前端监控原理，深入浅出，从上手到实战
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· 2020-12-31
前端监控分为性能监控和错误监控。其中监控又分为两个环节：数据采集和数据上报。本文主要讲的就是如何进行数据采集和数据上报。
数据采集
性能数据采集
性能数据采集需要使用 window.performance API。
Performance 接口可以获取到当前页面中与性能相关的信息，它是 High Resolution Time API 的一部分，同时也融合了 Performance Timeline API、Navigation Timing API、 User Timing API 和 Resource Timing API。
从 MDN 的文档可以看出，window.performance.timing 包含了页面加载各个阶段的起始及结束时间。
这些属性需要结合下图一起看，更好理解：
为了方便大家理解 timing 各个属性的意义，我在知乎找到一位网友对于 timing 写的简介，在此转载一下。
timing: {
navigationStart: 1543806782096,
unloadEventStart: 1543806782523,
unloadEventEnd: 1543806782523,
redirectStart: 0,
redirectEnd: 0,
fetchStart: 1543806782096,
domainLookupStart: 1543806782096,
domainLookupEnd: 1543806782096,
connectStart: 1543806782099,
connectEnd: 1543806782227,
secureConnectionStart: 1543806782162,
requestStart: 1543806782241,
responseStart: 1543806782516,
responseEnd: 1543806782537,
domLoading: 1543806782573,
domInteractive: 1543806783203,
domContentLoadedEventStart: 1543806783203,
domContentLoadedEventEnd: 1543806783216,
domComplete: 1543806783796,
loadEventStart: 1543806783796,
loadEventEnd: 1543806783802
}
通过以上数据，我们可以得到几个有用的时间
redirect: timing.redirectEnd - timing.redirectStart,
dom: timing.domComplete - timing.domLoading,
load: timing.loadEventEnd - timing.navigationStart,
unload: timing.unloadEventEnd - timing.unloadEventStart,
request: timing.responseEnd - timing.requestStart,
time: new Date().getTime(),
还有一个比较重要的时间就是白屏时间，它指从输入网址，到页面开始显示内容的时间。
将以下脚本放在 前面就能获取白屏时间。
通过这几个时间，就可以得知页面首屏加载性能如何了。
另外，通过 window.performance.getEntriesByType('resource') 这个方法，我们还可以获取相关资源（js、css、img...）的加载时间，它会返回页面当前所加载的所有资源。
它一般包括以下几个类型：
sciprt link img css fetch other xmlhttprequest
我们只需用到以下几个信息：
name: item.name,
duration: item.duration.toFixed(2),
size: item.transferSize,
protocol: item.nextHopProtocol,
现在，写几行代码来收集这些数据。
const getPerformance = () => {
if (!window.performance) return
const timing = window.performance.timing
const performance = {
redirect: timing.redirectEnd - timing.redirectStart,
whiteScreen: whiteScreen,
dom: timing.domComplete - timing.domLoading,
load: timing.loadEventEnd - timing.navigationStart,
unload: timing.unloadEventEnd - timing.unloadEventStart,
request: timing.responseEnd - timing.requestStart,
time: new Date().getTime(),
}
return performance
}
const getResources = () => {
if (!window.performance) return
const data = window.performance.getEntriesByType('resource')
const resource = {
xmlhttprequest: [],
css: [],
other: [],
script: [],
img: [],
link: [],
fetch: [],
time: new Date().getTime(),
}
data.forEach(item => {
const arry = resource[item.initiatorType]
arry && arry.push({
name: item.name,
duration: item.duration.toFixed(2),
size: item.transferSize,
protocol: item.nextHopProtocol,
})
})
return resource
}
小结
通过对性能及资源信息的解读，我们可以判断出页面加载慢有以下几个原因：
资源过多、过大 网速过慢 DOM 元素过多
除了用户网速过慢，我们没办法之外，其他两个原因都是有办法解决的，性能优化的文章和书籍网上已经有很多了，有兴趣可自行查找资料了解。
PS：其实页面加载慢还有其他原因，例如没有使用按需加载、没有使用 CDN 等等。不过这里我们强调的仅通过对性能和资源信息的解读来获取原因。
