引言

性能，是一个问题。

每个项目成长到一定的规模，都几乎必然要遇到性能问题，当遇到性能问题时，我们是：

一脸懵逼，就知道很卡、很慢，不知道为什么

还是

能够快速洞察性能瓶颈，找到行之有效的优化方案

取决于我们对性能的理解深浅，以及是否有一套好的工具和方法。

接下来给大家分享我自己在定位业务性能问题时常用的三步法，为了方便记忆，我把它总结为一句话：

在瀑布下用火焰烤饼

话不多说，喝口水直接开撸！

Performance面板简介

介绍三步法之前，先来简单了解下Chrome开发者工具的Performance性能面板，以及性能分析报告的基本组成。

生成性能分析报告

以DevUI团队的掘金个人主页为例，使用Chrome浏览器访问：https://juejin.cn/user/712139267650141

然后按F12打开Chrome的开发者工具，选择Performance性能面板。

这时我们会看到一个简单的指引：

指引里面有两个按钮，上面的按钮是手动录制，下面的是自动录制，我们点击傻瓜式的自动录制，自动录制会自动刷新页面，在页面加载完成之后，生成该页面的性能分析报告，无需人工干预，非常方便。

等个几秒钟报告就生成好了，一眼看去，花花绿绿的，不知道从何看起？

性能报告的组成

我们对生成的性能分析报告做一个简单的面板分类，看起来就很清晰了。

工具栏

性能报告的顶部是一个工具栏（或者叫控制面板），里面有一堆按钮，我这边用得比较多的是前面三个，其中前两个在指引里已经介绍过了，第三个是用来清除报告的。

还有两个隐藏的功能也很有用，一个是模拟慢网速的，另一个是模拟慢CPU的，对移动端应用做性能优化可能会用到。

概览面板

工具栏下面是一个概览面板，显示了整个页面加载过程中的FPS（Frames Per Second，每秒传输帧数），用来评估页面的流畅度，有大片红色说明页面可能存在卡顿。

FPS下面是CPU处理各个任务花费的时间，再往下是网络请求的耗时，概览面板最下面是每一帧的截图。

线程面板

概览面板往下是线程面板，默认展开的是网络请求瀑布图，其他线程的详情都是收起的。

每个线程面板对性能分析都有价值，而我最常用的是瀑布图和火焰图，后面会重点分析这两个图，如何利用这两张图来分析网站的性能瓶颈。

内存面板

再往下是内存面板，内存面板需要在控制面板中手动打开，它是一个分类的内存占用折线图。

每条折线是一种任务随时间推移的内存占用：

• JS堆栈
• 文档
• HTML节点
• 事件监听
• GPU内存

详情面板

最下面是详情面板，首先看到的是一个饼图，这个饼图显示了各种类型任务的占比，这个非常有用，能否一眼看出什么类型的任务是性能瓶颈。

是资源加载还是脚本执行？是页面渲染还是图像绘制？又或者是空闲时间太长？

第一步：看饼图

刚才介绍Performance面板的组成时，提到了3个非常有用的性能分析利器，分别是详情饼图、请求瀑布图和主线程火焰图。

我把这三张图总结成一句话：

在瀑布下用火焰烤饼

这句话也是我自己在做性能分析和优化时，屡试不爽的小技巧。

详情面板中的饼图用于展示各种类型任务的耗时占比。

主要有以下几种任务：

• 蓝色是资源加载
• 黄色是脚本执行
• 紫色是页面渲染
• 绿色是图形绘制
• 白色是空闲时间

还是举刚才的例子。

从饼图可以看出占比最多的是脚本执行和空闲。

脚本执行时间长，我们大概可以猜测里面可能存在长任务（Long task）;

