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JS `Performance Timeline` API 深度：自定义事件与 Web Vitals 关联分析

各位观众老爷，大家好！我是你们的老朋友，Bug终结者。今天咱们来聊聊一个既能装逼又能解决实际问题的玩意儿——JS Performance Timeline API，以及如何用它把你的自定义事件和Web Vitals紧密联系在一起，让你的网站性能分析更上一层楼。

开场白：性能优化，路漫漫其修远兮

话说前端性能优化，那绝对是一条没有尽头的路。用户体验就像皇帝的心情，你永远不知道他下一秒会因为什么而不爽。加载慢了？不行！交互卡顿了？滚蛋！所以，我们需要各种工具来监控、分析、优化我们的代码。

Chrome DevTools 固然强大，但有些场景下，我们需要更细粒度的控制，更个性化的数据。这时，Performance Timeline API 就闪亮登场了。

Performance Timeline API：窥探浏览器内部的眼睛

Performance Timeline API 提供了一种访问浏览器性能数据的方法。它可以让你获取各种性能事件，比如：

  • 页面加载时间
  • 资源加载时间
  • First Contentful Paint (FCP)
  • Largest Contentful Paint (LCP)
  • Cumulative Layout Shift (CLS)
  • First Input Delay (FID)
  • 自定义事件

这些数据就像浏览器内部的监控录像，你可以随时调取，分析性能瓶颈。

基础用法：先睹为快

Performance Timeline API 主要通过 performance 对象来访问。

  • performance.getEntries(): 获取所有性能条目。
  • performance.getEntriesByType(type): 获取指定类型的性能条目。
  • performance.getEntriesByName(name, type): 获取指定名称和类型的性能条目。
  • performance.clearMarks(markName): 清除指定名称的 Mark 条目。
  • performance.clearMeasures(measureName): 清除指定名称的 Measure 条目。
  • performance.mark(markName): 创建一个 Mark 条目，用于标记时间点。
  • performance.measure(measureName, startMark, endMark): 创建一个 Measure 条目，计算两个 Mark 之间的时间差。
  • PerformanceObserver: 监听新的性能条目。

是不是感觉有点抽象？没关系，直接上代码！

// 获取所有性能条目
const entries = performance.getEntries();
console.log(entries);

// 获取所有 "resource" 类型的性能条目（例如，图片、CSS、JS 文件）
const resourceEntries = performance.getEntriesByType("resource");
console.log(resourceEntries);

// 获取指定名称的 "resource" 类型的性能条目
const specificResource = performance.getEntriesByName("my-image.jpg", "resource");
console.log(specificResource);

这些代码会输出各种性能数据，你可以通过 DevTools 的 Console 窗口查看。不过，这些数据还比较原始，我们需要更高级的技巧来分析。

自定义事件：给你的代码打上标签

Performance Timeline API 最酷的地方在于，你可以创建自定义事件，给你的代码打上标签。想象一下，你正在做一个复杂的动画，你想知道动画的每一帧耗时多久。这时，自定义事件就派上用场了。

// 动画开始前打个标记
performance.mark("animation-start");

// 模拟动画过程
setTimeout(() => {
  // 动画结束后打个标记
  performance.mark("animation-end");

  // 计算动画耗时
  performance.measure("animation-duration", "animation-start", "animation-end");

  // 获取动画耗时数据
  const duration = performance.getEntriesByName("animation-duration", "measure")[0].duration;
  console.log("动画耗时:", duration, "ms");
}, 1000);

这段代码首先使用 performance.mark() 在动画开始和结束时分别打上标记。然后，使用 performance.measure() 计算这两个标记之间的时间差，也就是动画的耗时。最后，使用 performance.getEntriesByName() 获取耗时数据，并输出到控制台。

