摘要：如何在新的技術(shù)背景下讓前端數(shù)據(jù)采集工作更加完善高效，是本文討論的重點(diǎn)。具體來說，我們對前端的數(shù)據(jù)采集具體主要分為路由切換性能資源錯(cuò)誤日志上報(bào)路由切換等前端技術(shù)的快速發(fā)展使單頁面應(yīng)用盛行。

隨著業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，我們對生產(chǎn)環(huán)境下的問題感知能力越來越關(guān)注。作為距離用戶最近的一層，前端的表現(xiàn)是否可靠、穩(wěn)定、好用，很大程度上決定著用戶對整個(gè)產(chǎn)品的體驗(yàn)和感受。因此，對于前端的監(jiān)控不容忽視。

搭建一套前端監(jiān)控平臺需要考慮的方面很多，比如數(shù)據(jù)采集、埋點(diǎn)模式、數(shù)據(jù)處理和分析、報(bào)警以及監(jiān)控平臺在具體業(yè)務(wù)中的應(yīng)用等等。在這所有環(huán)節(jié)中，準(zhǔn)確、完整、全面的數(shù)據(jù)采集是一切的前提，也為后續(xù)的用戶精細(xì)化運(yùn)營提供基礎(chǔ)。

前端技術(shù)的日新月異給數(shù)據(jù)采集也帶來了變化和挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的手工打點(diǎn)模式已經(jīng)不能滿足需求。如何在新的技術(shù)背景下讓前端數(shù)據(jù)采集工作更加完善、高效，是本文討論的重點(diǎn)。

在采集數(shù)據(jù)之前，首先要考慮采集什么樣的數(shù)據(jù)。我們重點(diǎn)關(guān)注兩類數(shù)據(jù)，一類是與用戶體驗(yàn)相關(guān)的，如首屏?xí)r間、文件加載時(shí)間、頁面性能等；另外是幫助我們及時(shí)感知產(chǎn)品上線后是否出現(xiàn)異常的，比如資源錯(cuò)誤、API 響應(yīng)時(shí)間等。具體來說，我們對前端的數(shù)據(jù)采集具體主要分為：

路由切換 (href、hashchange、pushState)

JsError

性能 (performance)

資源錯(cuò)誤

API

日志上報(bào)

Vue、React、Angular 等前端技術(shù)的快速發(fā)展使單頁面應(yīng)用盛行。我們都知道，傳統(tǒng)的頁面應(yīng)用是用一些超鏈接來實(shí)現(xiàn)頁面切換和跳轉(zhuǎn)的，而單頁面應(yīng)用是使用各自的路由系統(tǒng)來管理前端的每一個(gè)頁面切換，例如 vue-router、react-router 等，跳轉(zhuǎn)時(shí)僅刷新局部資源 ，js、css 等公共資源只需要加載一次，這就使傳統(tǒng)網(wǎng)頁進(jìn)入離開的方式只有第一次打開能被記錄。單頁應(yīng)用后續(xù)所有路由切換的方式有兩種，一種是 Hash，一種是 HTML5 推出的 History API。

1. href

href 為頁面初始化的第一次進(jìn)入，這里只需要單純上報(bào)「進(jìn)入頁面」事件即可。

2. hashchange

Hash 路由一個(gè)明顯的標(biāo)志是帶有「 # 」。Hash 的優(yōu)勢是兼容性更好，但問題在于 URL 中一直存在「 # 」并不美觀。我們主要通過監(jiān)聽 URL 中的 hashchange 來捕獲具體的 hash 值進(jìn)行檢測。

window.addEventListener("hashchange",?function()?{
????//?上報(bào)【進(jìn)入頁面】事件
},?true)

需要注意的是，在新版 vue-router 中如果瀏覽器支持 history，即使 mode 選擇 hash 也會(huì)優(yōu)先選擇 history 模式，雖然表現(xiàn)形式暫時(shí)還是 # 號，但實(shí)際上是模擬的，所以千萬不要認(rèn)為自己在 mode 選擇了hash 就一定會(huì)是 hash。

3. History API

History 利用了 HTML5 History Interface 中新增的 pushState() 和 replaceState() 方法進(jìn)行路由切換，是目前主流的無刷新切換路由方式。與 hashchange 只能改變 # 后面的代碼片段相比，History API （pushState、replaceState） 給了前端完全的自由。

PopState 是瀏覽器返回事件的回調(diào)，但是更新路由的 pushState、replaceState 并沒有回調(diào)事件，因此，還需要分別在 history.pushState() 和 history.replaceState() 方法里處理 URL 的變化。在這里，我們運(yùn)用到了一種類似 Java 的 AOP 編程思想，對 pushState 和 replaceState 進(jìn)行改造。

AOP （Aspect-oriented programming）即面向切面編程，提倡針對同一類問題進(jìn)行統(tǒng)一處理。AOP 的核心思想是讓某個(gè)模塊能夠重用，它采用橫向抽取機(jī)制，將功能代碼從業(yè)務(wù)邏輯代碼中分離出來，擴(kuò)展功能而不修改源代碼，相比封裝來說隔離得更加徹底。

