前端埋点全解及埋点SDK实现方式

一、什么是埋点

所谓"埋点"，是数据采集领域（尤其是用户行为数据采集领域）的术语，指的是针对特定用户行为或事件进行捕获、处理和发送的相关技术及其实施过程。比如用户某个icon点击次数、观看某个视频的时长等等。

埋点的技术实质，是先监听软件应用运行过程中的事件，当需要关注的事件发生时进行判断和捕获。埋点需要在特定的时机来收集数据，然后上报给服务端进行分析

二、为什么需要埋点

数据生产-》数据采集-》数据处理-》数据分析挖掘-》数据驱动/用户反馈-》产品优化/迭代

上述是整个数据从产生到最终作用于产品优化上的过程。埋点是整个流程的开始点，终端提供商在收集到埋点数据之后，通过大数据处理、数据统计、数据分析、数据挖掘等加工处理，可以得到衡量产品状态的一些基本指标，比如活跃、留存、新增等大盘数据，从而洞察产品的状态，随着数据挖掘等技术的兴起，埋点采集到的数据在以下方面的作用也越来越凸显。

三、如何去埋点

一般情况下，主要有3类埋点：展现埋点 + 曝光埋点 + 交互埋点。
1、展现埋点

定义展现其实是一个服务端的触发。服务端被触发后，用户侧将会展现什么内容，展现埋点需要记录的是页面展现的内容信息，即服务端下发的内容是什么（这些东西一定是当前页面主要内容，不包含一些交互信息）。
2、曝光埋点

哪些下发的内容被用户实际看到了。和展现埋点类似，由于屏幕有限，但内容可以无限。哪些内容被用户侧实际看到（曝光），需要记录的是单个"内容"被看到。一系列被下发的内容，可以触发多次曝光埋点。
3、交互埋点

交互埋点表明的是功能/内容被用户"点击"了。从埋点时机来说，这个是展现 & 曝光的下游。记录对于我们提供的"服务"的"消费"情况。比如，一个页面，用户可以点击，那么我们需要记录相应的交互动作埋点；比如，一个视频可以点赞，我们也可以记录交互埋点；比如，一个视频可以播放暂停，我们也可以记录消费埋点。总体来说，就是，我们要记录 被看到的可交互功能/信息的"消费"数据。

四、埋点记录

关于埋点记录需要明确记录两个信息：点位信息、点位映射。

点位信息：明确每个业务事件下的具体的参数信息，包含公共参数、业务参数。

点位映射：每个埋点对应的业务含义。

五、前端监控

一般来讲一个成熟的产品，运营与产品团队需要关注用户在产品内的行为记录，通过用户的行为记录来优化产品，研发与测试团队则需要关注产品的性能以及异常，确保产品的性能体验以及安全迭代。

前端监控一般也分为三大类：

5.1 数据监控（监控用户行为）

●PV/UV: PV(page view)：即页面浏览量或点击量；UV：指访问某个站点或点击某条新闻的不同 IP 地址的人数

●用户在每一个页面的停留时间

●用户通过什么入口来访问该网页

●用户在相应的页面中触发的行为，等...

统计这些数据是有意义的，比如我们知道了用户来源的渠道，可以促进产品的推广，知道用户在每一个页面停留的时间，可以针对停留较长的页面，增加广告推送等等。

5.2 性能监控（监控页面性能）

●不同用户，不同机型和不同系统下的首屏加载时间

●白屏时间

●http 等请求的响应时间

●静态资源整体下载时间

●页面渲染时间

●页面交互动画完成时间，等...

