一份關於使用真實使用者指標 (RUM) 和分析進行 JavaScript 性能監控的綜合指南，涵蓋了優化 Web 應用程式性能的關鍵指標、工具和最佳實踐。
JavaScript 性能監控：真實使用者指標 (RUM) 與分析
在今日快節奏的數位環境中，網站和網頁應用程式的性能至關重要。載入時間緩慢和介面反應遲鈍可能導致使用者感到沮喪、放棄瀏覽，最終造成營收損失。JavaScript 作為 Web 的主流語言，在使用者體驗中扮演著關鍵角色。因此，有效監控 JavaScript 性能對於確保流暢且引人入勝的使用者旅程至關重要。
本綜合指南將探討使用真實使用者指標 (RUM) 和分析進行 JavaScript 性能監控的領域。我們將深入研究關鍵指標、必要工具以及可行的最佳實踐，以優化您的網頁應用程式性能。
為何要監控 JavaScript 性能？
監控 JavaScript 性能可提供寶貴的洞見，了解您的應用程式在真實世界條件下的行為。它能讓您：
- 識別性能瓶頸： 精準找出導致速度變慢的程式碼或第三方函式庫的特定區域。
- 改善使用者體驗： 更快的載入時間和更流暢的互動能帶來更滿意、更投入的使用者。Google 的一項研究發現，如果頁面載入時間超過三秒，53% 的行動網站訪問會被放棄。
- 提高轉換率： 更快的網站通常意味著更高的轉換率。例如，亞馬遜估計，網站速度每提升 100 毫秒，營收就可能增加 1%。
- 優化資源使用： 識別並解決低效率的程式碼，從而減少伺服器負載並提升整體系統性能。
- 主動解決問題： 在性能衰退影響大量使用者之前偵測到它們。
- 做出數據驅動的決策： 將優化工作建立在真實使用者數據之上，而非假設。
了解真實使用者指標 (RUM)
真實使用者指標 (Real User Metrics, RUM)，也稱為真實使用者監控 (Real User Monitoring)，是一種被動監控技術，它在真實使用者與您的網站或應用程式互動時擷取性能數據。這些數據提供了使用者體驗的真實視圖，反映了不同網路條件、設備能力和地理位置的影響。
關鍵 RUM 指標
幾個關鍵的 RUM 指標為 JavaScript 性能提供了寶貴的洞見。以下是一些最重要的指標：
- 首次內容繪製 (FCP)： 螢幕上出現第一塊內容（文字或圖片）所需的時間。良好的 FCP 分數通常低於 1.8 秒。
- 最大內容繪製 (LCP)： 螢幕上最大的內容元素（圖片、影片或區塊級文字）變得可見所需的時間。理想情況下，LCP 應低於 2.5 秒。LCP 是 Google 網站核心指標 (Core Web Vitals) 的一個關鍵組成部分。
- 首次輸入延遲 (FID)： 衡量從使用者首次與頁面互動（例如，點擊連結、輕觸按鈕）到瀏覽器能夠回應該互動的時間。良好的 FID 分數應小於 100 毫秒。FID 也是 Google 網站核心指標的一部分。
- 累計版面配置位移 (CLS)： 衡量頁面元素非預期的移動。較低的 CLS 分數（小於 0.1）表示視覺上更穩定和愉悅的使用者體驗。CLS 是另一個網站核心指標。
- 可互動時間 (TTI)： 頁面變得完全互動並能回應使用者輸入所需的時間。目標是 TTI 小於 5 秒。
- 總阻塞時間 (TBT)： 在 FCP 和 TTI 之間，主執行緒被阻塞以致無法回應輸入的總時間。良好的 TBT 分數應小於 300 毫秒。
- 頁面載入時間： 頁面完全載入所需的時間，包括所有資源（圖片、腳本、樣式表）。
- JavaScript 錯誤： 頁面上發生的 JavaScript 錯誤的數量和類型。頻繁的錯誤會嚴重降低性能和使用者體驗。
