2022年再不知道前端监控就OUT了

前端监控现状

近年来，前端监控是越来越火，目前已经有很多成熟的产品供我们选择使用，如下图所示

有这么多监控平台，那为什么还要学习自研前端监控?

• 一方面人家是要钱的。
• 另一方面自己的项目需要定制化的功能。

前端监控的目的

1. 提升用户体验。
2. 更快的发现发现异常、定位异常、解决异常。
3. 了解业务数据，指导产品升级——数据驱动的思想。

前端监控的流程

采集

前端监控的第一个步骤就是数据采集，采集的信息包含环境信息、性能信息、异常信息、业务信息。

环境信息

环境信息是每个监控系统必备的内容，毕竟排查问题的时候需要知道来自哪个页面、浏览器是谁、操作用户是谁……,这样才能快速定位问题，解决问题。一般这些常见的环境信息主要包含：

• url：正在监控的页面，该页面可能会出现性能、异常问题。获取方式为：
• window.location.href.
• ua:访问该页面时该用户的userAgent信息，包含操作系统和浏览器的类型、版本等。获取方式为：
• window.navigator.userAgent
• token：记录当前用户是谁。通过记录该用户是谁。
• 一方面方便将该用户的所有监控信息建立联系，方便数据分析;
• 另一方面通过该标识可以查看该用户的所有操作，方便复现问题。

性能信息

页面的性能直接影响了用户留存率，，Google DoubleClick 研究表明：如果一个移动端页面加载时长超过 3 秒，用户就会放弃而离开。BBC 发现网页加载时长每增加 1 秒，用户就会流失 10%。，Google DoubleClick 研究表明：如果一个移动端页面加载时长超过 3 秒，用户就会放弃而离开。BBC 发现网页加载时长每增加 1 秒，用户就会流失 10%。所以我们的追求就是提高页面的性能，为了提高性能需要监控哪些指标呢?

指标分类

指标有很多，我总结为以下两个方面：网络层面和页面展示层面。

网络层面

从网络层面来看涉及的指标有：重定向耗时、DNS解析耗时、TCP连接耗时、SSL耗时、TTFB网络请求耗时、数据传输耗时、资源加载耗时……,各个指标的解释如下表所示：

页面展示层面

页面展示层面的指标是针对用户体验提出的几个指标，包含FP、FCP、LCP、FMP、DCL、L等，这几个指标其实就是chrome浏览器中performance模块的指标(如图所示)。

各个指标的解释如下表所示。

指标求解

上述这么多指标该怎么获取呢?浏览器给我们留了相应的接口——神奇的window.performance，通过该接口可以获取一些列与性能相关的参数，下面以https://baidu.com 为例来看一下与这些指标相关的参数：

window.performance中的timing属性中的内容不就是为了求解上述指标所需要的值吗?看着上面的属性值再对应下面的performance访问流程图，整个过程是不是一目了然。

有了上面的值我们就一起求解上述的指标：

网络层面

页面展示层面

Google工程师一直在推动以用户为中心的性能指标，所以页面展示层面的变化较大，求解方式稍有不同：

FP和FCP

通过window.performance.getEntriesByType(‘paint’)的方式获取。

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

LCP

function getLCP() {
    // 增加一个性能条目的观察者
    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});
}

异常信息

对于网站来说，异常信息是最致命、最影响用户体验的问题，需要重点监控。对于异常信息可以分为两类：运行时错误、接口错误。下面就分别来唠一唠这两类错误。

运行时错误

当JavaScript运行时有可能会发生错误，可归类为七种：语法错误、类型错误、范围错误、引用错误、eval错误、URL错误、资源加载错误。为了捕获代码错误，需要考虑两类场景：非Promise场景和Promise场景，因为两种场景捕获错误的策略不同。

非Promise场景

非Promise场景可通过监听error事件来捕获错误。对于error事件捕获的错误分为两类：资源错误和代码错误。资源错误指的就是js、css、img等未加载，该错误只能在捕获阶段获取到，且为资源错误时event.target.localName存在值(用此区分资源错误与代码错误);代码错误指的就是语法错误、类型错误等这一类错误，可以获取代码错误的信息、堆栈等，用于排查错误。

export function listenerError() {
    window.addEventListener('error', (event) => {
        if (event.target.localName) {
            console.log('这是资源错误', event);
        }
        else {
            console.log('这是代码错误', event);
        }
    }, true)
}

Promise场景

Promise场景的处理方式有所不同，当Promise被reject且没有reject处理器的时候，会触发unhandlerejection事件，所以通过监听unhandlerejection的事件来捕获错误。

export function listenerPromiseError() {
    window.addEventListener('unhandledrejection', (event) => {
        console.log('这是Promise场景中错误', event);
    })
}

接口错误

对于浏览器来说，所有的接口均是基于XHR和Fetch实现的，为了捕获接口中的错误，可以通过重写该方法，然后通过接口返回的信息来判断当前接口的状况，下面以XHR为例来展示封装过程。

function newXHR() {
    const XMLHttpRequest = window.XMLHttpRequest;
    const oldXHROpen = XMLHttpRequest.prototype.open;
    XMLHttpRequest.prototype.open = (method, url, async) => {
        // 做一些自己的数据上报操作
        return oldXHROpen.apply(this, arguments);
    }
    const oldXHRSend = XMLHttpRequest.prototype.send;
    XMLHttpRequest.prototype.send = (body) => {
        // 做一些自己的数据上报操作
        return oldXHRSend.apply(this, arguments);
    }
}

业务信息

每个产品都会有自己的业务信息，例如用户在线时长、pv、uv、用户分布等，通过获取这些业务信息才能更加清楚的了解目前产品的状况，以便产品经理更好的去规划产品的未来方向。由于每个产品业务信息多种多样，小伙伴本可以按照自己的需求进行撰写代码，此处我就不再赘述。

上报

对于上报的方式无外乎两种：一种是Ajax的方式上报;另一种是通过Image的形式进行上报。目前很多大厂采用的上报方式均是通过一个1*1像素的的gif图片进行上报，既然人家都采用该种策略，那我们就来唠一唠下面两个问题。

为什么采用Image的方式上报?

1. 没有跨域问题。因为数据服务器和后端服务器大概率是不同的域名，若采用Ajax的方式进行处理还要处理跨域问题，否则数据会被浏览器拦截。
2. 不会阻塞页面加载，只需new Image对象即可。

图片类型很多，为什么采用gif这种格式进行上报?

其实归结为一个字——小。对于1*1px的图片，BMP结构的文件需要74字节，PNG结构的文件需要67字节，GIF结构的文件只需要43字节。同样的响应，GIF可以比BMP节约41%的流量，比PNG节约35%的流量，所以选择gif进行上报。

分析

日志上报之后需要进行清洗，获取自己所需要内容，并将分析内容进行存储。根据数据量的大小可分为两种方式：单机和集群。

单机

访问量小、日志少的网站可以采用单机的方式对数据进行分析，例如用node读取日志文件，然后通过日志文件中获取所需要的信息，最终将处理的信息存储到数据库中。

集群

很多产品的访问量很大，日志很多，此时就需要利用Hadoop进行分布式处理，获取最终处理结果，其处理流程图如下所示：

根据自己的日志量级决定自己的分析方式，合适的就是最好的，不用一味追求最优的、最先进的处理方式。

报警

当异常类型超多一定阈值之后需要进行报警通知，让对应的工作人员去处理问题，及时止损。根据报警的级别不同，可以选择不同的报警方式。

1. 邮件——普通报警。
2. 短信——严重报警，已影响部分业务。
3. 电话——特别严重，例如系统已宕机。