Время ожидания (latency)

Latency (дальше - время ожидания) - это время, которое требуется на доставку пакета данных от источника к пункту назначения. В деле оптимизации производительности важно сокращать проблемы, которые приводят к длительному времени ожидания. Также  необходимо научиться тестировать работу приложения в условиях плохого соединения. В этой статье мы рассмотрим само понятие времени ожидание, его причины, способы детекции и исправления.

Что такое "время ожидания"?

Время ожидания - это промежуток времени, который проходит с момента старта запроса до момента получения ответа. При запросе первых 14КБ время ожидания дольше, потому что весь запрос включает в себя DNS запрос, соединение  TCP handshake, установление безопасного соединения TLS. Последующие запросы будут иметь меньшее время ожидания, так как соединение с сервером уже установлено.

Время ожидания описывает величину задержки сети или, в частности, интернет-соединения. Малое время ожидания подразумевает едва заметные задержки. Большое время ожидания подразумевает большие задержки. Одно из основных усилий в оптимизации приложения должно быть направлено на снижение этого времени ожидания.

Улучшить время ожидания, связанное только с одним ресурсом, например, с HTML кодом страницы - это довольно просто. Но приложения, как правило, состоят из множества запросов: CSS, JavaScript-файлы, медиа. Чем больше запросов исходит со страницы, тем большее влияние оказывает время ожидания на общие впечатления пользователя.

При соединении с малым временем ожидания ресурсы появляются практически мгновенно. При соединении с большим временем ожидания задержка между запросом и ответом становится заметной. Мы можем определить время ожидания, измеряя скорость, с которой данные проходят из одной сети к другой.

Время ожидания может быть измерено для одного направления (например, сколько времени проходит до отправки запроса) или для полного пути обмена сообщениями (сколько времени заняли запрос и получение ответов).

Эмуляция времени ожидания

Для эмуляции большой времени задержки вы можете использовать средства разработчика. В англоязычных интерфейсах эмуляция называется "Throttling".

Emulate latency by emulating throttling

В Firefox кнопка переключения находится на панели Network (Сеть), в заголовке таблицы. С помощью инструмента вы можете испытать работу приложения в сетях от GPRS до высокоскоростных. Также вы можете сами указать скорость загрузки и время ожидания. Браузеры предоставляют разные наборы значений, но, как правило, все они покрывают перечисленные ниже случаи:

Selection Download speed Upload speed Minimum latency (ms)
GPRS 50 Kbps 20 Kbps 500
Regular 2G 250 Kbps 50 Kbps 300
Good 2G 450 Kbps 150 Kbps 150
Regular 3G 750 Kbps 250 Kbps 100
Good 3G 1.5 Mbps 750 Kbps 40
Regular 4G/LTE 4 Mbps 3 Mbps 20
DSL 2 Mbps 1 Mbps 5
Wi-Fi 30 Mbps 15 Mbps 2

Временные показатели сети

Кроме того, во вкладке Network (Сеть), вы можете изучить, как много времени занял тот или иной запрос. На изображении ниже - пример загрузка SVG файла размером 267.5КБ.

The time it took for a large SVG asset to load.

Когда запрос находится в очереди, ожидая установки соединения с сервером, он считается заблокированным. Блокировка случается, когда браузер уже обрабатывает слишком много соединений одновременно (в большей степени это относится к предыдущему поколению HTTP1.1, который позволял поддерживать до 6 соединений за раз). Пока все соединения обрабатываются, браузер не может загружать другие ресурсы. Как только загрузка ресурса завершается - соединение освобождается.

DNS поиск (DNS resolution) - это время, которое требуется на DNS lookup. Это процесс, когда браузер находит соответствие между именем домена и его IP-адресом. Если вы обращаетесь ко многим доменам, DNS поиск занимает больше времени.

Установка соединения (Connecting) - это время, требуемое на TCP handshake. Это процесс SYN - ACK, когда браузер и сервер договариваются о формате соединения. Как и DNS, чем больше соединений к разным серверам вы используете, тем больше время создания соединений.

 TLS handshake - это процесс установки безопасного соединения. И хотя установка безопасного соединения занимает дополнительное время, ни в коем случае не стоит отказываться от него, жертвуя безопасностью пользователей.

Отправка (Sending) - время, необходимое для отправки HTTP запроса на сервер.

Ожидание (Waiting) - это ожидание обработки запроса сервером. Например, вы хотите получить изображение. В этом случае сервер должен обратиться к файловой системе, найти файл, передать его HTTP соединению. В случае сложных динамических запросов процесс может занимать секунды и минуты. Это ещё одно место для оптимизации, но уже не клиентское, а серверное.

Получение (Receiving) - это время на загрузку ответа. Этот показатель - комбинация скорости сети и размера файла. Если изображение было закешировано, то его загрузка может произойти мгновенно. Но если не использовать кэш и включить эмуляцию медленной сети, изображение может загружаться 43 секунды!

Измерение времени ожидания

Время ожидания сети (Network latency) - это время, которое требуется на отправку запроса и полную загрузку ответа.

Время ожидания диска (Disk latency) - это время, которое требуется устройству на то, чтобы получить запрос, понять его, найти файл в файловой системе и вернуть ответ.