了解如何衡量网页在生产环境中的内存用量,以检测回归问题。
浏览器会自动管理网页的内存。每当网页创建对象时,浏览器都会“在后台”分配一块内存来存储该对象。由于内存是有限的资源,因此浏览器会执行垃圾回收来检测何时不再需要某个对象,并释放底层内存块。
不过,检测结果并不完美,而且已证明,完美检测是不可能完成的任务。因此,浏览器会将“需要某个对象”的概念近似地视为“某个对象可访问”。如果网页无法通过其变量和其他可访问对象的字段访问某个对象,则浏览器可以安全地回收该对象。这两种概念之间的差异会导致内存泄漏,如以下示例所示。
const object = {a: new Array(1000), b: new Array(2000)};
setInterval(() => console.log(object.a), 1000);
在这里,我们不再需要较大的数组 b
,但浏览器不会回收它,因为它仍然可通过回调中的 object.b
访问。因此,较大数组的内存会泄露。
网络上存在大量内存泄漏问题。引入单一事件监听器非常简单,包括忘记取消注册事件监听器、意外从 iframe 捕获对象、不关闭 worker、在数组中累积对象等等。如果网页存在内存泄漏,其内存用量会随时间的推移而增加,呈现网页速度缓慢且让用户感到臃肿。
解决此问题的第一步是衡量它。借助新的 performance.measureUserAgentSpecificMemory()
API,开发者可以衡量其网页在生产环境中的内存用量,从而检测在本地测试中漏掉的内存泄露。
performance.measureUserAgentSpecificMemory()
与旧版 performance.memory
API 有何不同?
如果您熟悉现有的非标准 performance.memory
API,可能会想知道新 API 与之有何不同。主要区别在于,旧版 API 会返回 JavaScript 堆的大小,而新版 API 会估算网页使用的内存。当 Chrome 与多个网页(或同一网页的多个实例)共享同一堆时,这种差异就变得非常重要。在这种情况下,旧 API 的结果可能会随意报错。由于旧 API 是在实现专用术语(例如“堆”)中定义的,因此将其标准化是绝无可能。
另一个区别是,新 API 会在垃圾回收期间执行内存测量。这可以减少结果中的噪声,但可能需要一段时间才能生成结果。请注意,其他浏览器可能会决定在不依赖垃圾回收的情况下实现新 API。
建议的用例
网页的内存用量取决于事件、用户操作和垃圾回收的时间。因此,内存测量 API 旨在汇总来自生产环境的内存用量数据。单个调用的结果不太实用。应用场景示例:
- 发布新版本网页期间的回归检测,以捕获新的内存泄漏。
- 对新功能进行 A/B 测试,以评估其对内存的影响并检测内存泄漏。
- 将内存用量与会话时长相关联,以验证是否存在内存泄漏。
- 将内存用量与用户指标相关联,以了解内存用量的影响。
浏览器兼容性
目前,只有从 Chrome 89 开始的基于 Chromium 的浏览器支持此 API。由于浏览器在内存中表示对象的方式以及估算内存用量的方式不同,因此该 API 的结果在很大程度上取决于实现。如果正确的统计开销过于昂贵或不可行,浏览器可能会从统计范围中排除某些内存区域。因此,无法跨浏览器比较结果。只有比较同一浏览器的结果才有意义。
使用 performance.measureUserAgentSpecificMemory()
功能检测
如果执行环境不符合防止跨源信息泄露的安全要求,performance.measureUserAgentSpecificMemory
函数将不可用或可能失败并显示 SecurityError。它依赖于跨源隔离,网页可以通过设置 COOP+COEP 标头来启用此隔离。
可在运行时检测到支持情况:
if (!window.crossOriginIsolated) {
console.log('performance.measureUserAgentSpecificMemory() is only available in cross-origin-isolated pages');
} else if (!performance.measureUserAgentSpecificMemory) {
console.log('performance.measureUserAgentSpecificMemory() is not available in this browser');
} else {
let result;
try {
result = await performance.measureUserAgentSpecificMemory();
} catch (error) {
if (error instanceof DOMException && error.name === 'SecurityError') {
console.log('The context is not secure.');
} else {
throw error;
}
}
console.log(result);
}
本地测试
Chrome 在垃圾回收期间执行内存测量,这意味着 API 不会立即解析结果 promise,而是等待下一次垃圾回收。
调用该 API 会在经过一段时间的超时(目前设置为 20 秒,但可能会更早)后强制执行垃圾回收。使用 --enable-blink-features='ForceEagerMeasureMemory'
命令行标志启动 Chrome 会将超时时间缩短为零,这对于本地调试和测试非常有用。
示例
建议的 API 用法是定义一个全局内存监视器,用于对整个网页的内存用量进行采样,并将结果发送到服务器进行汇总和分析。最简单的方法是定期采样,例如每 M
分钟采样一次。不过,这会给数据带来偏差,因为样本之间可能会出现内存高峰。
以下示例展示了如何使用泊松过程进行无偏差的内存测量,该过程可保证样本在任何时间点都具有相同的出现概率(演示、来源)。
首先,定义一个函数,该函数使用 setTimeout()
以随机时间间隔来安排下一次内存测量。
function scheduleMeasurement() {
// Check measurement API is available.