- 資源載入時間： 載入個別資源（如圖片、腳本和樣式表）所需的時間。識別載入緩慢的資源有助於找到優化機會。
- HTTP 請求延遲： HTTP 請求完成所需的時間，包括 DNS 查詢、TCP 連線和伺服器回應時間。
- 第三方腳本執行時間： 第三方腳本（例如，分析、廣告、社群媒體小工具）執行所需的時間。這些腳本通常會對性能產生重大影響。
JavaScript 性能監控工具
有幾種工具可用於監控 JavaScript 性能，包括商業和開源選項。以下是一些熱門的選擇：
- Google PageSpeed Insights： 一款免費工具，可分析網頁性能並提供改進建議。它同時提供實驗室數據（模擬測試）和現場數據（RUM 數據）。
- Google Lighthouse： 一款開源的自動化工具，用於改善網頁品質。它提供性能、無障礙性、漸進式網頁應用程式 (PWA)、SEO 等方面的稽核。Lighthouse 可從 Chrome 開發者工具、命令列或作為 Node 模組運行。
- Chrome DevTools Performance Panel： Chrome 瀏覽器中的內建工具，可讓您記錄和分析網站或應用程式的性能。它提供有關 CPU 使用率、記憶體分配和網路活動的詳細洞見。
- WebPageTest： 一款免費的網站速度測試工具，可讓您從不同地點和瀏覽器測試網站性能。
- New Relic Browser Monitoring： 一款商業監控工具，提供全面的 RUM 數據，包括頁面載入時間、JavaScript 錯誤和 AJAX 性能。
- Datadog RUM： 一款商業監控工具，提供對使用者體驗和前端性能的即時可見性。
- Sentry： 一個商業錯誤追蹤和性能監控平台。
- Raygun： 一個商業錯誤追蹤和性能監控平台。
- SpeedCurve： 一個商業網站性能監控平台，專注於視覺指標和性能預算。
- Dareboost： 一個商業網站性能監控平台，提供詳細的分析和優化建議。
- Prometheus 和 Grafana（搭配自訂 RUM 工具）： 開源的監控和視覺化工具，可用於收集和視覺化 RUM 數據。這需要較多的技術設置，但提供了更大的靈活性。
- Cloudflare Web Analytics： 一款注重隱私的免費網站分析工具，提供基本的性能指標。
在您的應用程式中實施 RUM
實施 RUM 通常需要在您的網站或應用程式中加入一段 JavaScript 程式碼片段。這段程式碼會收集性能數據並將其發送到監控服務。具體的實施細節將根據您選擇的工具而有所不同。
以下是所涉及步驟的總體概述：
- 選擇 RUM 工具： 選擇一個符合您的需求和預算的工具。考慮功能、定價、易用性以及與現有基礎設施的整合等因素。
- 安裝 RUM 代理程式： 按照工具的說明在您的網站或應用程式上安裝 JavaScript 程式碼片段。這通常涉及將 <script> 標籤添加到 HTML 頁面的 <head> 或 <body> 中。
- 設定 RUM 代理程式： 設定 RUM 代理程式以收集您感興趣的特定指標。您可能還需要設定取樣率和數據過濾器來管理數據量。
- 分析數據： 使用工具的儀表板和報告功能來分析收集到的數據並識別性能瓶頸。
範例：使用 Google Analytics 進行基本性能監控
雖然 Google Analytics 主要是一個網站分析工具，但它也可以用來收集基本的性能數據，例如頁面載入時間。以下是存取這些數據的方法：
- 設定 Google Analytics： 確保您的網站上已安裝 Google Analytics。
