Điều hướng API Hiệu suất Frontend: Làm chủ việc thu thập các chỉ số tải trang

Trong bối cảnh kỹ thuật số ngày nay, hiệu suất website là tối quan trọng. Một trang web tải chậm có thể dẫn đến người dùng thất vọng, giỏ hàng bị bỏ rơi và cuối cùng là mất doanh thu. Tối ưu hóa hiệu suất frontend của bạn là rất quan trọng để mang lại trải nghiệm người dùng tích cực, bất kể người dùng của bạn ở đâu trên toàn cầu. API Hiệu suất Frontend cung cấp các công cụ mạnh mẽ để đo lường và phân tích các khía cạnh khác nhau của hiệu suất tải trang. Hướng dẫn toàn diện này sẽ chỉ cho bạn cách tận dụng Navigation Timing API và các giao diện hiệu suất liên quan khác để thu thập và hiểu các chỉ số tải trang chính, cho phép bạn xác định các điểm nghẽn và cải thiện tốc độ cũng như khả năng phản hồi của trang web cho người dùng toàn cầu.

Hiểu tầm quan trọng của các chỉ số tải trang

Các chỉ số tải trang cung cấp những thông tin chi tiết có giá trị về tốc độ tải và khả năng tương tác của trang web đối với người dùng. Các chỉ số này rất quan trọng vì nhiều lý do:

• Trải nghiệm người dùng: Một trang web tải nhanh hơn mang lại trải nghiệm người dùng mượt mà và thú vị hơn, dẫn đến sự tương tác và hài lòng tăng lên. Hãy tưởng tượng một người dùng ở Tokyo đang cố gắng truy cập trang thương mại điện tử của bạn; trải nghiệm tải chậm có thể sẽ khiến họ từ bỏ việc mua hàng.
• Xếp hạng SEO: Các công cụ tìm kiếm như Google coi tốc độ trang là một yếu tố xếp hạng. Tối ưu hóa hiệu suất trang web của bạn có thể cải thiện khả năng hiển thị trên các công cụ tìm kiếm.
• Tỷ lệ chuyển đổi: Các nghiên cứu đã chỉ ra mối tương quan trực tiếp giữa thời gian tải trang và tỷ lệ chuyển đổi. Các trang tải nhanh hơn thường dẫn đến tỷ lệ chuyển đổi cao hơn, đặc biệt là ở các khu vực có tốc độ Internet chậm hơn.
• Tối ưu hóa cho di động: Với việc sử dụng thiết bị di động ngày càng tăng, tối ưu hóa hiệu suất cho di động là điều cần thiết. Thời gian tải trang có thể ảnh hưởng đáng kể đến trải nghiệm người dùng di động, đặc biệt ở những khu vực có băng thông hạn chế. Ví dụ, người dùng ở Ấn Độ sử dụng kết nối 3G sẽ đánh giá cao một trang web tải nhanh hơn so với người dùng có kết nối cáp quang tốc độ cao.
• Phạm vi toàn cầu: Hiệu suất có thể thay đổi đáng kể dựa trên vị trí địa lý, điều kiện mạng và khả năng của thiết bị của người dùng. Giám sát hiệu suất từ các khu vực khác nhau có thể giúp xác định những nơi cần tối ưu hóa.

Giới thiệu về API Hiệu suất Frontend

API Hiệu suất Frontend là một tập hợp các giao diện JavaScript cung cấp quyền truy cập vào dữ liệu liên quan đến hiệu suất cho các trang web. API này cho phép các nhà phát triển đo lường các khía cạnh khác nhau của thời gian tải trang, tải tài nguyên và các đặc điểm hiệu suất khác. Navigation Timing API, một thành phần quan trọng của API Hiệu suất Frontend, cung cấp thông tin thời gian chi tiết về các giai đoạn khác nhau của quá trình tải trang.