而空闲占比多可能是等待服务器的响应时间太长。

饼图可以快速形成基本的判断，而具体原因则需要分析瀑布图和火焰图。

第二步：看瀑布图

我们来看下请求瀑布图，瀑布图和火焰图都是线程面板的一部分，瀑布图的横轴是时间轴，瀑布图上有很多五颜六色的色块，这些色块就是请求块，每种颜色代表一类资源：

• 蓝色是HTML文件
• 紫色是CSS文件
• 黄色是JavaScript文件
• 绿色是图片
• 灰色是后台接口

我们主要关注那些长色块，长色块意味着耗时长，可能是性能瓶颈。

还是看下掘金个人主页的瀑布图。

总结瀑布图的特点

我们先观察这张图有什么特点，图形观察能力，相信大家小学就已经培养起来了，大致我们可以总结出以下比较明显的特点：

• 特点一：大瀑布被分成三个小瀑布
• 特点二：最左边的小瀑布大部分都是黄色色块，中间的小瀑布大部分是灰色色块，最右边的小瀑布大部分是绿色色块
• 特点三：前两个瀑布之间有一段间距，中间什么色块都没有
• 特点四：后两个瀑布被一个灰色色块的“尾巴”连在了一起
• 特点五：顶部有一个超长的灰色色块

类似的特点我们还可以总结出很多来，但是这些特点说明了什么呢？能否帮助我们定位性能瓶颈呢？

回答这些问题需要我们对瀑布图以及浏览器原理有很多的认识，我们一步步来分析吧。

分析瀑布图的含义

我们按从左到右，从上到下的顺序进行分析，最左边有两个色块，一个灰色色块，一个蓝色色块，我们分别点击这两个色块，在详情面板看下它们的详情信息。

先看灰色色块

我们有注意到这个请求的启动器（Initiator）是一个Chrome插件：chrome://new-tab-page/omnibox.mojom-lite.js

因此我们不关注，接着看蓝色色块

前面我们已经介绍了，蓝色色块代表HTML文件，我们从详情的Mime Type为text/html也可以验证这一点。

我们滚动鼠标滚轮，把这个瀑布图放大，看这个蓝色请求块的细节

请求块的组成

通过查看细节图，我们有了新的发现：

每个请求块都由四部分组成：

1. 左侧线：代表请求发送之前的时间（Before Request Sent）
2. 浅色块：代表请求已经发送（Request Sent），直到服务器返回第一个字节给浏览器（TTFB, Time to First Byte）
3. 深色块：服务器返回的内容全部下载到浏览器（Content Download）
4. 右侧线：等待主线程处理（Waiting for main thread）

这个HTML文件是整个网页渲染的起点，成功请求并下载这个文件，才会有接下来的故事。

这个请求块的浅色块部分占比比较大，根据前面的介绍，浅色部分代表的是服务器的响应速度，浏览器已经早早地发出了请求，服务器却迟迟才给回应（第一个字节到达浏览器）。

中间可能是网络慢，也可能是服务器处理速度慢，需要具体排查，毕竟这个HTML文件不算大，才111KBb，却花了179ms。

对比另外一个文件layouts.default.js，体积比它大124KB，请求耗时却比它小一半多，才74ms。（后来发现这个数据不稳定，这个HTML文件应该不至于构成性能瓶颈）

另外所有后续的请求都依赖于这个HTML，没有它其他请求都不会发生，它是一个阻塞请求，性能必须要有保障。

发现可能的性能瓶颈

我们继续看右边的请求块，顶部那个超长的灰色块依然是Chrome插件的请求，我们不管，看下面那一堆黄色的请求块，这些都是JavaScript文件。

HTML文件下载完了之后，就会开始一行一行解析其中的HTML标签，遇到设置了谁、src属性的<script>标签，就会去下载src指定的JavaScript脚本文件。