- 導覽至 行為 > 網站速度 > 網頁操作時間： 在 Google Analytics 介面中，導覽至「行為」部分，然後是「網站速度」，最後是「網頁操作時間」。
- 分析數據： 此報告提供平均頁面載入時間的數據，以及其他指標，如平均重新導向時間和平均網域查詢時間。
雖然與專用的 RUM 工具相比，Google Analytics 提供的性能監控功能有限，但它可以作為識別潛在性能問題的有用起點。
優化 JavaScript 性能的最佳實踐
一旦您實施了 RUM 並開始收集性能數據，就可以開始優化您的 JavaScript 程式碼和應用程式架構。以下是一些可遵循的最佳實踐：
- 最小化 HTTP 請求： 透過合併 CSS 和 JavaScript 檔案、使用 CSS sprites 以及內嵌小型圖片（使用 data URI）來減少 HTTP 請求的數量。
- 優化圖片： 在不犧牲品質的情況下壓縮圖片。使用適當的圖片格式（例如，照片使用 JPEG，圖形使用 PNG）。考慮使用響應式圖片，根據設備螢幕大小提供不同尺寸的圖片。像 ImageOptim (macOS) 和 TinyPNG 這樣的工具可以幫助進行圖片優化。
- 壓縮 JavaScript 和 CSS： 從您的 JavaScript 和 CSS 檔案中移除不必要的字元（空白、註解）以減小其大小。像 Terser（用於 JavaScript）和 CSSNano（用於 CSS）這樣的工具可以自動化此過程。
- 使用內容傳遞網路 (CDN)： 將您的靜態資產（圖片、腳本、樣式表）分佈到位於世界各地的伺服器網路上。CDN 確保使用者可以從地理位置上靠近他們的伺服器下載內容，從而減少延遲。熱門的 CDN 供應商包括 Cloudflare、Akamai 和 Amazon CloudFront。
- 利用瀏覽器快取： 設定您的 Web 伺服器為靜態資產設置適當的快取標頭。這允許瀏覽器在本地快取這些資產，減少後續頁面訪問時下載它們的需要。
- 延遲載入非關鍵資源： 對於非關鍵資源（例如，首屏下方的圖片、用於較不常用功能的腳本），採用延遲載入或在初始頁面載入後再載入。這可以改善頁面的感知性能。
- 優化 JavaScript 程式碼： 編寫高效的 JavaScript 程式碼，避免不必要的計算和 DOM 操作。使用優化的演算法和數據結構。分析您的程式碼以識別性能瓶頸。
- 避免阻塞主執行緒： 將長時間運行的 JavaScript 任務卸載到 Web Workers，以防止它們阻塞主執行緒並導致 UI 無回應。
- 使用程式碼分割： 將您的 JavaScript 程式碼分解成更小的區塊，並按需載入。這可以減少頁面的初始載入時間。Webpack、Parcel 和 Rollup 是支援程式碼分割的熱門模組打包工具。
- 優化第三方腳本： 評估第三方腳本對您網站性能的影響。移除或替換非必要或導致嚴重速度變慢的腳本。考慮非同步載入第三方腳本或使用腳本管理器來控制其執行。
- 定期監控性能： 使用 RUM 和分析工具持續監控您網站的性能。追蹤關鍵指標並識別趨勢。設定性能預算和警報，以確保您的網站保持高性能。
- 使用性能預算： 性能預算對各種指標（如頁面大小、請求數量和載入時間）設定限制。它有助於確保您的網站隨著時間的推移保持高性能。可以使用 Lighthouse 和 WebPageTest 等工具來追蹤預算執行情況。
- 考慮伺服器端渲染 (SSR) 或靜態網站生成 (SSG)： 對於內容繁重的網站，考慮使用 SSR 或 SSG 來改善初始頁面載入時間。SSR 涉及在伺服器上渲染 HTML 並將其發送到瀏覽器，而 SSG 則在建置時生成 HTML。像 Next.js（用於 React）和 Nuxt.js（用於 Vue.js）這樣的框架使得實施 SSR 和 SSG 變得容易。
