso

Agrupar recursos por tipo (ex: imagens, scripts, folhas de estilo) permite comparar os tempos médios de carregamento para cada categoria. Isso pode revelar se certos tipos de recursos são consistentemente mais lentos que outros.

            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
              
            
          

Este código calcula o tempo médio de carregamento para cada tipo de recurso e o registra no console. Por exemplo, você pode descobrir que as imagens têm um tempo médio de carregamento significativamente maior que os scripts, indicando a necessidade de otimização de imagens.

Por Domínio

Agrupar recursos por domínio permite avaliar o desempenho de diferentes redes de entrega de conteúdo (CDNs) ou serviços de terceiros. Isso pode ajudá-lo a identificar domínios com baixo desempenho e considerar provedores alternativos.

            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
              
            
          

Este código calcula o tempo médio de carregamento para cada domínio e o registra no console. Se você notar que uma CDN específica é consistentemente lenta, pode querer investigar seu desempenho ou mudar para um provedor diferente. Por exemplo, considere um cenário onde você usa tanto a Cloudflare quanto a Akamai. Esta agregação permitiria que você comparasse diretamente o desempenho delas em seu contexto específico.

Por Página

Agregar dados por página (ou rota) permite identificar páginas com desempenho particularmente baixo. Isso pode ajudá-lo a priorizar os esforços de otimização e focar nas páginas que têm o maior impacto na experiência do usuário.

Isso geralmente requer integração com o sistema de roteamento de sua aplicação. Você precisaria associar cada entrada de resource timing com a URL da página ou rota atual. A implementação variaria dependendo do framework que você está usando (ex: React, Angular, Vue.js).

Criando Métricas Personalizadas

Além das métricas padrão fornecidas pela Resource Timing API, você pode criar métricas personalizadas para rastrear aspectos específicos do desempenho de sua aplicação. Por exemplo, você pode querer medir o tempo que leva para carregar um componente específico ou renderizar um elemento em particular.

Isso pode ser alcançado usando os métodos performance.mark() e 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
              
            
          

Este trecho de código mede o tempo que leva para carregar um componente e o registra no console. Você pode então agregar essas métricas personalizadas da mesma forma que as métricas padrão da Resource Timing API.

Analisando Dados de Resource Timing para Insights de Desempenho

Uma vez que você tenha agregado os dados de resource timing, pode usá-los para identificar áreas específicas para melhoria de desempenho. Aqui estão alguns cenários comuns e soluções potenciais:

Longos Tempos de Busca de DNS

• Causa: Servidor DNS lento, servidor DNS distante, buscas de DNS infrequentes.
• Solução: Mudar para um provedor de DNS mais rápido (ex: Cloudflare, Google Public DNS), usar uma CDN para armazenar em cache os registros DNS mais perto dos usuários, implementar prefetching de DNS.
• Exemplo: Um site com público global experimentou tempos de carregamento lentos em certas regiões. A análise dos dados de resource timing revelou longos tempos de busca de DNS nessas regiões. A mudança para uma CDN com servidores DNS globais reduziu significativamente os tempos de busca de DNS e melhorou o desempenho geral.

Tempos de Conexão Lentos

• Causa: Congestionamento de rede, problemas no lado do servidor, interferência de firewall.
• Solução: Otimizar a infraestrutura do servidor, usar uma CDN para distribuir conteúdo mais perto dos usuários, configurar firewalls para permitir comunicação eficiente.
• Exemplo: Um site de e-commerce experimentou tempos de conexão lentos durante os horários de pico de compras. A análise dos dados de resource timing apontou a sobrecarga do servidor como a causa principal. A atualização do hardware do servidor e a otimização das consultas ao banco de dados melhoraram os tempos de conexão e evitaram a degradação do desempenho durante o tráfego de pico.

Grandes Tamanhos de Transferência

• Causa: Imagens não otimizadas, código não minificado, ativos desnecessários.
• Solução: Otimizar imagens (ex: comprimir, redimensionar, usar formatos modernos como WebP), minificar código JavaScript e CSS, remover código e ativos não utilizados, habilitar compressão GZIP ou Brotli.
• Exemplo: Um site de notícias usava imagens grandes e não otimizadas que aumentavam significativamente os tempos de carregamento da página. A otimização das imagens usando ferramentas como o ImageOptim e a implementação de lazy loading reduziram os tamanhos de transferência das imagens e melhoraram o desempenho de carregamento da página.
• Consideração sobre Internacionalização: Garanta que a otimização de imagens considere diferentes tamanhos de tela e resoluções comuns em várias regiões.

Tempos de Resposta do Servidor Lentos

• Causa: Código do lado do servidor ineficiente, gargalos no banco de dados, latência de rede.
• Solução: Otimizar o código do lado do servidor, melhorar o desempenho do banco de dados, usar uma CDN para armazenar conteúdo em cache mais perto dos usuários, implementar cache HTTP.
• Exemplo: Uma plataforma de mídia social experimentou tempos de resposta do servidor lentos devido a consultas ineficientes ao banco de dados. A otimização das consultas ao banco de dados e a implementação de mecanismos de cache reduziram significativamente os tempos de resposta do servidor e melhoraram o desempenho geral.