这些性能监控的结果，可以展示前端性能的好坏，根据性能监测的结果可以进一步的去优化前端性能，尽可能的提高用户体验。

5.3 异常监控（监控产品、系统异常）

及时的上报异常情况，可以避免线上故障的发上。虽然大部分异常可以通过 try catch 的方式捕获，但是比如内存泄漏以及其他偶现的异常难以捕获。常见的需要监控的异常包括：

●Javascript 的异常监控

●样式丢失的异常监控

六、埋点上报

实现前端监控，第一步肯定是将我们要监控的事项（数据）给收集起来，再提交给后台进行入库，最后再给数据分析组进行数据分析，最后处理好的数据再同步给运营或者是产品。数据收集的丰富性和准确性会直接影响到我们做前端监控的质量，因为我们会以此为基础，为产品的未来发展指引方向。

现在常见的埋点上报方法有三种：手动埋点、可视化埋点、无埋点

6.1 手动埋点

手动埋点，也叫代码埋点，即纯手动写代码，调用埋点 SDK 的函数，在需要埋点的业务逻辑功能位置调用接口，上报埋点数据，像**[友盟]、 [百度统计]**等第三方数据统计服务商大都采用这种方案。手动埋点让使用者可以方便地设置自定义属性、自定义事件；所以当你需要深入下钻，并精细化自定义分析时，比较适合使用手动埋点。

手动埋点的缺陷就是，项目工程量大，需要埋点的位置太多，而且需要产品开发运营之间相互反复沟通，容易出现手动差错，如果错误，重新埋点的成本也很高。

6.2 可视化埋点

通过可视化交互的手段，代替上述的代码埋点。将业务代码和埋点代码分离，提供一个可视化交互的页面，输入为业务代码，通过这个可视化系统，可以在业务代码中自定义的增加埋点事件等等，最后输出的代码耦合了业务代码和埋点代码。

可视化埋点的缺陷就是可以埋点的控件有限，不能手动定制。

6.3 无埋点

无埋点则是前端自动采集全部事件，上报埋点数据，由后端来过滤和计算出有用的数据。优点是前端只要一次加载埋点脚本，缺点是流量和采集的数据过于庞大，服务器性能压力山大。

佳佳

HTML

COBUB

PHP

无码埋点

七、SDK实现

数据收集以及数据上报的方式都有了，那么就可以开始实现SDK了，这里先以单文件（非工程化）进行实现

7.1 非工程化

// JS 完整代码部分
(function (e) {
  function wrap(event) {
    const fun = history[event];
    return function () {
      const res = fun.apply(this, arguments);

      const e = new Event(event);

      window.dispatchEvent(e);

      return res;
    };
  }

  class TrackingDemo {
    constructor(options = {}) {
      // 重写 pushState、replaceState
      window.history.pushState = wrap("pushState");
      window.history.replaceState = wrap("replaceState");

      // 上报地址
      this.reportUrl = options.reportUrl || "";
      this.sdkVersion = "1.0.0";

      this._eventList = ["click", "dblclick", "mouseout", "mouseover"];

      this._dulation = {
        startTime: 0,
        value: 0,
      };
      this._initJSError();

      // 初始化事件数据收集
      this._initEventHandler();

      // 初始化PV统计
      this._initPV();

      this._initPageDulation();
    }

    setUserId(uid) {
      this.uid = uid;
    }

    _initEventHandler() {
      this._eventList.forEach((event) => {
        window.addEventListener(event, (e) => {
          const target = e.target;
          const reportKey = target.getAttribute("report-key");
          if (reportKey) {
            this._report("event", {
              tagName: e.target.nodeName,
              tagText: e.target.innerText,
              event,
            });
          }
        });
      });
    }

    _initPV() {
      window.addEventListener("pushState", (e) => {
        this._report("pv", {
          type: "pushState",
          referrer: document.referrer,
        });
      });

      window.addEventListener("replaceState", (e) => {
        this._report("pv", {
          type: "replaceState",
          referrer: document.referrer,
        });
      });

      window.addEventListener("hashchange", () => {
        this._report("pv", {
          type: "hashchange",
          referrer: document.referrer,
        });
      });
    }

    _initPageDulation() {
      let self = this;

      function initDulation() {
        const time = new Date().getTime();
        self._dulation.value = time - self._dulation.startTime;

        self._report("dulation", {
          ...self._dulation,
        });

        self._dulation.startTime = time;
        self._dulation.value = 0;
      }

      // 首次进入页面
      window.addEventListener("load", () => {
        // 记录时间
        const time = new Date().getTime();
        this._dulation.startTime = time;
      });

      // 单页应用页面跳转(触发 replaceState)
      window.addEventListener("replaceState", () => {
        initDulation();
      });