Các thành phần chính của API Hiệu suất:

• Navigation Timing API: Cung cấp thông tin thời gian về các giai đoạn khác nhau của quá trình tải trang, chẳng hạn như tra cứu DNS, kết nối TCP, thời gian yêu cầu và phản hồi, và xử lý DOM.
• Resource Timing API: Cung cấp thông tin thời gian cho từng tài nguyên được trang tải, chẳng hạn như hình ảnh, tập lệnh và biểu định kiểu. Điều này vô giá để hiểu tài sản nào đang đóng góp nhiều nhất vào thời gian tải, đặc biệt là khi phục vụ các độ phân giải hình ảnh khác nhau dựa trên thiết bị và khu vực (ví dụ: phục vụ hình ảnh WebP cho các trình duyệt được hỗ trợ để nén tốt hơn).
• User Timing API: Cho phép các nhà phát triển xác định các chỉ số hiệu suất tùy chỉnh và đánh dấu các điểm cụ thể trong mã để đo thời gian thực thi.
• Paint Timing API: Cung cấp các chỉ số liên quan đến việc kết xuất nội dung trên màn hình, chẳng hạn như First Paint (FP) và First Contentful Paint (FCP).
• Largest Contentful Paint (LCP): Báo cáo thời gian kết xuất của hình ảnh hoặc khối văn bản lớn nhất hiển thị trong khung nhìn, tương đối so với thời điểm trang bắt đầu tải lần đầu tiên. Đây là một chỉ số quan trọng trong Core Web Vitals của Google.
• First Input Delay (FID): Đo lường thời gian từ khi người dùng tương tác lần đầu với một trang (ví dụ: khi họ nhấp vào một liên kết, nhấn vào một nút hoặc sử dụng một điều khiển tùy chỉnh do JavaScript cung cấp) đến thời điểm trình duyệt thực sự có thể bắt đầu xử lý các trình xử lý sự kiện để phản hồi tương tác đó.
• Cumulative Layout Shift (CLS): Đo lường tổng số của tất cả các thay đổi bố cục không mong muốn xảy ra trong suốt vòng đời của một trang.

Thu thập các chỉ số tải trang với Navigation Timing API

Navigation Timing API cung cấp một lượng lớn thông tin về quá trình tải trang. Để truy cập dữ liệu này, bạn có thể sử dụng thuộc tính performance.timing trong JavaScript.

Ví dụ: Thu thập dữ liệu Navigation Timing

Đây là một ví dụ về cách thu thập dữ liệu Navigation Timing và ghi nó vào bảng điều khiển:

if (window.performance && window.performance.timing) { const timing = window.performance.timing; console.log('Bắt đầu điều hướng:', timing.navigationStart); console.log('Bắt đầu tìm nạp:', timing.fetchStart); console.log('Bắt đầu tra cứu tên miền:', timing.domainLookupStart); console.log('Kết thúc tra cứu tên miền:', timing.domainLookupEnd); console.log('Bắt đầu kết nối:', timing.connectStart); console.log('Kết thúc kết nối:', timing.connectEnd); console.log('Bắt đầu yêu cầu:', timing.requestStart); console.log('Bắt đầu phản hồi:', timing.responseStart); console.log('Kết thúc phản hồi:', timing.responseEnd); console.log('Đang tải DOM:', timing.domLoading); console.log('DOM tương tác:', timing.domInteractive); console.log('DOM hoàn tất:', timing.domComplete); console.log('Bắt đầu sự kiện tải:', timing.loadEventStart); console.log('Kết thúc sự kiện tải:', timing.loadEventEnd); }

Quan trọng: Đối tượng performance.timing không được dùng nữa và được thay thế bằng giao diện PerformanceNavigationTiming. Nên sử dụng giao diện sau cho các trình duyệt hiện đại.

