前端監控現狀

近年來，前端監控是越來越火，目前已經有很多成熟的產品供我們選擇使用，如下圖所示

有這么多監控平臺，那為什么還要學習自研前端監控?

• 一方面人家是要錢的。
• 另一方面自己的項目需要定制化的功能。

前端監控的目的

1. 提升用戶體驗。
2. 更快的發現發現異常、定位異常、解決異常。
3. 了解業務數據，指導產品升級——數據驅動的思想。

前端監控的流程

采集

前端監控的第一個步驟就是數據采集，采集的信息包含環境信息、性能信息、異常信息、業務信息。

環境信息

環境信息是每個監控系統必備的內容，畢竟排查問題的時候需要知道來自哪個頁面、瀏覽器是誰、操作用戶是誰……,這樣才能快速定位問題，解決問題。一般這些常見的環境信息主要包含：

• url：正在監控的頁面，該頁面可能會出現性能、異常問題。獲取方式為：
• window.location.href.
• ua:訪問該頁面時該用戶的userAgent信息，包含操作系統和瀏覽器的類型、版本等。獲取方式為：
• window.navigator.userAgent
• token：記錄當前用戶是誰。通過記錄該用戶是誰。
• 一方面方便將該用戶的所有監控信息建立聯系，方便數據分析;
• 另一方面通過該標識可以查看該用戶的所有操作，方便復現問題。

性能信息

頁面的性能直接影響了用戶留存率，，Google DoubleClick 研究表明：如果一個移動端頁面加載時長超過 3 秒，用戶就會放棄而離開。BBC 發現網頁加載時長每增加 1 秒，用戶就會流失 10%。，Google DoubleClick 研究表明：如果一個移動端頁面加載時長超過 3 秒，用戶就會放棄而離開。BBC 發現網頁加載時長每增加 1 秒，用戶就會流失 10%。所以我們的追求就是提高頁面的性能，為了提高性能需要監控哪些指標呢?

指標分類

指標有很多，我總結為以下兩個方面：網絡層面和頁面展示層面。

網絡層面

從網絡層面來看涉及的指標有：重定向耗時、DNS解析耗時、TCP連接耗時、SSL耗時、TTFB網絡請求耗時、數據傳輸耗時、資源加載耗時……,各個指標的解釋如下表所示：

頁面展示層面

頁面展示層面的指標是針對用戶體驗提出的幾個指標，包含FP、FCP、LCP、FMP、DCL、L等，這幾個指標其實就是chrome瀏覽器中performance模塊的指標(如圖所示)。

各個指標的解釋如下表所示。

指標求解

上述這么多指標該怎么獲取呢?瀏覽器給我們留了相應的接口——神奇的window.performance，通過該接口可以獲取一些列與性能相關的參數，下面以https://baidu.com 為例來看一下與這些指標相關的參數：

window.performance中的timing屬性中的內容不就是為了求解上述指標所需要的值嗎?看著上面的屬性值再對應下面的performance訪問流程圖，整個過程是不是一目了然。

有了上面的值我們就一起求解上述的指標：

網絡層面

頁面展示層面

Google工程師一直在推動以用戶為中心的性能指標，所以頁面展示層面的變化較大，求解方式稍有不同：

FP和FCP

通過window.performance.getEntriesByType(‘paint’)的方式獲取。

const paint = window.performance.getEntriesByType('paint');
const FP = paint[0].startTime,
const FCP = paint[1].startTime,

LCP

function getLCP() {
    // 增加一個性能條目的觀察者
    new PerformanceObserver((entryList, observer) => {
        let entries = entryList.getEntries();
        const lastEntry = entries[entries.length - 1];
        observer.disconnect();
        console.log('LCP', lastEntry.renderTime || lastEntry.loadTime);
    }).observe({entryTypes: ['largest-contentful-paint']});
}

FMP

function getFMP() {
    let FMP;
    new PerformanceObserver((entryList, observer) => {
        let entries = entryList.getEntries();
        observer.disconnect();
        console.log('FMP', entries);
    }).observe({entryTypes: ['element']});
}

DCL

domContentLoadEventEnd – fetchStart

L

loadEventStart – fetchStart

TTI

domInteractive – fetchStart

FID

function getFID() {
    new PerformanceObserver((entryList, observer) => {
        let firstInput = entryList.getEntries()[0];
        if (firstInput) {
            const FID = firstInput.processingStart - firstInput.startTime;
            console.log('FID', FID);
        }
        observer.disconnect();
    }).observe({type: 'first-input', buffered: true});
}