下面介紹我們的具體改造方式：

//?第一階段：我們對原生方法進(jìn)行包裝，調(diào)用前執(zhí)行?dispatchEvent?了一個(gè)同樣的事件
function?aop?(type)?{
????var?source?=?window.history[type];
????return?function?()?{
????????var?event?=?new?Event(type);
????????event.arguments?=?arguments;
????????window.dispatchEvent(event);
????????var?rewrite?=?source.apply(this,?arguments);
????????return?rewrite;
????};
}

//?第二階段：將?pushState?和?replaceState?進(jìn)行基于?AOP?思想的代碼注入
window.history.pushState?=?aop("pushState");
window.history.replaceState?=?aop("replaceState");?//?更改路由，不會(huì)留下歷史記錄

//?第三階段：捕獲pushState?和?replaceState
window.addEventListener("pushState",?function()?{
????//?上報(bào)【進(jìn)入頁面】事件
},?true)
window.addEventListener("replaceState",?function()?{
????//?上報(bào)【進(jìn)入頁面】事件
},?true)

window.history.pushState 實(shí)際調(diào)用關(guān)系如圖：

至此，我們對 pushState、replaceState 改造完畢，實(shí)現(xiàn)了有效地捕獲路由切換?？梢钥吹?，我們在不侵入業(yè)務(wù)代碼的情況下，對 window.history.pushState 進(jìn)行了擴(kuò)展，在調(diào)用的同時(shí)會(huì)主動(dòng) dispatchEvent 一個(gè) pushState。

但在這里我們也能看到一個(gè)弊端，就是如果 AOP 代理函數(shù)發(fā)生 JS 錯(cuò)誤，將會(huì)阻斷后續(xù)的調(diào)用關(guān)系，使實(shí)際的 window.history.pushState 無法被調(diào)用。所以在使用此方式的時(shí)候，要對 AOP 代理函數(shù)的內(nèi)容做好完善的 try catch，來防止業(yè)務(wù)上出現(xiàn)異常。

*__Tips：想自動(dòng)捕獲頁面停留時(shí)間只需要在下一個(gè)進(jìn)入頁面事件觸發(fā)時(shí)，通過上一個(gè)頁面的打點(diǎn)時(shí)間和當(dāng)前時(shí)間做差值即可，這時(shí)候可以上報(bào)一個(gè)【離開頁面】事件。

前端項(xiàng)目中，由于 JavaScript 本身是一個(gè)弱類型語言，加上瀏覽器環(huán)境的復(fù)雜性、網(wǎng)絡(luò)問題等，很容易發(fā)生錯(cuò)誤。因此做好網(wǎng)頁錯(cuò)誤監(jiān)控，不斷優(yōu)化代碼，提高代碼健壯性是一項(xiàng)很重要的工作。

JsError 的捕獲可以幫助我們分析和監(jiān)控線上問題，它與我們在 Chrome 瀏覽器的調(diào)試工具 Console 中看到的內(nèi)容一致。

1. window.onerror

我們使用 window.onerror 捕獲一般情況下 JS 錯(cuò)誤的異常信息。捕獲 JS 錯(cuò)誤的方式有兩種，window.onerror 和 window.addEventListener(‘error’)。一般情況下，捕獲 JS 異常不推薦使用 addEventListener(‘error’)，主要是因?yàn)樗鼪]有堆棧信息，而且還需要對捕獲到的信息做區(qū)分，因?yàn)樗鼤?huì)將所有異常信息捕獲到，包括資源加載錯(cuò)誤等。

window.onerror?=?function?(msg,?url,?lineno,?colno,?stack)?{
????//?上報(bào)?【js錯(cuò)誤】事件
}

2. Uncaught (in promise)

當(dāng) Promise 內(nèi)發(fā)生 JS 錯(cuò)誤或者 reject 信息未被業(yè)務(wù)處理的情況時(shí)，會(huì)拋出一個(gè) unhandledrejection，并且這個(gè)錯(cuò)誤不會(huì)被 window.onerror 以及 window.addEventListener("error") ?捕獲，這里需要用專門的 window.addEventListener("unhandledrejection") ?進(jìn)行捕獲處理：

window.addEventListener("unhandledrejection",?function?(e)?{
????var?reg_url?=?/(([^)]*))/;
????var?fileMsg?=?e.reason.stack.split("
")[1].match(reg_url)[1];
????var?fileArr?=?fileMsg.split(":");
????var?lineno?=?fileArr[fileArr.length?-?2];
????var?colno?=?fileArr[fileArr.length?-?1];
????var?url?=?fileMsg.slice(0,?-lno.length?-?cno.length?-?2);},?true);
????var?msg?=?e.reason.message;
????//?上報(bào)?【js錯(cuò)誤】事件
}

我們注意到 unhandledrejection 因?yàn)槔^承自 PromiseRejectionEvent，PromiseRejectionEvent 又繼承自 Event，所以 msg、url、lineno、colno、stack 以字符串形式放到了 e.reason.stack 中，我們需要解析出來上述參數(shù)來和 onerror 參數(shù)對齊，為后續(xù)監(jiān)控平臺的指標(biāo)統(tǒng)一化打下基礎(chǔ)。

3.?常見問題

"Script error."