从瀑布图可以看出，一共并行下载了8个JavaScript文件，它们的域名都是一样的：sf1-scmcdn2-tos.pstatp.com

不是说Chrome浏览器对同一个域名，并行的请求数最大是6个吗？

不仅仅是JavaScript文件，下面还有3个同域名的图片资源，也是在并行请求的，也就是说几乎同时发起了11个请求。

这说明

掘金的静态资源服务器升级到了HTTP/2

HTTP/2的多路复用可以实现一个TCP连接同时传输多个资源。

我们到Network面板里去看下这些JavaScript的请求详情，果然和我们猜测的一致，这一点必须给掘金点个赞👍

发一个某86网站和掘金的对比图，大家感受一下

某86网站：

掘金：

虽然前者更像一个瀑布，但是我喜欢后者丝滑般的体验。

我们再来仔细看这8个请求，相信细致的你一定发现了一个现象：

1. 它们的共同点除了刚才提到的域名一样外，这些请求块的左右线都很短
2. 有三个特别长的请求块，分别是1/5/8，需要格外关注

请求块的左右线都非常短是一个好现象，说明没有什么等待时间，所有时间都用在了传输数据上。

我们分别点击1/5/8请求块看它们的详情

请求块	详情
1	大小：4KB 耗时：635ms
5	大小：90KB 耗时：635ms
8	大小：3.9MB 耗时：633ms

这非常奇怪，1/5的资源大小和8的不在一个量级上，耗时却比8还多。

为了确定这是偶然的，还是必然的，我又录制了两次这个掘金个人主页的性能报告

这次和预期的基本一致，8耗时比其他都长，这个JavaScript文件3.9MB，太大了，很可能是性能瓶颈。

其他

让我们继续往下分析，黄色JavaScript色块下面一共有三种颜色的色块：

• 紫色：CSS样式文件
• 绿色：图片文件
• 灰色：字体文件（大小为189KB）

这几个文件体积都不大，并且通过多次生成性能报告，发现这几个请求耗时都不如第8个JavaScript文件长，所以初步判断这些请求不构成性能瓶颈。

接着看中间那个瀑布，通过多次生成性能报告，发现中间瀑布并没有什么特别耗时的请求，不过不管生成多少次报告，有一点是确定的，就是

这三个瀑布之间总是有些空白

这些空白到底说明了什么呢？

看完火焰图，相信你就会豁然开朗。

第三步：看火焰图

在看正式的火焰图之前，先来看一个瀑布图和火焰图放在一起的效果

看完这张瀑布和火焰的对比图，你一定看出了一个现象

瀑布图有空白的地方，火焰图就有颜色；
瀑布图有颜色的地方，火焰图就是空白。

But Why?

要回答这个问题需要了解浏览器主线程执行任务的原理，以及火焰图是做什么的，别着急，让我们一步步来分析。

火焰图是什么

火焰图也是线程面板的一部分，它代表的是浏览器主线程的任务流：

随着页面的加载，时间的推移，主线程依次做了什么事儿

火焰图的横轴是时间，纵轴是一个个的宏任务。

每个宏任务下面若干个微任务，每个微任务下面有可能有很多子任务，依次类推。

由于有些任务的嵌套层级深，有些嵌套层级浅，所以呈现倒立的火焰状。

每种类型的任务颜色都不一样（无需记忆，有个大致的印象即可）：

• 解析HTML Parse HTML：蓝色
• 解析样式 Parse Stylesheet：蓝色
• 评估脚本 Evaluate Script：黄色
• 重新计算样式 Recalculate Style：深紫色
• 绘制 Paint：深绿色
• 执行微任务 Microtasks：黄色
• Ajax请求 XHR Load：黄色
• 函数调用 Function Call：黄色
• 触发定时器 Timer Fired：黄色

还是先大概看下掘金个人主页的火焰图

总结火焰图的特点

然后用我们小学就学会的看图找规律的技能，找到这个图有什么特点，大致扫一眼，我们就能总结出至少以下几个特点：

• 特点一：总的来看两边是空白，中间有三个大火焰
• 特点二：两边的两个大火焰正好对应瀑布图的两个空白（这就解释了为什么瀑布图的三个小瀑布之间有空白）
• 特点三：有些宏任务特别长，并且背景色是红色的阴影线（而不是灰色）、右上角有一个红色的小三角形