Sử dụng PerformanceNavigationTiming

if (window.performance && window.performance.getEntriesByType) { const navigationEntries = performance.getEntriesByType('navigation'); if (navigationEntries && navigationEntries.length > 0) { const navigationEntry = navigationEntries[0]; console.log('Loại điều hướng:', navigationEntry.type); // ví dụ: 'navigate', 'reload', 'back_forward' console.log('Bắt đầu điều hướng:', navigationEntry.startTime); console.log('Bắt đầu tìm nạp:', navigationEntry.fetchStart); console.log('Bắt đầu tra cứu tên miền:', navigationEntry.domainLookupStart); console.log('Kết thúc tra cứu tên miền:', navigationEntry.domainLookupEnd); console.log('Bắt đầu kết nối:', navigationEntry.connectStart); console.log('Kết thúc kết nối:', navigationEntry.connectEnd); console.log('Bắt đầu yêu cầu:', navigationEntry.requestStart); console.log('Bắt đầu phản hồi:', navigationEntry.responseStart); console.log('Kết thúc phản hồi:', navigationEntry.responseEnd); console.log('DOM tương tác:', navigationEntry.domInteractive); console.log('DOM hoàn tất:', navigationEntry.domComplete); console.log('Bắt đầu sự kiện tải:', navigationEntry.loadEventStart); console.log('Kết thúc sự kiện tải:', navigationEntry.loadEventEnd); console.log('Thời lượng:', navigationEntry.duration); // Tính toán Time to First Byte (TTFB) const ttfb = navigationEntry.responseStart - navigationEntry.requestStart; console.log('TTFB:', ttfb); // Tính toán Thời gian tải DOM const domLoadTime = navigationEntry.domComplete - navigationEntry.domLoading; console.log('Thời gian tải DOM:', domLoadTime); // Tính toán Thời gian tải trang const pageLoadTime = navigationEntry.loadEventEnd - navigationEntry.startTime; console.log('Thời gian tải trang:', pageLoadTime); } }

Hiểu các chỉ số Navigation Timing

Dưới đây là phân tích một số chỉ số chính được cung cấp bởi Navigation Timing API:

• navigationStart: Thời điểm bắt đầu điều hướng đến tài liệu.
• fetchStart: Thời điểm trình duyệt bắt đầu tìm nạp tài liệu.
• domainLookupStart: Thời điểm trình duyệt bắt đầu tra cứu DNS cho tên miền của tài liệu.
• domainLookupEnd: Thời điểm trình duyệt hoàn tất việc tra cứu DNS cho tên miền của tài liệu.
• connectStart: Thời điểm trình duyệt bắt đầu thiết lập kết nối với máy chủ.
• connectEnd: Thời điểm trình duyệt hoàn tất việc thiết lập kết nối với máy chủ. Hãy xem xét tác động của việc sử dụng CDN ở các khu vực khác nhau; một CDN được cấu hình tốt có thể giảm đáng kể thời gian kết nối cho người dùng trên toàn thế giới.
• requestStart: Thời điểm trình duyệt bắt đầu gửi yêu cầu đến máy chủ.
• responseStart: Thời điểm trình duyệt nhận được byte phản hồi đầu tiên từ máy chủ. Đây là điểm bắt đầu để đo Time to First Byte (TTFB).
• responseEnd: Thời điểm trình duyệt nhận được byte phản hồi cuối cùng từ máy chủ.
• domLoading: Thời điểm trình duyệt bắt đầu phân tích cú pháp tài liệu HTML.
• domInteractive: Thời điểm trình duyệt đã phân tích xong tài liệu HTML và DOM đã sẵn sàng. Người dùng có thể tương tác với trang, mặc dù một số tài nguyên có thể vẫn đang tải.
• domComplete: Thời điểm trình duyệt đã phân tích xong tài liệu HTML và tất cả các tài nguyên (hình ảnh, tập lệnh, v.v.) đã tải xong.
• loadEventStart: Thời điểm sự kiện load bắt đầu.
• loadEventEnd: Thời điểm sự kiện load hoàn tất. Đây thường được coi là thời điểm trang đã được tải đầy đủ.
• duration: Tổng thời gian thực hiện cho việc điều hướng. Có sẵn với PerformanceNavigationTiming.

Phân tích các chỉ số tải trang để tối ưu hóa

Sau khi bạn đã thu thập các chỉ số tải trang, bước tiếp theo là phân tích chúng để xác định các lĩnh vực cần tối ưu hóa. Dưới đây là một số chiến lược chính:

1. Xác định các điểm nghẽn

Bằng cách kiểm tra dữ liệu Navigation Timing, bạn có thể xác định các giai đoạn của quá trình tải trang đang mất nhiều thời gian nhất. Ví dụ, nếu domainLookupEnd - domainLookupStart cao, điều đó cho thấy có vấn đề về phân giải DNS. Nếu responseEnd - responseStart cao, điều đó cho thấy thời gian phản hồi của máy chủ chậm hoặc kích thước nội dung lớn.

