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前端性能优化指标 RAIL

RAIL 是一个以用户为中心的性能模型,它把用户的体验拆分成几个关键点(例如,tap,scroll,load),并且帮你定义好了每一个的性能指标。

有以下四个方面:

  • Response
  • Animation
  • Idle
  • Load

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聚焦用户

以下是用户对性能延迟的感知:

延迟时间 用户感知
0-16ms 很流畅
0-100ms 基本流畅
100-1000ms 感觉到网站上有一些加载任务
1000ms or more 失去耐心了
10000ms or more 直接离开,不会再访问了

Response: 事件处理最好在 50ms 内完成

目标

用户的输入到响应的时间不超过 100ms,给用户的感受是瞬间就完成了。

优化方案

  • 事件处理函数在 50ms 内完成,考虑到 idle task 的情况,事件会排队,等待时间大概在 50ms。适用于 click,toggle,starting animations 等,不适用于 drag 和 scroll。
  • 复杂的 js 计算尽可能放在后台,如 web worker,避免对用户输入造成阻塞
  • 超过 50ms 的响应,一定要提供反馈,比如倒计时,进度百分比等。

idle task:除了要处理输入事件,浏览器还有其它任务要做,这些任务会占用部分时间,一般情况会花费 50ms 的时间,输入事件的响应则排在其后。

下图是 idle task 对 input response 的影响:

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Animation: 在 10ms 内产生一帧

目标

  • 产生每一帧的时间不要超过 10ms,为了保证浏览器 60 帧,每一帧的时间在 16ms 左右,但浏览器需要用 6ms 来渲染每一帧。
  • 旨在视觉上的平滑。用户对帧率变化感知很敏感。

优化方案

  • 在一些高压点上,比如动画,不要去挑战 cpu,尽可能地少做事,如:取 offset,设置 style 等操作。尽可能地保证 60 帧的体验。
  • 在渲染性能上,针对不同的动画做一些特定优化

动画不只是 UI 的视觉效果,以下行为都属于

  • 视觉动画,如渐隐渐显,tweens,loading 等
  • 滚动,包含弹性滚动,松开手指后,滚动会持续一段距离
  • 拖拽,缩放,经常伴随着用户行为

Idle: 最大化空闲时间

目标

最大化空闲时间,以增大 50ms 内响应用户输入的几率

优化方案

  • 用空闲时间来完成一些延后的工作,如先加载页面可见的部分,然后利用空闲时间加载剩余部分,此处可以使用 requestIdleCallback API
  • 在空闲时间内执行的任务尽量控制在 50ms 以内,如果更长的话,会影响 input handle 的 pending 时间
  • 如果用户在空闲时间任务进行时进行交互,必须以此为最高优先级,并暂停空闲时间的任务

Load: 传输内容到页面可交互的时间不超过 5 秒

如果页面加载比较慢,用户的焦点可能会离开。加载很快的页面,用户平均停留时间会变长,跳出率会更低,也就有更高的广告查看率

目标

  • 优化加载速度,可以根据设备、网络等条件。目前,比较好的一个方式是,让你的页面在一个中配的 3G 网络手机上打开时间不超过 5 秒
  • 对于第二次打开,尽量不超过 2 秒

优化方案

  • 在手机设备上测试加载性能,选用中配的 3G 网络(400kb/s,400ms RTT),可以使用 WebPageTest 来测试
  • 要注意的是,即使用户的网络是 4G,但因为丢包或者网络波动,可能会比预期的更慢禁用渲染阻塞的资源
  • 禁用渲染阻塞的资源,延后加载
  • 可以采用 lazy load,code-splitting 等其他优化手段,让第一次加载的资源更少

总结

为了提升用户在网站的交互体验而不断探索。你需要去理解用户如何感知你的站点,这样才能设置最佳的性能目标

  • 聚焦用户
  • 100ms 内响应用户的输入
  • 10ms 内产生 1 帧,在滚动或者动画执行时
  • 最大化主线程的空闲时间
  • 5s 内让网页变得可交互

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