关于前端:前端监控之性能与异常

作者：京东批发 李菲菲

1 前言

现有的大部分监控计划都是针对服务端的，而针对前端的监控很少，诸如线上页面的白屏工夫是多少、动态资源的加载状况如何、接口申请耗时良久、什么时候挂掉了、为什么挂掉，这些都不分明。

同时，在产品推广过程中，常常须要统计页面的应用状况及用户行为，从而能够从经营和产品的角度去理解用户群体，进而迭代降级产品，使其更加贴近用户，为业务的扩大提供更多可能性。

因此，咱们须要一个前端的页面监控零碎，继续监控和预警页面性能的情况，并且在发现瓶颈时用于领导优化工作。

2 前端监控指标

前端监控次要蕴含两大块：性能监控及异样监控

1. 保障稳定性（异样监控）
   谬误监控包含 JavaScript 代码谬误，Promsie 谬误，接口（XHR，fetch）谬误，资源加载谬误（script，link 等）等，这些谬误大多会导致页面性能异样甚至白屏。
2. 晋升用户体验（性能监控）
   性能监控包含页面的加载工夫，接口响应工夫等，侧面反馈了用户体验的好坏。

3 性能监控

3.1 简略形容页面加载

简略看一下，从输出 url 到页面加载实现的过程如下：

首先须要通过 DNS（域名解析零碎）将 URL 解析为对应的 IP 地址，而后与这个 IP 地址确定的那台服务器建设起 TCP 网络连接，随后咱们向服务端抛出 HTTP 申请，服务端解决完咱们的申请之后，把指标数据放在 HTTP 响应里返回给客户端，拿到响应数据的浏览器就能够开始走一个渲染的流程。渲染结束，页面便出现给了用户。

咱们能够将这个过程分为如下的过程片段：

1. DNS 解析
2. TCP 连贯
3. HTTP 申请抛出
4. 服务端解决申请，HTTP 响应返回
5. 浏览器拿到响应数据，解析响应内容，把解析的后果展现给用户

3.2 从开发者角度，看页面加载各阶段

从输出 url 到用户能够应用页面的全过程工夫统计，会返回一个 PerformanceTiming 对象，单位均为毫秒。
对于 performace，曾经在《从前端角度浅谈性能》中进行过介绍,，上面再强调一下：

各阶段的性能耗时能够通过 API：window.performance 来获取，对应的具体方法有：performance.timing、performance.getEntriesByType(‘resource’)、performance.navigation 等。
如上，开发者能够通过 performance 中各阶段的工夫戳，别离获取到 页面各阶段的性能指标，具体的个动态资源的加载耗时、及 页面是否重定向和重定向耗时。

按触发顺序排列所有属性：

• navigationStart: 在同一个浏览器上下文中，前一个网页（与以后页面不肯定同域）unload 的工夫戳，如果无前一个网页 unload，则与 fetchStart 值相等
• redirectStart: 第一个 HTTP 重定向产生时的工夫。有跳转且是同域名内的重定向才算，否则值为 0
• unloadEventStart: 前一个网页（与以后页面同域）unload 的工夫戳，如果无前一个网页 unload 或者前一个网页与以后页面不同域，则值为 0
• redirectEnd: 最初一个 HTTP 重定向实现时的工夫。有跳转且是同域名内的重定向才算，否则值为 0
• unloadEventEnd: 和 unloadEventStart 绝对应，返回前一个网页 unload 事件绑定的回调函数执行结束的工夫戳
• fetchStart: 浏览器筹备好应用 HTTP 申请抓取文档的工夫，这产生在查看本地缓存之前
• domainLookupStart:DNS 域名查问开始的工夫，如果应用了本地缓存（即无 DNS 查问）或长久连贯，则与 fetchStart 值相等
• domainLookupEnd:DNS 域名查问实现的工夫，如果应用了本地缓存（即无 DNS 查问）或长久连贯，则与 fetchStart 值相等
• connectStart:HTTP（TCP）开始建设连贯的工夫，如果是长久连贯，则与 fetchStart 值相等, 如果在传输层产生了谬误且从新建设连贯，则这里显示的是新建设的连贯开始的工夫
• secureConnectionStart:HTTPS 连贯开始的工夫，如果不是平安连贯，则值为 0
• connectEnd:HTTP（TCP）实现建设连贯的工夫（实现握手），如果是长久连贯，则与 fetchStart 值相等, 如果在传输层产生了谬误且从新建设连贯，则这里显示的是新建设的连贯实现的工夫
• requestStart:HTTP 申请读取实在文档开始的工夫（实现建设连贯），包含从本地读取缓存, 连贯谬误重连时，这里显示的也是新建设连贯的工夫
• responseStart:HTTP 开始接管响应的工夫（获取到第一个字节），包含从本地读取缓存
• responseEnd:HTTP 响应全副接管实现的工夫（获取到最初一个字节），包含从本地读取缓存
• domLoading: 开始解析渲染 DOM 树的工夫，此时 Document.readyState 变为 loading，并将抛出 readystatechange 相干事件
• domInteractive: 实现解析 DOM 树的工夫，Document.readyState 变为 interactive，并将抛出 readystatechange 相干事件
• domContentLoadedEventStart:DOM 解析实现后，网页内资源加载开始的工夫, 文档产生 DOMContentLoaded 事件的工夫
• domContentLoadedEventEnd:DOM 解析实现后，网页内资源加载实现的工夫（如 JS 脚本加载执行结束），文档的 DOMContentLoaded 事件的完结工夫
• domComplete:DOM 树解析实现，且资源也准备就绪的工夫，Document.readyState 变为 complete，并将抛出 readystatechange 相干事件
• loadEventStart:load 事件发送给文档，也即 load 回调函数开始执行的工夫, 如果没有绑定 load 事件，值为 0
• loadEventEnd:load 事件的回调函数执行结束的工夫, 如果没有绑定 load 事件，值为 0

