「前端那些事儿」⑤ 定位性能指标FMP
什么是FMP？
可能你们对「白屏时间」这个名词并不陌生，他是「刀耕火种」年代，咱们收集的页面性能指标之一，随着前端工程的复杂化，白屏时间已经没有什么实质性的意义了，取而代之的就是 FMP。前端
先来介绍几个与之相关的名词。node
- FP（First Paint）：首次绘制，标记浏览器渲染任何在视觉上不一样于导航前屏幕内容的时间点
- FCP（First Contentful Paint）：首次内容绘制，标记的是浏览器渲染第一针内容 DOM 的时间点，该内容多是文本、图像、SVG 或者
<canvas>等元素 - FMP（First Meaning Paint）：首次有效绘制，标记主角元素渲染完成的时间点，主角元素能够是视频网站的视频控件，内容网站的页面框架也能够是资源网站的头图等。
相对于 FP 和 FCP，FMP 是咱们前端最常关注的重要性能指标，Google 定义它为「是否有用？」的时间点。然而，「是否有用？」是很难以通用方式界定的，所以，至今依然没有标准的 API 输出。git
社区中常有这么几种方式进行「相对准确」的计算 FMP，所谓相对准确，是相对于实际项目而言。github
- 主动上报：开发者在相应页面的「Meaning」位置上报时间
- 权重计算：根据页面元素，计算权重最高的元素渲染时间
- 趋势计算：在 render 期间，根据 dom 的变化趋势推算 FMP 值
本文将着重介绍第二种方式。算法
权重定位
所谓权重，即，将页面的元素以约定的「权重比」遍历出「权重值」最大的某一个或一组 DOM，而后以其「装载时间点」或「加载结束点」做为 FMP 的映射。canvas
权重计算
节点标记
想要对 DOM 节点进行阶段性标记，就得有监听 DOM 变化的能力，庆幸的是，HTML5 赋予了咱们这个能力。数组
MutationObserver，Mutation Events功能的替代品，是DOM3 Events规范的一部分。他能够在指定的 DOM 发生变化时执行回调。浏览器
MutationObserver 有三个方法框架
-
disconnect()dom阻止 MutationObserver 实例继续接收的通知，直到再次调用其observe()方法，该观察者对象包含的回调函数都不会再被调用。
-
observe()配置MutationObserver在DOM更改匹配给定选项时，经过其回调函数开始接收通知。
-
takeRecords()从MutationObserver的通知队列中删除全部待处理的通知，并将它们返回到MutationRecord对象的新Array中。
global.mo = new MutationObserver(() => {
/* callback: DOM 节点设置阶段性标记 */
});
/** * mutationObserver.observe(target[, options]) * target - 须要观察变化的 DOM Node。 * options - MutationObserverInit 对象，配置须要观察的变化项。 * 更多 options 的介绍请参考 https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/MutationObserverInit#%E5%B1%9E%E6%80%A7 **/
global.mo.observe(document, {
childList: true, // 监听子节点变化（若是subtree为true，则包含子孙节点）
subtree: true // 整个子树的全部节点
});
复制代码
下图粗滤的解析了正常单页面的渲染过程
- 预备阶段：导航阶段，处在链接相应的过程
- 阶段一：首字节渲染阶段，也是FCP，DOM 树的第一次有效变化
- 阶段二：基本框架渲染完成
- 阶段三：获取到数据，渲染到视图上
- 阶段四：图片加载完成，加载过程不被标记
实际上在第1、第三阶段之间还存在着大量的 DOM 变化，Mutation Observer 事件的触发并非同步的，而是异步触发的，也就是说，等到当前「阶段」全部 DOM 操做都结束才触发。
Mutation Observer 有如下特色
- 它等待全部脚本任务完成后，才会运行（即异步触发方式）。
- 它把 DOM 变更记录封装成一个数组进行处理，而不是一条条个别处理 DOM 变更。
- 它既能够观察 DOM 的全部类型变更，也能够指定只观察某一类变更。
在 load 事件触发后，各个阶段的 tag 已经被打到标签上了
此处以『_ti』昨晚标记 key。
在打标记的同时，须要记录下当前的时间节点，备用
// 伪代码
function callback() {
global.timeStack[++_ti] = performance.now(); // 记时间
doTag(_ti); // 打标记
}
复制代码
标记打完后就等 load 的那一刻进行计算反推了。
计算权重值
通常来讲
- 视图占比越大的元素越有多是主角元素
- 视频比图片更多是主角元素
svg和canvas也很重要- 其余元素均可以按普通 dom 计算了
- 背景图片视状况而定，可记可不记
第一步：简单粗暴，按大小计算
// 伪代码
function weightCompute(node){
let {
width,
height,
left,
top
} = node.getBoundingClientRect();
// 排除视图外的元素
if(isOutside(width, height, left, top)){
return 0;
}
let wts = TAG_WEIGHT_MAP[node.tagName]; // 约定好的权重比
let weight = width * height * wts; // 直接乘，或者更细粒度的计算 wts(width, height, wts)
return {
weight,
wts,
tagName: node.tagName,
ti: node.getAttribute("_ti"),
node
};
}
复制代码
第二步：根据权重值推导主角元素
在咱们的约定权重算法下，权重最大的元素即为咱们推到的主角元素。
// 伪代码
function getCoreNode(node){
let list = nodeTraversal(node); // 递归计算每一个标记节点的权重值
return getNodeWithMaxWeight(list); // weight 最大的元素
}
复制代码
第三步：根据元素类型取时间
不一样的元素获取时间的方式并不相同
- 普通元素：按标记点时间计算
- 图片和视频：按资源相应结束时间计算
- 带背景元素：能够以背景资源相应结束时间计算，也能够按普通元素计算
// 伪代码
function getFMP(){
let coreObj = getCoreNode(document.body),
fmp = -1;
let {
tagName,
ti,
node
} = coreObj;
switch(tagName){
case 'IMG':
case 'VIDEO':
let source = node.src;
let { responseEnd } = performance.getEntries().find(item => item.name === source);
fmp = responseEnd || -1;
break;
default:
if(node.style.backgroundImage){
// 普通元素的背景处理
}else{
fmp = global.timeStack[+ti];
}
}
return fmp;
}
复制代码
回归验证
以咱们的 demo 页为例，相似的电商网站，咱们但愿拿到「阶段二」或「阶段三」的时间点做为咱们的 FMP 值。
由于咱们并不但愿「主角元素」的背景或者「图片主角元素」的相应时间算在 FMP 的值内，因此，咱们将「图片」「视频」等资源元素降级成普通元素计算。
在 Chrome [ Disable cache / Fast 3G ] 条件下咱们进行模拟验证。
计算获得的 FMP 值为 4730.7ms，Chrome Performance 监控的值在 4950ms 左右，偏差在 200ms 左右。
若是将限速放开，FMP 的取值将更接近咱们但愿的「First Meaning Paint」。
转载请标明出处
做者： 木羽 zwwill
首发地址：zwwill/blog#32