PerformanceObserver：实时监控性能

如果你不想手动获取性能数据，可以使用 PerformanceObserver 来实时监控。PerformanceObserver 可以监听新的性能条目，并在有新的条目时执行回调函数。

const observer = new PerformanceObserver((list) => {
  list.getEntries().forEach((entry) => {
    console.log("新的性能条目:", entry);
  });
});

// 监听 "mark" 和 "measure" 类型的性能条目
observer.observe({ entryTypes: ["mark", "measure"] });

// 模拟创建 Mark 和 Measure
performance.mark("test-mark");
performance.measure("test-measure", "test-mark");

这段代码创建了一个 PerformanceObserver，它会监听 "mark" 和 "measure" 类型的性能条目。当有新的 Mark 或 Measure 条目被创建时，PerformanceObserver 的回调函数会被执行，并输出到控制台。

Web Vitals：性能的黄金标准

Web Vitals 是 Google 推出的一套衡量网页用户体验的指标，包括：

  • LCP (Largest Contentful Paint): 最大内容渲染时间，衡量页面加载速度。
  • FID (First Input Delay): 首次输入延迟，衡量页面交互响应速度。
  • CLS (Cumulative Layout Shift): 累计布局偏移，衡量页面视觉稳定性。

这些指标直接影响用户的满意度和搜索引擎排名。所以，我们需要密切关注这些指标，并尽力优化。

自定义事件与 Web Vitals 关联分析：让数据说话

现在，我们终于来到了今天的重头戏——如何将自定义事件和 Web Vitals 关联分析。

举个例子，假设你的网站有一个复杂的 JavaScript 组件，它的加载和渲染可能会影响 LCP。你可以使用自定义事件来标记组件的加载和渲染时间，并将这些数据与 LCP 数据进行关联分析。

// 组件开始加载前打个标记
performance.mark("component-load-start");

// 模拟组件加载过程
setTimeout(() => {
  // 组件加载完成后打个标记
  performance.mark("component-load-end");

  // 计算组件加载耗时
  performance.measure("component-load-duration", "component-load-start", "component-load-end");

  // 组件开始渲染前打个标记
  performance.mark("component-render-start");

  // 模拟组件渲染过程
  setTimeout(() => {
    // 组件渲染完成后打个标记
    performance.mark("component-render-end");

    // 计算组件渲染耗时
    performance.measure("component-render-duration", "component-render-start", "component-render-end");

    // 获取 LCP 数据
    const lcpEntry = performance.getEntriesByType("largest-contentful-paint")[0];
    const lcpTime = lcpEntry ? lcpEntry.startTime : 0;

    // 获取组件加载和渲染耗时数据
    const loadDuration = performance.getEntriesByName("component-load-duration", "measure")[0].duration;
    const renderDuration = performance.getEntriesByName("component-render-duration", "measure")[0].duration;

    console.log("LCP:", lcpTime, "ms");
    console.log("组件加载耗时:", loadDuration, "ms");
    console.log("组件渲染耗时:", renderDuration, "ms");

    // 分析组件加载和渲染对 LCP 的影响
    if (lcpTime > 0) {
      const loadPercentage = (loadDuration / lcpTime) * 100;
      const renderPercentage = (renderDuration / lcpTime) * 100;

      console.log("组件加载耗时占 LCP 的比例:", loadPercentage, "%");
      console.log("组件渲染耗时占 LCP 的比例:", renderPercentage, "%");
    }
  }, 500);
}, 1000);

这段代码首先使用 performance.mark() 和 performance.measure() 标记组件的加载和渲染时间。然后，获取 LCP 数据，并将组件的加载和渲染耗时与 LCP 进行比较，计算组件的加载和渲染耗时占 LCP 的比例。