Ví dụ: Hãy tưởng tượng một kịch bản trong đó connectEnd - connectStart cao hơn đáng kể đối với người dùng ở Nam Mỹ so với người dùng ở Bắc Mỹ. Điều này có thể cho thấy sự cần thiết của một CDN với các điểm hiện diện (PoP) gần người dùng Nam Mỹ hơn.

2. Tối ưu hóa Thời gian phản hồi của Máy chủ (TTFB)

Time to First Byte (TTFB) là một chỉ số quan trọng đo lường thời gian cần thiết để trình duyệt nhận được byte dữ liệu đầu tiên từ máy chủ. TTFB cao có thể ảnh hưởng đáng kể đến tổng thời gian tải trang.

Các chiến lược để cải thiện TTFB:

• Tối ưu hóa mã phía máy chủ: Cải thiện hiệu quả của mã phía máy chủ để giảm thời gian tạo phản hồi HTML. Sử dụng các công cụ phân tích hiệu suất để xác định các truy vấn chậm hoặc các thuật toán không hiệu quả.
• Sử dụng Mạng phân phối nội dung (CDN): Một CDN có thể lưu trữ nội dung trang web của bạn và phục vụ nó từ các máy chủ gần người dùng hơn, giảm độ trễ và cải thiện TTFB. Hãy xem xét các CDN có mạng lưới toàn cầu mạnh mẽ để phục vụ người dùng ở các khu vực khác nhau.
• Bật bộ nhớ đệm HTTP: Cấu hình máy chủ của bạn để gửi các tiêu đề bộ đệm HTTP phù hợp để cho phép trình duyệt lưu trữ các tài sản tĩnh. Điều này có thể giảm đáng kể số lượng yêu cầu đến máy chủ và cải thiện TTFB cho các lần tải trang tiếp theo. Tận dụng bộ nhớ đệm của trình duyệt một cách hiệu quả.
• Tối ưu hóa các truy vấn cơ sở dữ liệu: Các truy vấn cơ sở dữ liệu chậm có thể ảnh hưởng đáng kể đến TTFB. Tối ưu hóa các truy vấn của bạn bằng cách sử dụng chỉ mục, tránh quét toàn bộ bảng và lưu vào bộ đệm dữ liệu được truy cập thường xuyên.
• Sử dụng một máy chủ web nhanh hơn: Nếu máy chủ web hiện tại của bạn chậm, hãy xem xét chuyển sang một máy chủ nhanh hơn.

3. Tối ưu hóa việc tải tài nguyên

Resource Timing API cung cấp thông tin chi tiết về thời gian tải của từng tài nguyên, chẳng hạn như hình ảnh, tập lệnh và biểu định kiểu. Sử dụng dữ liệu này để xác định các tài nguyên mất nhiều thời gian để tải và tối ưu hóa chúng.

Các chiến lược để tối ưu hóa việc tải tài nguyên:

• Nén hình ảnh: Sử dụng các công cụ tối ưu hóa hình ảnh để nén hình ảnh mà không làm giảm chất lượng. Cân nhắc sử dụng các định dạng hình ảnh hiện đại như WebP, cung cấp khả năng nén tốt hơn JPEG và PNG. Phục vụ các độ phân giải hình ảnh khác nhau dựa trên thiết bị và kích thước màn hình của người dùng bằng cách sử dụng phần tử <picture> hoặc các kỹ thuật hình ảnh đáp ứng.
• Rút gọn CSS và JavaScript: Loại bỏ các ký tự không cần thiết và khoảng trắng khỏi các tệp CSS và JavaScript của bạn để giảm kích thước của chúng.
• Gộp các tệp CSS và JavaScript: Kết hợp nhiều tệp CSS và JavaScript thành ít tệp hơn để giảm số lượng yêu cầu HTTP. Sử dụng các công cụ như Webpack, Parcel hoặc Rollup để gộp tệp.
• Trì hoãn việc tải các tài nguyên không quan trọng: Tải các tài nguyên không quan trọng (ví dụ: hình ảnh bên dưới màn hình đầu tiên) một cách không đồng bộ bằng các kỹ thuật như tải lười (lazy loading).
• Sử dụng CDN cho các tài sản tĩnh: Phục vụ các tài sản tĩnh (hình ảnh, CSS, JavaScript) từ CDN để cải thiện thời gian tải.
• Ưu tiên các tài nguyên quan trọng: Sử dụng <link rel="preload"> để ưu tiên tải các tài nguyên quan trọng, chẳng hạn như CSS và phông chữ, để cải thiện việc kết xuất ban đầu của trang.