- 對計算密集型任務使用 Web Workers： Web Workers 允許您在背景中、在與主執行緒分開的獨立執行緒上運行 JavaScript。這可以防止主執行緒被阻塞，並提高您網站的響應能力。Web Workers 的常見用例包括圖片處理、數據分析和背景同步。
JavaScript 框架與函式庫的考量
JavaScript 框架或函式庫的選擇會顯著影響性能。在選擇框架或函式庫時，請考慮以下因素：
- 套件大小： 框架或函式庫的 JavaScript 套件大小。較小的套件通常會帶來更快的載入時間。
- 渲染性能： 框架或函式庫渲染 UI 元件的效率。尋找使用虛擬 DOM 和優化渲染演算法等技術的框架。
- 記憶體使用量： 框架或函式庫消耗的記憶體量。高記憶體使用量可能導致性能問題，尤其是在行動裝置上。
- 社群支援與生態系統： 一個龐大而活躍的社群可以提供寶貴的資源和支援。豐富的函式庫和工具生態系統可以簡化開發並提高性能。
熱門的 JavaScript 框架和函式庫包括 React、Angular、Vue.js 和 Svelte。每個框架都有其自身的優缺點。選擇最適合您專案需求和性能目標的框架。
行動裝置性能優化
行動裝置的性能尤其重要，因為行動使用者通常網路連接較慢，設備功能也較弱。以下是一些在行動裝置上優化 JavaScript 性能的額外提示：
- 為觸控優化： 確保您的網站針對觸控互動進行了優化。使用大小適當的觸控目標，避免過小或重疊的元素。
- 最小化數據傳輸： 減少透過網路傳輸的數據量。使用數據壓縮、優化圖片並避免不必要的數據請求。
- 使用 Service Workers 提供離線支援： Service Workers 可用於快取資產並提供網站的離線存取。這可以顯著改善在網路連接不穩定的行動裝置上的使用者體驗。
- 在真實行動裝置上測試： 在各種真實的行動裝置上測試您的網站，以識別在模擬器或模擬器中可能不明顯的性能問題。
- 考慮漸進式網頁應用程式 (PWA) 功能： PWA 提供可安裝性、離線支援和推播通知等功能，可以增強行動使用者體驗。
進階性能監控技術
若要進行更進階的性能監控，請考慮以下技術：
- 自訂事件和指標： 追蹤特定於您應用程式的自訂事件和指標。這可以提供更細緻的使用者行為和性能洞見。
- 錯誤追蹤： 整合錯誤追蹤工具以捕獲和分析 JavaScript 錯誤。這可以幫助您識別和修復影響性能的錯誤。Sentry 和 Raygun 是熱門的錯誤追蹤平台。
- AJAX 性能監控： 監控 AJAX 請求的性能。追蹤請求延遲、回應大小和錯誤率等指標。
- User Timing API： 使用 User Timing API 來衡量特定程式碼區塊或使用者互動的性能。這使您能夠精確地找出性能瓶頸。
- 與業務指標的關聯： 將性能數據與業務指標（如轉換率、營收和使用者參與度）相關聯。這可以幫助您了解性能改進對業務的影響。
結論
JavaScript 性能監控是一個持續的過程，需要不斷的關注和努力。透過實施 RUM、分析性能數據並遵循最佳實踐，您可以顯著改善使用者體驗並實現您的業務目標。請記住，要優先考慮與您的應用程式和使用者群最相關的關鍵指標，並持續測試和優化您的程式碼。
在瞬息萬變的網頁開發領域，對 JavaScript 性能保持持續警惕不僅是一種選擇，更是一種必然。一個快速、響應迅速且穩定的網頁應用程式會直接轉化為滿意的使用者、更高的參與度和更強勁的營利。透過採納本指南中概述的策略和工具，您可以主動識別並解決性能瓶頸，為全球使用者確保無縫且愉快的使用者體驗。