異常信息

對于網站來說，異常信息是最致命、最影響用戶體驗的問題，需要重點監控。對于異常信息可以分為兩類：運行時錯誤、接口錯誤。下面就分別來嘮一嘮這兩類錯誤。

運行時錯誤

當JavaScript運行時有可能會發生錯誤，可歸類為七種：語法錯誤、類型錯誤、范圍錯誤、引用錯誤、eval錯誤、URL錯誤、資源加載錯誤。為了捕獲代碼錯誤，需要考慮兩類場景：非Promise場景和Promise場景，因為兩種場景捕獲錯誤的策略不同。

非Promise場景

非Promise場景可通過監聽error事件來捕獲錯誤。對于error事件捕獲的錯誤分為兩類：資源錯誤和代碼錯誤。資源錯誤指的就是js、css、img等未加載，該錯誤只能在捕獲階段獲取到，且為資源錯誤時event.target.localName存在值(用此區分資源錯誤與代碼錯誤);代碼錯誤指的就是語法錯誤、類型錯誤等這一類錯誤，可以獲取代碼錯誤的信息、堆棧等，用于排查錯誤。

export function listenerError() {
    window.addEventListener('error', (event) => {
        if (event.target.localName) {
            console.log('這是資源錯誤', event);
        }
        else {
            console.log('這是代碼錯誤', event);
        }
    }, true)
}

Promise場景

Promise場景的處理方式有所不同，當Promise被reject且沒有reject處理器的時候，會觸發unhandlerejection事件，所以通過監聽unhandlerejection的事件來捕獲錯誤。

export function listenerPromiseError() {
    window.addEventListener('unhandledrejection', (event) => {
        console.log('這是Promise場景中錯誤', event);
    })
}

接口錯誤

對于瀏覽器來說，所有的接口均是基于XHR和Fetch實現的，為了捕獲接口中的錯誤，可以通過重寫該方法，然后通過接口返回的信息來判斷當前接口的狀況，下面以XHR為例來展示封裝過程。

function newXHR() {
    const XMLHttpRequest = window.XMLHttpRequest;
    const oldXHROpen = XMLHttpRequest.prototype.open;
    XMLHttpRequest.prototype.open = (method, url, async) => {
        // 做一些自己的數據上報操作
        return oldXHROpen.apply(this, arguments);
    }
    const oldXHRSend = XMLHttpRequest.prototype.send;
    XMLHttpRequest.prototype.send = (body) => {
        // 做一些自己的數據上報操作
        return oldXHRSend.apply(this, arguments);
    }
}

業務信息

每個產品都會有自己的業務信息，例如用戶在線時長、pv、uv、用戶分布等，通過獲取這些業務信息才能更加清楚的了解目前產品的狀況，以便產品經理更好的去規劃產品的未來方向。由于每個產品業務信息多種多樣，小伙伴本可以按照自己的需求進行撰寫代碼，此處我就不再贅述。

上報

對于上報的方式無外乎兩種：一種是Ajax的方式上報;另一種是通過Image的形式進行上報。目前很多大廠采用的上報方式均是通過一個1*1像素的的gif圖片進行上報，既然人家都采用該種策略，那我們就來嘮一嘮下面兩個問題。

為什么采用Image的方式上報?

1. 沒有跨域問題。因為數據服務器和后端服務器大概率是不同的域名，若采用Ajax的方式進行處理還要處理跨域問題，否則數據會被瀏覽器攔截。
2. 不會阻塞頁面加載，只需new Image對象即可。

圖片類型很多，為什么采用gif這種格式進行上報?

其實歸結為一個字——小。對于1*1px的圖片，BMP結構的文件需要74字節，PNG結構的文件需要67字節，GIF結構的文件只需要43字節。同樣的響應，GIF可以比BMP節約41%的流量，比PNG節約35%的流量，所以選擇gif進行上報。

分析

日志上報之后需要進行清洗，獲取自己所需要內容，并將分析內容進行存儲。根據數據量的大小可分為兩種方式：單機和集群。

單機

訪問量小、日志少的網站可以采用單機的方式對數據進行分析，例如用node讀取日志文件，然后通過日志文件中獲取所需要的信息，最終將處理的信息存儲到數據庫中。

集群

很多產品的訪問量很大，日志很多，此時就需要利用Hadoop進行分布式處理，獲取最終處理結果，其處理流程圖如下所示：

根據自己的日志量級決定自己的分析方式，合適的就是最好的，不用一味追求最優的、最先進的處理方式。

報警

當異常類型超多一定閾值之后需要進行報警通知，讓對應的工作人員去處理問題，及時止損。根據報警的級別不同，可以選擇不同的報警方式。

1. 郵件——普通報警。
2. 短信——嚴重報警，已影響部分業務。
3. 電話——特別嚴重，例如系統已宕機。