4. Tối ưu hóa việc kết xuất (Rendering)

Tối ưu hóa cách trang web của bạn kết xuất để cải thiện trải nghiệm người dùng. Các chỉ số chính bao gồm First Paint (FP), First Contentful Paint (FCP) và Largest Contentful Paint (LCP).

Các chiến lược để tối ưu hóa việc kết xuất:

• Tối ưu hóa việc phân phối CSS: Phân phối CSS theo cách ngăn chặn việc chặn kết xuất. Sử dụng các kỹ thuật như CSS quan trọng (critical CSS) để nội tuyến CSS cần thiết cho khung nhìn ban đầu và tải phần CSS còn lại một cách không đồng bộ.
• Tránh JavaScript chạy lâu: Chia nhỏ các tác vụ JavaScript chạy lâu thành các đoạn nhỏ hơn để tránh chặn luồng chính.
• Sử dụng web workers: Chuyển các tác vụ tính toán chuyên sâu sang web workers để tránh chặn luồng chính.
• Tối ưu hóa việc thực thi JavaScript: Sử dụng mã JavaScript hiệu quả và tránh các thao tác DOM không cần thiết. Các thư viện DOM ảo như React, Vue và Angular có thể giúp tối ưu hóa các cập nhật DOM.
• Giảm thiểu sự thay đổi bố cục: Giảm thiểu các thay đổi bố cục không mong muốn để cải thiện sự ổn định thị giác. Dành không gian cho hình ảnh và quảng cáo để ngăn nội dung nhảy lung tung khi trang tải. Sử dụng chỉ số Cumulative Layout Shift (CLS) để xác định các khu vực đang xảy ra thay đổi bố cục.
• Tối ưu hóa phông chữ: Sử dụng phông chữ web một cách hiệu quả bằng cách tải trước chúng, sử dụng font-display: swap; để tránh văn bản vô hình và sử dụng các tập hợp con phông chữ để giảm kích thước tệp phông chữ. Cân nhắc sử dụng phông chữ hệ thống khi thích hợp.

5. Giám sát hiệu suất liên tục

Hiệu suất trang web không phải là một giải pháp một lần. Điều cần thiết là phải giám sát hiệu suất liên tục để xác định và giải quyết các điểm nghẽn mới khi chúng phát sinh. Sử dụng các công cụ giám sát hiệu suất để theo dõi các chỉ số chính theo thời gian và thiết lập cảnh báo để thông báo cho bạn khi hiệu suất suy giảm. Thường xuyên kiểm tra hiệu suất trang web của bạn bằng các công cụ như Google PageSpeed Insights, WebPageTest và Lighthouse. Cân nhắc triển khai Giám sát Người dùng Thực (RUM) để thu thập dữ liệu hiệu suất từ người dùng thực ở các vị trí khác nhau.

Tận dụng User Timing API cho các chỉ số tùy chỉnh

User Timing API cho phép bạn xác định các chỉ số hiệu suất tùy chỉnh và đo lường thời gian cần thiết để các đoạn mã cụ thể thực thi. Điều này có thể hữu ích để theo dõi hiệu suất của các thành phần tùy chỉnh hoặc các tương tác cụ thể của người dùng.