Recursos que Bloqueiam a Renderização

• Causa: JavaScript e CSS síncronos que bloqueiam a renderização da página.
• Solução: Adiar o carregamento de JavaScript não crítico, embutir CSS crítico, usar carregamento assíncrono para scripts, eliminar CSS não utilizado.
• Exemplo: Um site de blog usava um arquivo CSS grande que bloqueava a renderização, atrasando a renderização inicial da página. Embutir o CSS crítico e adiar o carregamento do CSS não crítico melhorou o desempenho percebido do site.

Integrando Dados de Resource Timing em Ferramentas de Monitoramento de Desempenho

Coletar e analisar manualmente os dados de resource timing pode ser demorado. Felizmente, várias ferramentas de monitoramento de desempenho podem automatizar esse processo e fornecer insights em tempo real sobre o desempenho do seu site. Essas ferramentas geralmente coletam dados de resource timing em segundo plano e os apresentam em um painel de controle amigável.

Ferramentas populares de monitoramento de desempenho que suportam dados de resource timing incluem:

• Google PageSpeed Insights: Fornece recomendações para melhorar a velocidade da página com base em várias métricas de desempenho, incluindo dados de resource timing.
• WebPageTest: Permite testar o desempenho do seu site de diferentes locais e navegadores, fornecendo informações detalhadas de resource timing.
• New Relic: Oferece capacidades abrangentes de monitoramento de desempenho, incluindo dados e visualizações de resource timing em tempo real.
• Datadog: Fornece métricas detalhadas de resource timing juntamente com um monitoramento mais amplo de infraestrutura e aplicação, oferecendo uma visão holística do desempenho.
• Sentry: Focado principalmente no rastreamento de erros, o Sentry também fornece recursos de monitoramento de desempenho, incluindo dados de resource timing para correlacionar problemas de desempenho com erros específicos.
• Lighthouse: Uma ferramenta automatizada de código aberto para melhorar a qualidade das páginas da web. Possui auditorias para desempenho, acessibilidade, progressive web apps, SEO e muito mais. Pode ser executado a partir do Chrome DevTools, da linha de comando ou como um módulo Node.

Ao integrar dados de resource timing nessas ferramentas, você pode obter uma compreensão mais profunda do desempenho do seu site e identificar áreas para melhoria de forma mais eficaz.

Considerações Éticas e Privacidade do Usuário

Ao coletar e analisar dados de resource timing, é crucial considerar as implicações éticas e a privacidade do usuário. Seja transparente com os usuários sobre os dados que você coleta e como eles são usados. Garanta que você cumpra as regulamentações de privacidade relevantes, como o GDPR e a CCPA.

Evite coletar informações de identificação pessoal (PII) e anonimize ou pseudonimize os dados sempre que possível. Implemente medidas de segurança apropriadas para proteger os dados contra acesso ou divulgação não autorizados. Considere oferecer aos usuários a opção de optar por não participar do monitoramento de desempenho.

Técnicas Avançadas e Tendências Futuras

A Resource Timing API está em constante evolução, e novos recursos e técnicas estão surgindo para aprimorar ainda mais a análise de desempenho do frontend. Aqui estão algumas técnicas avançadas e tendências futuras para ficar de olho:

Server Timing API

A Server Timing API permite que os servidores exponham informações de tempo sobre seu tempo de processamento para uma requisição. Essa informação pode ser combinada com dados de resource timing para fornecer uma imagem mais completa do desempenho de ponta a ponta.

Long Tasks API

A Long Tasks API identifica tarefas que bloqueiam a thread principal por períodos prolongados, causando travamentos na interface do usuário (UI jank) e problemas de responsividade. Essa informação pode ser usada para otimizar o código JavaScript e melhorar a experiência do usuário.

WebAssembly (Wasm)

O WebAssembly é um formato de instrução binária para máquinas virtuais que permite desempenho próximo ao nativo no navegador. Usar Wasm para tarefas críticas de desempenho pode melhorar significativamente os tempos de carregamento e o desempenho geral.

HTTP/3

O HTTP/3 é a versão mais recente do protocolo HTTP, que usa o protocolo de transporte QUIC para fornecer desempenho e confiabilidade aprimorados. O HTTP/3 oferece várias vantagens sobre o HTTP/2, incluindo latência reduzida e gerenciamento de conexão aprimorado.

Conclusão

A Resource Timing API é uma ferramenta poderosa para entender e otimizar o desempenho do frontend. Ao agregar e analisar dados de resource timing, você pode identificar gargalos, melhorar os tempos de carregamento e oferecer uma melhor experiência do usuário. Seja você um desenvolvedor frontend experiente ou apenas começando, dominar a Resource Timing API é essencial para construir aplicações web de alto desempenho. Abrace o poder da otimização orientada por dados e libere todo o potencial do seu site ou aplicação. Lembre-se de priorizar a privacidade do usuário e as considerações éticas ao coletar e analisar dados de desempenho. Mantendo-se informado sobre as últimas tendências e técnicas, você pode garantir que seu site permaneça rápido, responsivo e amigável para o usuário por muitos anos. O aproveitamento dessas técnicas e ferramentas contribuirá para uma web mais performática e globalmente acessível.

Insight Acionável: Comece implementando a agregação básica de resource timing por tipo de recurso e domínio. Isso fornece insights imediatos sobre onde estão seus gargalos de desempenho. Em seguida, integre com uma ferramenta de monitoramento de desempenho como o Google PageSpeed Insights ou o WebPageTest para automatizar a coleta e análise de dados.