通过分析这些数据，你可以了解组件的加载和渲染对 LCP 的影响，从而找出性能瓶颈，并进行优化。

进阶技巧：更上一层楼

  • 数据可视化: 将性能数据可视化，可以更直观地了解性能状况。可以使用 Chart.js、ECharts 等图表库。
  • 性能监控平台: 将性能数据发送到性能监控平台，可以进行长期监控和分析。可以使用 Sentry、New Relic、Datadog 等平台。
  • A/B 测试: 使用 Performance Timeline API 进行 A/B 测试，比较不同优化方案的效果。
  • 利用User Timing API： User Timing API 允许你创建自定义的性能指标，更灵活地监控你的代码。

实战案例：优化列表渲染

假设你有一个列表，需要渲染大量数据。如果渲染速度慢，会导致页面卡顿，影响用户体验。你可以使用 Performance Timeline API 来分析列表渲染的性能瓶颈。

const listData = Array.from({ length: 1000 }, (_, i) => `Item ${i}`);

function renderList() {
  performance.mark("list-render-start");

  const listContainer = document.getElementById("list-container");
  listData.forEach((item) => {
    const listItem = document.createElement("li");
    listItem.textContent = item;
    listContainer.appendChild(listItem);
  });

  performance.mark("list-render-end");
  performance.measure("list-render-duration", "list-render-start", "list-render-end");

  const duration = performance.getEntriesByName("list-render-duration", "measure")[0].duration;
  console.log("列表渲染耗时:", duration, "ms");
}

// 初次渲染
renderList();

// 优化后的渲染
function optimizedRenderList() {
  performance.mark("optimized-list-render-start");

  const listContainer = document.getElementById("list-container");
  const fragment = document.createDocumentFragment(); // 使用文档片段

  listData.forEach((item) => {
    const listItem = document.createElement("li");
    listItem.textContent = item;
    fragment.appendChild(listItem); // 将元素添加到文档片段
  });

  listContainer.appendChild(fragment); // 将文档片段一次性添加到 DOM

  performance.mark("optimized-list-render-end");
  performance.measure("optimized-list-render-duration", "optimized-list-render-start", "optimized-list-render-end");

  const duration = performance.getEntriesByName("optimized-list-render-duration", "measure")[0].duration;
  console.log("优化后的列表渲染耗时:", duration, "ms");
}

// 优化后的渲染
setTimeout(optimizedRenderList, 2000); // 延迟2秒执行，方便对比

在这个例子中，我们首先使用 renderList() 函数渲染列表。然后，使用 optimizedRenderList() 函数进行优化，使用文档片段 document.createDocumentFragment() 来减少 DOM 操作。

通过比较两种渲染方式的耗时，你可以看到优化后的渲染速度明显提升。

表格总结：Performance Timeline API 常用方法

方法名 描述
performance.getEntries() 获取所有性能条目。
performance.getEntriesByType(type) 获取指定类型的性能条目。例如 "resource", "mark", "measure", "navigation", "paint", "largest-contentful-paint"等
performance.getEntriesByName(name, type) 获取指定名称和类型的性能条目。
performance.clearMarks(markName) 清除指定名称的 Mark 条目。
performance.clearMeasures(measureName) 清除指定名称的 Measure 条目。
performance.mark(markName) 创建一个 Mark 条目，用于标记时间点。
performance.measure(measureName, startMark, endMark) 创建一个 Measure 条目，计算两个 Mark 之间的时间差。
PerformanceObserver 监听新的性能条目。

温馨提示：避免过度使用

虽然 Performance Timeline API 非常强大，但也要避免过度使用。过多的自定义事件会增加代码的复杂性，并可能影响性能。只在需要的地方使用，并定期清理不再需要的事件。

结尾：性能优化，永无止境

Performance Timeline API 是一个强大的工具，可以帮助你深入了解你的代码的性能状况。通过将自定义事件与 Web Vitals 关联分析，你可以更准确地找出性能瓶颈，并进行优化。但是，性能优化是一个持续的过程，需要不断学习和实践。

希望今天的讲座对你有所帮助。祝大家写出高性能、高质量的代码！ 感谢各位观众老爷的捧场！下次再见！

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