错误数据采集
目前所能捕捉的错误有三种:
资源加载错误，通过 addEventListener('error', callback, true)在捕获阶段捕捉资源加载失败错误。js 执行错误，通过 window.onerror捕捉 js 错误。promise 错误，通过 addEventListener('unhandledrejection', callback)捕捉 promise 错误，但是没有发生错误的行数，列数等信息，只能手动抛出相关错误信息。
我们可以建一个错误数组变量 errors 在错误发生时，将错误的相关信息添加到数组，然后在某个阶段统一上报，具体如何操作请看下面的代码：
addEventListener('error', e => {
const target = e.target
if (target != window) {
monitor.errors.push({
type: target.localName,
url: target.src || target.href,
msg: (target.src || target.href) + ' is load error',
time: new Date().getTime(),
})
}
}, true)
window.onerror = function(msg, url, row, col, error) {
monitor.errors.push({
type: 'javascript',
row: row,
col: col,
msg: error && error.stack? error.stack : msg,
url: url,
time: new Date().getTime(),
})
}
addEventListener('unhandledrejection', e => {
monitor.errors.push({
type: 'promise',
msg: (e.reason && e.reason.msg) || e.reason || '',
time: new Date().getTime(),
})
})
小结
通过错误收集，可以了解到网站发生错误的类型及数量，从而做出相应的调整，以减少错误发生。完整代码和 DEMO 会在文章末尾放出，大家可以复制代码（HTML 文件）在本地测试一下。
数据上报
性能数据上报
性能数据可以在页面加载完之后上报，尽量不要对页面性能造成影响。
window.onload = () => {
if (window.requestIdleCallback) {
window.requestIdleCallback(() => {
monitor.performance = getPerformance()
monitor.resources = getResources()
})
} else {
setTimeout(() => {
monitor.performance = getPerformance()
monitor.resources = getResources()
}, 0)
}
}
当然，你也可以设一个定时器，循环上报。不过每次上报最好做一下对比去重再上报，避免同样的数据重复上报。
错误数据上报
我在 DEMO 里提供的代码，是用一个 errors 数组收集所有的错误，再在某一阶段统一上报（延时上报）。
其实，也可以改成在错误发生时上报（即时上报）。这样可以避免 “收集完错误，但延时上报还没触发，用户却已经关掉网页导致错误数据丢失” 的问题。
window.onerror = function(msg, url, row, col, error) {
const data = {
type: 'javascript',
row: row,
col: col,
msg: error && error.stack? error.stack : msg,
url: url,
time: new Date().getTime(),
}
axios.post({ url: 'xxx', data, })
}
扩展
SPA
window.performance API 是有缺点的，在 SPA 切换路由时，window.performance.timing 的数据不会更新。所以我们需要另想办法来统计切换路由到加载完成的时间。拿 Vue 举例，一个可行的办法就是切换路由时，在路由的全局前置守卫 beforeEach 里获取开始时间，在组件的 mounted 钩子里执行 vm.$nextTick 函数来获取组件的渲染完毕时间。
router.beforeEach((to, from, next) => {
store.commit('setPageLoadedStartTime', new Date())
})
mounted() {
this.$nextTick(() => {
this.$store.commit('setPageLoadedTime', new Date() - this.$store.state.pageLoadedStartTime)
})
}
除了性能和错误监控，其实我们还可以收集更多的信息。
用户信息收集
navigator
使用 window.navigator 可以收集到用户的设备信息，操作系统，浏览器信息...
UV（Unique visitor）
是指通过互联网浏览这个网页的访客，00:00-24:00 内相同的设备访问只被计算一次。一天内同个访客多次访问仅计算一个 UV。
在用户访问网站时，可以生成一个随机字符串 + 时间日期，保存在本地。在网页发生请求时（如果超过当天 24 小时，则重新生成），把这些参数传到后端，后端利用这些信息生成 UV 统计报告。
PV（Page View）
即页面浏览量或点击量，用户每 1 次对网站中的每个网页访问均被记录 1 个 PV。用户对同一页面的多次访问，访问量累计，用以衡量网站用户访问的网页数量。
页面停留时间
传统网站
用户在进入 A 页面时，通过后台请求把用户进入页面的时间捎上。过了 10 分钟，用户进入 B 页面，这时后台可以通过接口捎带的参数可以判断出用户在 A 页面停留了 10 分钟。
SPA
可以利用 router 来获取用户停留时间，拿 Vue 举例，通过 router.beforeEach、destroyed 这两个钩子函数来获取用户停留该路由组件的时间。
浏览深度
通过 document.documentElement.scrollTop 属性以及屏幕高度，可以判断用户是否浏览完网站内容。
页面跳转来源
通过 document.referrer 属性，可以知道用户是从哪个网站跳转而来。
小结
通过分析用户数据，我们可以了解到用户的浏览习惯、爱好等等信息，想想真是恐怖，毫无隐私可言。
DEMO
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