前端监控和页面卡顿

Posted 2022-04-28 恪愚

上一篇文章结尾提到了一个对图片(图片！不是图像！)至关重要的点：采样、量化和编解码。
图像的显示需要GPU和CPU两者配合，CPU主要负责视图的创建，布局的计算和视图的绘制，然后进行图片的解码，将生成的位图交给GPU，GPU进行渲染，并将渲染的结果交到帧缓冲区，待下一个VSync 信号到来的时候视频控制器从帧缓冲区取出数据，经过转换，显示到屏幕上。
如果在规定的16.7ms内，CPU和GPU的合作未完成，没有生成新的渲染数据到帧缓冲区中，那么就会出现卡顿或者掉帧的情况。

一般我们常说的“精灵图”Sprite 其实不止优化了“网络请求”，也利用了这一点，“尽量避免短时间内大量图片的显示，尽可能将多张图片合成一张进行显示”。

除了上面提到的“图片加载”导致的页面卡顿。引起页面卡顿的场景还有很多。大致有两类：

1. 渲染引起的卡顿
2. 内存引起的运行卡顿

为了用户体验考虑，我们需要对这些现象进行上报，以便更快、有针对性的进行优化和修复。
其中第一种情况又有：“资源引起的页面掉帧”、“页面 FPS 持续低于预期”、“交互行为引起的渲染问题”。
卡顿严格来说还分为“正常卡顿”和“真实卡顿”（这里“真实”的意思是达到需要上报条件的）。而我们需要上报的就是“真实卡顿”。比如：

• 在页面 FPS 连续 n 秒内低于一个值时；
• 当用户进行交互行为后，渲染新的一帧的时间超过 16ms + 100ms时；
• web worker心跳检测（针对页面崩溃！）

想想看，我们可以把“页面崩溃异常”也归为“页面卡顿”。这样的话就可以统一在某些行为不及预期时上报它们。

以上这些已经属于“错误上报”的范畴了。而我认为，一定要区分开错误上报和数据埋点(也叫埋点上报)，这两者有本质区别和各自界定分明的作用场景。

页面崩溃这种行为通常是两种场景导致的：

1. 过长时间占用JS线程（我们可以把它叫做“主线程”），比如无限循环，触发了浏览器的保护策略；
2. 内存不足

这么看来页面崩溃就是一个“过火了”的“页面卡顿”。

在这两种场景中，毫无疑问主线程被阻塞，因此对崩溃的监控只能在独立于 JS 主线程的 Worker 线程中进行，我们可以采用 Web Worker 心跳检测的方式来对主线程进行不断的探测，如果主线程崩溃，就不会有任何响应，就直接进行崩溃异常的上报。
比如我们可以这么设置：
对JS 主线程：固定时间间隔向 Web Worker 发送心跳
对Web Worker线程:

• 每隔固定时间检查是否收到心跳（这个间隔和主线程发送心跳的间隔一致）；
• 超过一定时间（间隔时间+n秒）未收到心跳，则认为页面崩溃。
• 检测到崩溃后，通过 http 请求进行异常上报。

上面的流程是以主线程优先。当然，你也可以换一种思路：

// 主线程
var worker = new Worker('worker.js');

// 父给子传一个初始时候的标志位
worker.postMessage(-1);
worker.onmessage = function(e) 
	//收到worker线程传来的消息
    console.log('Message received from worker', e.data);
    worker.postMessage(e.data);

// 子线程
let date_begin = null;
let dTip = 0;
let newTip = 0;
let new_led = 0;
setInterval(()=> 
    if(!newTip && date_begin || !new_led) 
        // 被认为是崩溃
     else 
        new_led = 0;
        postMessage(++dTip);
    
,2000)
onmessage = function(e) 
    let d = Date.now();
    if(e.data < 0) 
        newTip = 1; //修改标志位确认符
        date_begin = d; //初始化时间
        return
    
    if(d - date_begin > 4000) 
        // 被认为是崩溃
     else 
        date_begin = d;
        new_led = 1;
    

也可以用socket，不过没啥必要，又不是高频强交互行为。而且这里都直接用公司内部封装好的错误上报API了吧。不过像是服务端状态改变实时通知可以试试在 webworker 中使用socket，不过，为什么不试试http/2的 SSE 呢？

除了页面卡顿。前端监控还应涉及视觉、交互、请求、资源、环境、稳定性、网络等方方面面，才能为用户体验打造一个良好的基础。