if (!window.crossOriginIsolated) {
console.log('performance.measureUserAgentSpecificMemory() is only available in cross-origin-isolated pages');
console.log('See https://web.dev/coop-coep/ to learn more')
return;
}
if (!performance.measureUserAgentSpecificMemory) {
console.log('performance.measureUserAgentSpecificMemory() is not available in this browser');
return;
}
const interval = measurementInterval();
console.log(`Running next memory measurement in ${Math.round(interval / 1000)} seconds`);
setTimeout(performMeasurement, interval);
}
measurementInterval()
函数会计算以毫秒为单位的随机间隔,以便平均每 5 分钟进行一次测量。如果您对该函数背后的数学原理感兴趣,请参阅指数分布。
function measurementInterval() {
const MEAN_INTERVAL_IN_MS = 5 * 60 * 1000;
return -Math.log(Math.random()) * MEAN_INTERVAL_IN_MS;
}
最后,异步 performMeasurement()
函数会调用 API、记录结果并安排下一次测量。
async function performMeasurement() {
// 1. Invoke performance.measureUserAgentSpecificMemory().
let result;
try {
result = await performance.measureUserAgentSpecificMemory();
} catch (error) {
if (error instanceof DOMException && error.name === 'SecurityError') {
console.log('The context is not secure.');
return;
}
// Rethrow other errors.
throw error;
}
// 2. Record the result.
console.log('Memory usage:', result);
// 3. Schedule the next measurement.
scheduleMeasurement();
}
最后,开始测量。
// Start measurements.
scheduleMeasurement();
结果可能如下所示:
// Console output:
{
bytes: 60_100_000,
breakdown: [
{
bytes: 40_000_000,
attribution: [{
url: 'https://example.com/',
scope: 'Window',
}],
types: ['JavaScript']
},
{
bytes: 20_000_000,
attribution: [{
url: 'https://example.com/iframe',
container: {
id: 'iframe-id-attribute',
src: '/iframe',
},
scope: 'Window',
}],
types: ['JavaScript']
},
{
bytes: 100_000,
attribution: [],
types: ['DOM']
},
],
}
总内存用量估算值会在 bytes
字段中返回。此值在很大程度上取决于实现,并且无法跨浏览器进行比较。甚至同一浏览器的不同版本之间也可能有所不同。此值包括当前进程中所有 iframe、相关窗口和 Web 工作器的 JavaScript 和 DOM 内存。
breakdown
列表提供了有关所用内存的更多信息。每个条目都描述了内存的某些部分,并将其归因于一组由网址标识的窗口、iframe 和工作器。types
字段会列出与内存关联的特定于实现的内存类型。
请务必以通用方式处理所有列表,切勿根据特定浏览器对假设进行硬编码。例如,某些浏览器可能会返回空的 breakdown
或空的 attribution
。其他浏览器可能会在 attribution
中返回多个条目,表示它们无法区分哪个条目拥有内存。
反馈
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致谢
非常感谢 Domenic Denicola、Yoav Weiss、Mathias Bynens 对 API 设计的审核,以及 Dominik Inführ、Hannes Payer、Kentaro Hara、Michael Lippautz 对 Chrome 中的代码进行审核。我还要感谢 Per Parker、Philipp Weis、Olga Belomestnykh、Matthew Bolohan 和 Neil Mckay 提供宝贵的用户反馈,这些反馈极大地改进了该 API。