3.3 各阶段性能的计算（自定义）

1.  `const {timing, navigation} = window.performance`
1.  `const loadPageInfo = {};`
1.  ``
1.  `// 页面加载类型，辨别第一次 load 还是 reload, 0 首次加载、1 重加载 `
1.  `loadPageInfo.loadType = navigation.type;`
1.  ``
1.  `// 页面加载实现的工夫 - 简直代表了用户期待页面白屏的工夫 `
1.  `loadPageInfo.loadPage = timing.loadEventEnd - timing.navigationStart;`
1.  ``
1.  `// 重定向的工夫 `
1.  `loadPageInfo.redirect = timing.redirectEnd - timing.redirectStart;`
1.  ``
1.  `// 卸载页面的工夫 `
1.  `loadPageInfo.unloadEvent = timing.unloadEventEnd - timing.unloadEventStart;`
1.  ``
1.  `// 查问 DNS 本地缓存的工夫 `
1.  `loadPageInfo.appCache = timing.domainLookupStart - timing.fetchStart;`
1.  ``
1.  `//【重要】DNS 查问工夫 `
1.  `// 页面内是不是应用了太多不同的域名，导致域名查问的工夫太长？举荐 DNS 预加载。`
1.  `// 可应用 HTML5 Prefetch 预查问 DNS`
1.  `loadPageInfo.lookupDomain = timing.domainLookupEnd - timing.domainLookupStart;`
1.  ``
1.  `// HTTP（TCP）建设连贯实现握手的工夫 `
1.  `loadPageInfo.connect = timing.connectEnd - timing.connectStart;`
1.  ``
1.  `//【重要】HTTP 申请及获取 文档内容的工夫 `
1.  `loadPageInfo.request = timing.responseEnd - timing.responseStart;`
1.  ``
1.  `//【重要】前一个页面 unload 到 HTTP 获取到 页面第一个字节的工夫 `
1.  `//【起因】这能够了解为用户拿到你的资源占用的工夫，举荐 加异地机房，加 CDN 解决，加宽带，加 CPU 运算速度 `
1.  `// TTFB 即 Time To First Byte`
1.  `loadPageInfo.ttfb = timing.responseStart - timing.navigationStart;`
1.  ``
1.  `// 解析 DOM 树结构的工夫 `
1.  `loadPageInfo.domReady = timing.domComplete - timing.responseEnd;`
1.  ``
1.  `//【重要】执行 onload 回调函数的工夫 `
1.  `//【起因】是否太多不必要的操作都放在 onload 回调函数里执行了，举荐 提早加载、按需加载的策略 `
1.  `loadPageInfo.loadEvent = timing.loadEventEnd - timing.loadE`

4 异样监控

前端须要监控的谬误次要有两类：

1. Javascript 谬误（js 谬误、promise 谬误）
2. 监听 error 谬误（资源加载谬误）

4.1 console.error

1.  `// 重写 console.error，能够捕捉更全面的报错信息 `
1.  `var oldError = console.error;`
1.  ``
1.  ``
1.  `console.error = function(tempErrorMsg){`
1.  `var errorMsg = (arguments[0] && arguments[0].message ) || tempErrorMsg;`
1.  `var lineNumber = 0;`
1.  `var columnNumber = 0;`
1.  `var errorStack = arguments[0] && arguments[0].stack;`
1.  ``
1.  ``
1.  `if(!errorStack){`
1.  `saveJSError('console_error', errorMsg, '', lineNumber, columnNumber,'CustomizeError: ' + errorMsg);`
1.  `}else{`
1.  `saveJSError('console_error', errorMsg, '', lineNumber, columnNumber, errorStack);`
1.  `}`
1.  ``
1.  ``
1.  `return oldError.apply(console, arguments);`

4.2 error 事件

通过对 error 事件的监听，能够捕捉到 js 语法 及 资源加载 的谬误。依据 event.target.src / href 来判断是否为资源加载谬误。

1.  `window.addEventListener('error', function(e){`
1.  `var errorMsg = e.error && e.error.message,`
1.  `errorStack = e.error && e.error.stack,`
1.  `pageUrl = e.filename,`
1.  `lineNumber = e.lineno,`
1.  `columnNumber = e.colno;`
1.  ``
1.  ``
1.  `saveJSError('on_error', errorMsg, pageUrl, lineNumber, columnNumber, errorStack);`
1.  `} );`

4.3 Promise

 `// 捕捉未解决的 Promise 谬误 `
`window.onunhandledrejection = function(e){`
`var errorMsg = '';`
`var errorStack = '';`
`if(typeof e.reason === 'object'){`
`errorMsg = e.reason.message;`
`errorStack = e.reason.stack;`
`}else{`
`errorMsg = e.reason;`
`errorStack = '';`
 `}`
 `saveJSError('on_error', errorMsg, '', 0, 0,'UncaughtInPromiseError: ' + errorStack);`
  `}`

5 总结

以上，通过简略的 js 代码，即可实现对页面性能与异样的监控与数据上报，后续还须要相应具体的平台汇总，及相应的业务所需数据（如 PV、UV 等）的计算，能力真正实现对产品的页面数据出现，用于业务扩大及宣导。

6 后续

上述代码，实现了对页面性能及异样的监控，但其实前端的监控还包含了申请接口的监控与埋点的实现，后续将陆续推出，敬请期待。