Ví dụ: Đo lường chỉ số tùy chỉnh

// Bắt đầu đo performance.mark('start-custom-metric'); // Thực hiện một số thao tác // ... mã của bạn ở đây ... // Kết thúc đo performance.mark('end-custom-metric'); // Tính toán thời gian performance.measure('custom-metric', 'start-custom-metric', 'end-custom-metric'); // Lấy kết quả đo const measures = performance.getEntriesByType('measure'); if (measures && measures.length > 0) { const customMetric = measures[0]; console.log('Thời gian chỉ số tùy chỉnh:', customMetric.duration); }

Giám sát người dùng thực (RUM) để có cái nhìn sâu sắc về hiệu suất toàn cầu

Mặc dù kiểm tra tổng hợp (ví dụ: sử dụng Lighthouse) cung cấp những thông tin chi tiết có giá trị, Giám sát Người dùng Thực (RUM) cung cấp một bức tranh chính xác hơn về cách trang web của bạn hoạt động đối với người dùng thực ở các vị trí khác nhau và trong các điều kiện mạng khác nhau. RUM thu thập dữ liệu hiệu suất trực tiếp từ trình duyệt của người dùng và cung cấp thông tin chi tiết về các chỉ số chính như thời gian tải trang, TTFB và tỷ lệ lỗi. Hãy xem xét sử dụng các công cụ RUM cho phép bạn phân đoạn dữ liệu theo địa lý, thiết bị, trình duyệt và loại mạng để xác định các vấn đề hiệu suất cụ thể cho các phân khúc người dùng nhất định.

Những lưu ý khi triển khai RUM toàn cầu:

• Quyền riêng tư dữ liệu: Đảm bảo tuân thủ các quy định về quyền riêng tư dữ liệu như GDPR và CCPA khi thu thập dữ liệu người dùng. Ẩn danh hoặc giả danh hóa dữ liệu nhạy cảm nếu có thể.
• Lấy mẫu: Cân nhắc sử dụng phương pháp lấy mẫu để giảm lượng dữ liệu được thu thập và giảm thiểu tác động đến hiệu suất của người dùng.
• Phân đoạn địa lý: Phân đoạn dữ liệu RUM của bạn theo khu vực địa lý để xác định các vấn đề hiệu suất cụ thể cho các địa điểm nhất định.
• Điều kiện mạng: Theo dõi hiệu suất trên các loại mạng khác nhau (ví dụ: 3G, 4G, Wi-Fi) để hiểu điều kiện mạng ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng như thế nào.

Lựa chọn công cụ phù hợp

Một số công cụ có thể giúp bạn thu thập và phân tích các chỉ số tải trang. Một số tùy chọn phổ biến bao gồm:

• Google PageSpeed Insights: Một công cụ miễn phí phân tích hiệu suất trang web của bạn và cung cấp các đề xuất để cải thiện.
• WebPageTest: Một công cụ miễn phí cho phép bạn kiểm tra hiệu suất trang web của mình từ các địa điểm và trình duyệt khác nhau.
• Lighthouse: Một công cụ mã nguồn mở kiểm tra hiệu suất, khả năng truy cập và SEO của trang web của bạn. Nó được tích hợp vào Chrome DevTools.
• New Relic: Một nền tảng giám sát toàn diện cung cấp thông tin chi tiết theo thời gian thực về hiệu suất trang web của bạn.
• Datadog: Một nền tảng giám sát và phân tích cung cấp khả năng giám sát người dùng thực và kiểm tra tổng hợp.
• Sentry: Một nền tảng theo dõi lỗi và giám sát hiệu suất giúp bạn xác định và khắc phục các vấn đề về hiệu suất.

Kết luận

Tối ưu hóa hiệu suất frontend là một quá trình liên tục đòi hỏi sự giám sát, phân tích và tối ưu hóa không ngừng. Bằng cách tận dụng API Hiệu suất Frontend và các công cụ khác, bạn có thể có được những thông tin chi tiết có giá trị về hiệu suất trang web của mình và xác định các lĩnh vực cần cải thiện. Hãy nhớ xem xét tính chất toàn cầu của đối tượng khán giả của bạn và tối ưu hóa cho người dùng ở các địa điểm khác nhau và với các điều kiện mạng khác nhau. Bằng cách tập trung vào trải nghiệm người dùng và liên tục giám sát hiệu suất, bạn có thể đảm bảo rằng trang web của mình mang lại trải nghiệm nhanh và phản hồi tốt cho tất cả người dùng, bất kể họ ở đâu trên thế giới. Việc thực hiện các chiến lược này sẽ giúp bạn tạo ra một trang web nhanh hơn, hấp dẫn hơn và thành công hơn cho khán giả toàn cầu.