      // 单页应用页面跳转(触发 pushState)
      window.addEventListener("pushState", () => {
        initDulation();
      });

      // 非单页应用跳转触发 popstate
      window.addEventListener("popstate", () => {
        initDulation();
      });

      // 页面没有任何跳转, 直接关闭页面的情况
      window.addEventListener("beforeunload", () => {
        initDulation();
      });
    }

    _initJSError() {
      window.addEventListener("error", (e) => {
        this._report("error", {
          message: e.message,
        });
      });

      window.addEventListener("unhandledrejection", (e) => {
        this._report("error", {
          message: e.reason,
        });
      });
    }

    // 用户可主动上报
    reportTracker(data) {
      this._report("custom", data);
    }

    _getPageInfo() {
      const { width, height } = window.screen;
      const { userAgent } = navigator;
      return {
        uid: this.uid,
        title: document.title,
        url: window.location.href,
        time: new Date().getTime(),
        ua: userAgent,
        screen: `${width}x${height}`,
      };
    }

    _report(type, data) {
      const reportData = {
        ...this._getPageInfo(),
        type,
        data,
        sdk: this.sdkVersion,
      };

      if (navigator.sendBeacon) {
        navigator.sendBeacon(this.reportUrl, JSON.stringify(reportData));
      } else {
        const imgReq = new Image();
        imgReq.src = `${this.reportUrl}?params=${JSON.stringify(
          reportData
        )}&t=${new Date().getTime()}`;
      }
    }
  }
  e.TrackingDemo = TrackingDemo;
})(window);
// HTML 代码部分
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <button report-key="button">按钮</button>
</body>
<script src="./tackerDemo.js"></script>
<script>
    const trackingDemo = new TrackingDemo()
</script>
</html>

实现方式就是将此文中 数据收集 部分的代码整合成一个类。

7.2工程化

如果项目是模块化开发的话，就需要打包工具进行打包，以便支持esm、cjs和umd三种方式，同时工程化还便于维护。

这里使用rollup进行打包，以及使用typescript进行类型约束。

GitHub - GaLiDunGuide/TrackerDemo

7.3 发布NPM包

"files": ["dist"],  // 发布 npm 时需要上传的目录
"main": "dist/index.cjs.js",
"module": "dist/index.esm.js",
"browser": "dist/index.js",

八、为什么都用GIF来做埋点？

向服务器端上报数据，可以通过请求接口，请求普通文件，或者请求图片资源的方式进行。只要能上报数据，无论是请求GIF文件还是请求js文件或者是调用页面接口，服务器端其实并不关心具体的上报方式。那为什么所有系统都统一使用了请求GIF图片的方式上报数据呢？

●防止跨域

一般而言，打点域名都不是当前域名，所以所有的接口请求都会构成跨域。而跨域请求很容易出现由于配置不当被浏览器拦截并报错，这是不能接受的。但图片的src属性并不会跨域，并且同样可以发起请求。（排除接口上报）

●防止阻塞页面加载，影响用户体验

通常，创建资源节点后只有将对象注入到浏览器DOM树后，浏览器才会实际发送资源请求。反复操作DOM不仅会引发性能问题，而且载入js/css资源还会阻塞页面渲染，影响用户体验。

但是图片请求例外。构造图片打点不仅不用插入DOM，只要在js中new出Image对象就能发起请求，而且还没有阻塞问题，在没有js的浏览器环境中也能通过img标签正常打点，这是其他类型的资源请求所做不到的。（排除文件方式）

●相比PNG/JPG，GIF的体积最小

最小的BMP文件需要74个字节，PNG需要67个字节，而合法的GIF，只需要43个字节。

同样的响应，GIF可以比BMP节约41%的流量，比PNG节约35%的流量。
并且大多采用的是1*1像素的透明GIF来上报

1x1像素是最小的合法图片。而且，因为是通过图片打点，所以图片最好是透明的，这样一来不会影响页面本身展示效果，二者表示图片透明只要使用一个二进制位标记图片是透明色即可，不用存储色彩空间数据，可以节约体积。