多花点时间，可能我们还能有更多的发现，不过这几个是最显而易见的。

为了回答这些问题，我们需要近距离观察下火焰图。

分析火焰图的含义

既然火焰图代表主线程每个时间点都在干嘛，那么空白自然就意味着主线程没在干活，那么，它在干嘛呢？

它在等待

等待什么呢？

等待服务器返回一些必要的资源和数据

所以

火焰图的空白处都是浏览器在等待服务器返回数据

寻找长任务

在所有主线程执行的任务中，我们尤其需要关注的是那些耗时特别长的长任务（Long task），这些长任务的特点前面已经说了：

背景色是红色的阴影线
右上角有一个红色的小三角形

三个长任务1s钟就找到了

分析长任务

接下来是分析长任务，找到耗时长的具体模块/组件/方法。

我们把最右边最大的那个火焰放大，看看里面到底有些什么秘密。

放大之后，我们很快就发现这个耗时591ms的长任务，有90%的时间都花费在了一个叫init的方法上，这个方法一共执行了6次，其中3/4/6耗时尤其长

第n个init方法	详情
3	耗时：197ms
4	耗时：93ms
6	耗时：111ms

这个init方法到底是做什么的呢？

可能是挂在Vue组件的，会不会是有些组件特别大，里面的逻辑太复杂，这里需要掘金的前端给出答案。

再看下左边那个第二大的火焰，同样滚动鼠标滚轮把它放大

我们发现其中有一个forEach循环特别耗时，这个循环好像在计算什么东西，一共花了150ms。

这个依然需要看下具体的源码才能找到问题的根因。

通过火焰图发现性能瓶颈的案例

最后给大家分享下我自己之前在XBoard看板项目中，通过火焰图发现一个依赖库的性能问题。

也是遵循一样的思路：

1. 找到长任务
2. 将长任务的火焰图放大
3. 一层层往下找，直到找到一个耗时长的有名字的方法（现网大部分代码被压缩混淆了，看不出名字，开发环境会更方便定位到存在性能问题的方法）
4. 在火焰图中点击这个方法，看详情面板中Function后的链接，点击这个链接，直接跳转到相应文件中的指定方法中
5. 在源码中搜索这个方法名字，找到它
6. 寻找解决方案

当时XBoard看板页有一堆长任务，我找了其中的TOP3

然后将第一个长任务放大，很快就有了收获，我发现其中有一个叫drawQrCode的方法耗时比较长，一共花了192ms。

接着通过查看详情，发现这是一个依赖库的方法，该依赖库定义了一个drawQrCode用来绘制二维码，而这个二维码其实不在看板页面上，而是需要通过鼠标hover到某个按钮上才加载出来。

所以当时解决的方案就是延迟drawQrCode方法的执行，即：

首页加载时，不执行drawQrCode方法，当鼠标移到相应按钮上时，才执行。

瀑布图和火焰图的关系

瀑布图和火焰图是相互补充、相互验证的关系。

瀑布图代表浏览器发起向服务器的请求，然后浏览器根据服务器返回的数据，通过脚本执行相应的逻辑和页面的渲染。

当瀑布图有请求块时，说明浏览器在向服务器请求数据，如果浏览器必须依赖这些数据来做下一步的页面渲染，那么在服务器返回数据之前，很可能浏览器就没事干，然后火焰图上出现空白，饼图也会出现空闲（Idle）。

当浏览器拿到服务器返回的数据时，主线程正在处理这些数据，并渲染页面，因此很可能就没法向服务器发请求，这时瀑布图就会出现空白。

所以

1. 发现瀑布图出现空白，很可能存在长任务，需要找到具体的耗时方法，并进行优化
   
2. 发现火焰图出现空白，很可能是某些后台接口慢或者存在超大静态资源，需要定位到慢的原因，并想办法优化

小结

本文先给大家简单介绍了如何生成网站的性能分析报告，以及这份报告的大致组成；

接着跟大家分享我自己在定位业务性能问题时，经常使用的三步法：在瀑布下用火焰烤饼；

从饼图中我们可以对网站的性能有一个大致的认识，从瀑布图快速地发现慢接口和大资源，而从火焰图中，我们可以细致地洞察到具体哪个模块/哪个组件/哪个方法可能成为性能瓶颈。

最后给大家推荐两份资料：

1. Google官方的性能评估指南：
   https://developers.google.com/web/tools/chrome-devtools/evaluate-performance
2. 掘金免费小册《你不知道的Chrome调试技巧》：https://juejin.cn/book/6844733783166418958

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文/DevUI Kagol

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