淘宝小程序体验优化：数据分析和优化实践

淘宝小程序已经走过若干个双十一，淘宝开放业务有序铺开。体验优化是个老生常谈的话题，如何让小程序跑得又稳又快，成了我们最大的挑战之一。

写在前面

▐ 如何定义好的体验

过去我们定义这个问题，更多的是从页面加载速度和流畅度去解释，但这还远远不够。加载速度的提升是否让用户更愿意“玩”了，流畅度提升是否也提升了模块曝光和成交。

为了有更立体的衡量标准，有了如下设想：页面加载速度和流畅度提升（技术视角）-> 用户跳失率下降（用户视角）-> 商品曝光和点击上涨（平台视角）

▐ 困境

下面是一些 TOP 二、三方业务的性能数据（数据取自2020年5月），可以说比较糟糕。（“跳失”的定义为：用户打开小程序后，页面渲染未完成或未达到产生交互的条件就退出页面）

• 复杂的技术架构

小程序在逻辑/渲染分离的架构下，保证了开放安全的同时，也引入了更大的性能挑战。

• 三方生态的质量和安全

  小程序是淘宝开放体系中的重要一环，面向商家和外部开发者，给研发质量保障、数据安全带来了更大挑战。

• 衡量指标单一

  过去我们定义这个问题，更多的是从页面加载速度和流畅度去解释，但这远远不够。

▐ 破局

通过运维数据标准化，贯穿研发->发布->上线流程，形成数据闭环：

1. 数据采集：定义采集算法、数据模型，形成一套标准化运维数据
2. 运维平台：连接二/三方开发者，提供数据透出和回流能力，定义监控&卡口规则
3. 数据分析：科学的数据分析方法论，有实验、有数据、有证据
4. 效能工具：打通研发基础设施，赋能开发者

数据采集

▐ T2（首屏算法）

阿里集团小程序对齐了首屏加载衡量口径，采用UC内核的T2首屏算法，T2指标定义为 从页面开始加载到页面首次渲染满屏内容的时间。简单说，是在页面加载的过程中，记录所有的渲染帧，待页面加载结束之后，回溯检查每一帧，图片渲染面积首次达到最大值的一帧记为T2。

▐ 小程序性能模型

为了把小程序启动性能进行分阶段拆解，定义了小程序性能模型，从小程序启动开始到首屏渲染完成结束，拆解成了：Downloading（资源请求：元信息请求和包下载）、Launch（容器启动和小程序Runtime启动）、Rending（业务逻辑执行和渲染）

同时，面向小程序开发者提供了标准的 Web API performance.mark()，支持开发者自定义打点。

通过分析各阶段耗时，可以较为清晰的发现性能瓶颈。

数据分析和优化实践

篇幅有限，仅分享几个经典案例。

▐ 页面性能与用户跳失的关系

根据小程序加载性能和用户跳失的直方图，能更直观的分析出小程序加载性能跟用户跳失的关系。如下图，可以看出当小程序加载耗时超过2s时，跳失率程指数级增长。也正是基于这个结论，我们将小程序可交互时长的大盘目标定为了1.8s。（其中横轴表示可交互时长，纵轴表示跳失的用户分布在该时间内的占比）

▐ 小程序启动漏斗

小程序启动漏斗，能更直观的分析出各阶段耗时和跳失率/白屏率等指标的关系。以下图为例：

1. Downloading 请求阶段耗时过长，是白屏率/跳失率的重要因素

旗舰店小程序接入 资源预热，Downloading 耗时缩短50%，阶段跳失/白屏收窄至0.08%内； 2. 业务数据请求耗时长

旗舰店小程序接入数据预取，店铺框架数据请求耗时基本降为0，阶段跳失/白屏基本降至0。

▐ 最佳实践之：小程序引擎实例复用和预启动

1. 小程序进程启动后，在空闲时机，会初始化并保留有且仅有一个通用的小程序 Engine 环境（与业务无关），直到小程序进程被杀死；
2. 在运行过程中，小程序 Engine 实例会在3个状态之间切换：

可运行：小程序进程启动后，新创建的小程序Runtime环境为”可运行“状态；

运行中：小程序业务启动时，将状态为”可运行“的实例取出使用，状态变为“运行中"；

重置中：小程序业务关闭后，将使用过的实例取出，状态变为”重置中“；状态重置完毕后，变为”可运行“状态，供下个小程序使用。

▐ 最佳实践之：数据预取2.0

根据小程序性能模型分析，在小程序启动过程中，Worker启动总是快于Render完成（Worker 处于空闲状态），Worker 空闲时长分布如下：

• 可以看出，线上有92.2%的概率会发生Worker闲置，闲置时长集中在300-500ms，可以完成1-2次网络请求；
• 闲置 Worker 具备了完备的小程序 JS 执行能力，可在受限范围内执行小程序 JSAPI，发送网络请求获取定位信息/系统信息等；

• 动态预取优点

• 灵活：环境具备JS执行能力，更灵活

• 丰富：提供受限的 JSAPI 调用能力

• 安全：支持权限管控，面向三方开放更安全

▐ 最佳实践之：基于模板的快照渲染

• 快照渲染能够提升页面二次打开性能，但在旗舰店场景下存在如下弊端：

• 数据真实性：快照渲染使用了上次打开时的老数据，会先展示旧内容再刷新；

• 磁盘占用和命中率：旗舰店属于模板类小程序，有百万数量级的实例化小程序，快照渲染会为每家店铺生成不同的快照文件；庞大的基数条件下，再考虑磁盘占用建立的淘汰机制，使得快照命中率较低；

• 长尾问题：访问频次较低的长尾店铺，同一用户二次访问的概率较低，无法命中快照；

• 为解决上述问题，实现了”基于模板的快照渲染（Template Snapshot）“。基于模板小程序生成快照文件并将数据剔除，在快照渲染时，配合数据预取将真实数据插入模板中。既能保证数据真实性，同时可让所有店铺共享同一快照文件，最大限度的提高快照命中率和降低磁盘占用。

工具和平台

建立标准化运维数据，输出到不同场景，贯穿整个研发和上线流程：

• 工具侧：提供性能调试工具，帮助开发者快速分析和解决问题
• 发布卡口：设置发布前质量卡口和静态扫描，避免业务带病上线
• 线上监控：通过小程序运维平台，承担日常高可用数据的监控和告警职责

数据效果

经历漫长的优化周期，数据结果上，淘宝小程序大盘T2指标由 2.7s优化至1.9s；旗舰店首屏大盘从 4s+提升至1.8s。

同时，为了验证体验优化对业务数据的正向效果，对旗舰店业务做了分桶实验，数据证明也收获了不错的业务效果。

下图是Top二、三方业务优化前后的数据对比：