前端性能优化 —— 页面性能指标及工具
摘要:RAIL模型是Google提出的以用户为中心的性能优化框架,将用户体验分为响应(100ms内完成)、动画(10ms/帧)、空闲(最大化空闲时间)和加载(5秒内可交互)四个维度。文章介绍了通过Performance API获取关键性能指标的方法,包括DNS查询、网络请求、DOM解析等耗时计算,并展示了自定义指标采集的代码示例。最后推荐了性能优化工具和学习资源,帮助开发者提升网站性能以获得更好的
背景
性能是网站和应用的支柱,网站性能高,用户体验会更好,同时,网站速度也是搜索引擎排名的一个因素。因此,好的网站性能直接影响我们的收益指标,因此有必要提高网站的性能,从而从技术角度拿到业务收益。
性能优化的指标
RAIL模型是Google给出的一套以用户为中心的性能模型,它提供了一种考虑性能的结构。 该模型将用户体验分解为关键操作(例如,点击、滚动、加载)并帮助您为每个操作定义性能目标。 RAIL分别代表:
- Response:响应
- Animation:动画
- Idle:空闲
- Load:加载 如下图所示:

响应
在 100 毫秒内完成由用户输入发起的转换,让用户感觉交互是即时的。
- 为了确保在 100 毫秒内产生可见响应,需要在 50 毫秒内处理用户输入事件。这适用于大多数输入,例如点击按钮、切换表单控件或启动动画。但是,这不适用于触摸拖动或滚动。
- 尽管听起来可能有些自相矛盾,但是,即时响应用户输入并非总是正确的做法。您可以利用这 100 毫秒的时间窗口来执行其他需要消耗大量资源的工作,但是,注意不能妨碍用户。如果可能,应在后台工作。
- 对于需要 50 毫秒以上才能完成的操作,请随时提供反馈。
50 毫秒还是 100 毫秒?
目标是在 100 毫秒内响应输入,那么,为什么我们的预算只有 50 毫秒?这是因为除输入处理外,通常还有需要执行其他工作,而且这些工作会占用可接受输入响应的部分可用时间。如果应用程序在空闲时间以推荐的 50 毫秒区块执行工作,这就意味着,如果输入在这些工作区块之一中发生,它最多可能会排队 50 毫秒。考虑到这一点,假设只有剩余的 50 毫秒可用于实际输入处理才是安全地做法。下图展示了这种影响,图中显示了在空闲任务期间收到的输入如何排队,从而减少可用的处理时间:

动画
在 10 毫秒内生成一帧
- 在 10 毫秒或更短的时间内生成动画的每一帧。从技术上来讲,每帧的最大预算为 16 毫秒(1000 毫秒/每秒 60 帧≈16 毫秒),但是,浏览器需要大约 6 毫秒来渲染一帧,因此,准则为每帧 10 毫秒。
- 目标为流畅的视觉效果。用户会注意到帧速率的变化。
空闲
最大限度增加空闲时间以提高页面在 50 毫秒内响应用户输入的几率。
加载
- 根据用户的设备和网络能力优化相关的快速加载性能。目前,对于首次加载,在使用速度较慢 3G 连接的中端移动设备上,理想的目标是在 5 秒或更短的时间内实现可交互。
- 对于后续加载,理想的目标是在 2 秒内加载页面。
通过APIs动态获取指标
如何通过api来获取网页的一些实时的指标数据,对我们做优化非常重要。一般情况,我们通过performance对象来获取常规的性能指标数据。

下面我们只介绍我们最常用的值
- navigationStart: 浏览器处理当前网页的启动时间
- fetchStart:浏览器发起HTTP读取文档的毫秒时间戳
- domainLookupStart: 域名查询开始的时间戳
- domainLookupEnd: 域名查询结束的时间戳
- connectStart: HTTP请求开始向服务器发送的时间戳
- connectEnd: 浏览器与服务器链接建立
- requestStart: 浏览器向服务器发出HTTP请求的时间戳
- responseStart: 浏览器从服务器收到第一个字节的时间戳
- responseEnd: 浏览器从服务器收到最后一个字节的时间戳
- domLoading: 浏览器开始解析网页DOM结构的时间
- domInteractive: 网页DOM树创建完成,开始加载内嵌资源时间
- domContentLoadEventStart: 网页domContentLoadd时间发生时的时间错
- domContentLoadedEventEnd: 网页所有需要执行的脚本执行完成的时间, domReady的时间
- loadEventStart: 当前网页load事件回调函数开始执行的时间戳
- loadEventEnd: 当前网页load事件回调函数执行结束的时间戳
| 性能数据名称 | 描述 | 计算方法 |
|---|---|---|
| DNS查询时间耗时 | DNS解析耗时 | domainLookupEnd - domainLookupStart |
| 请求响应耗时 | 网络请求耗时 | responseStart - requestStart |
| DOM解析耗时 | DOM解析耗时 | domInteractive - responseEnd |
| 资源加载耗时 | 资源加载耗时 | loadEventStart - domContentLoadedEventEend |
| DOM_READY耗时 | DOM阶段渲染耗时 | domContentLoadedEventEend - fetchStart |
| 首次渲染耗时 | 首次渲染时间/白屏时间 | responseEnd - fetchStart |
| 首次可交互耗时 | 首次可交互耗时 | domInteractive - fetchStart |
| 首包时间耗时 | 首包时间 | responseStart - domainLookupStart |
| 页面完全加载耗时 | 页面完全加载时间 | loadEventStart - fetchStart |
| TCP链接时间 | TCP链接耗时 | connectEnd - connectStart |
自定义指标采集 我们可以通过自定义一些指标来采集我们想要的数据
const observer = new PerformanceObserver((list) => {
for(const entry of list.getEntries) {
console.log(entry)
}
})
observer.observe({ entryTypes: ['longtask'] })
性能优化的工具
有一些工具可以帮助您自动执行 RAIL 测量。具体使用哪一种取决于您需要什么类型的信息,以及您喜欢什么类型的工作流程。
最后作为一位过来人也是希望大家少走一些弯路,如果你不想再体验一次学习时找不到资料,没人解答问题,坚持几天便放弃的感受的话,在这里我给大家分享一些软件测试的学习资源,希望能给你前进的路上带来帮助。

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