如果出現(xiàn)捕獲的 msg 全部為 "Script error." ，問題在于你的 JS 地址和當(dāng)前網(wǎng)頁不在同一個(gè)域下。因?yàn)槲覀円?jīng)常在線上的版本做靜態(tài)資源 CDN 化，會(huì)導(dǎo)致常訪問的頁面跟腳本文件來自不同的域名。這時(shí)如果沒有進(jìn)行額外的配置，瀏覽器出于安全方面的設(shè)計(jì)就容易出現(xiàn) "Script error."。我們可以利用目前流行的 Webpack 打包工具來處理此類問題。

//?webpack?config?配置
//?處理?html?注入?js?添加跨域標(biāo)識
plugins:?[
????new?HtmlWebpackPlugin({
??????filename:?"html/index.html",
??????template:?HTML_PATH,
??????attributes:?{
????????crossorigin:?"anonymous"
??????}
????}),
????new?HtmlWebpackPluginCrossorigin({
??????inject:?true
????})
]

//?處理按需加載的?js?添加跨域標(biāo)識
output:?{
????crossOriginLoading:?true
}

SourceMap

大部分場景下，生產(chǎn)環(huán)境中的代碼都是經(jīng)過壓縮合并的，這使得我們捕獲到的錯(cuò)誤很難映射到具體的源碼，為我們解決問題帶來很大困擾，這里簡要提出 2 個(gè)解決方案的思路。

生產(chǎn)環(huán)境我們需要添加 sourceMap 配置，這會(huì)導(dǎo)致安全隱患，因?yàn)檫@樣外網(wǎng)就可以通過 sourceMap 進(jìn)行源碼映射。為了降低風(fēng)險(xiǎn)，我們可以通過如下方式：

將 sourceMap 生成的 .map 文件設(shè)置公司內(nèi)網(wǎng)訪問，降低源碼安全風(fēng)險(xiǎn)

在發(fā)布代碼到 CDN 的時(shí)候，將 .map 文件存儲(chǔ)到公司內(nèi)網(wǎng)下

這時(shí)我們已經(jīng)擁有了 .map 文件，后續(xù)要做的就是通過捕獲到的 lineno、colno、url 調(diào)用 mozilla/source-map 庫進(jìn)行源碼映射，即可拿到真實(shí)的源碼錯(cuò)誤信息。

性能指標(biāo)的獲取相對比較簡單，在 onload 之后讀取 window.performance 即可，里面包含了性能、內(nèi)存等信息。這部分內(nèi)容在很多現(xiàn)有的文章中都有介紹，因篇幅所限不在本文做過多展開，之后在相關(guān)主題文章中我們會(huì)有相關(guān)探討，感興趣的朋友可以添加「馬蜂窩技術(shù)」公眾號持續(xù)關(guān)注。

首先我們要明確下資源錯(cuò)誤捕獲的使用場景，更多的是感知 DNS 劫持 及 CDN 節(jié)點(diǎn)異常等，具體方式如下：

window.addEventListener("error",?function?(e)?{
????var?target?=?e.target?||?e.srcElement;
????if?(target?instanceof?HTMLScriptElement)?{
????????//?上報(bào)?【資源錯(cuò)誤】事件
????}
},?true)

這里只做基本演示，實(shí)際環(huán)境中我們會(huì)關(guān)心更多的 Element 錯(cuò)誤，如 css、img、woff 等，大家可以根據(jù)不同的場景自行添加。

*資源錯(cuò)誤的使用場景更多依賴其他幾個(gè)維度，如：__地域、運(yùn)營商等，后續(xù)的篇幅中我們會(huì)具體講解。

市面上主流的框架（如 Axios、jQuery.ajax 等）中，基本上所有的 API 請求都是基于xmlHttpRequest 或者 fetch，所以捕獲全局接口錯(cuò)誤的方式就是封裝 xmlHttpRequest 或者 fetch。這里，我們的 SDK 仍然使用到上文提及的 AOP 思想，對 API 進(jìn)行攔截。

1. XmlHttpRequest

var?xhr?=?window.XMLHttpRequest;
var?_open?=?xhr.prototype.open;
var?_send?=?xhr.prototype.send;
var?attr?=?{};
var?openReplacement?=?function?(method,?url)?{
????//?可以存儲(chǔ)method、url、時(shí)間打點(diǎn)等信息
????attr.duration?=?new?Date().getTime();
????_open.apply(this,?arguments);
}
var?sendReplacement?=?function?()?{
????methods.addEvent(this,?"readystatechange",?function?(attr)?{
????????//?可以存儲(chǔ)response的status、計(jì)算客戶端實(shí)際響應(yīng)時(shí)間
????????attr.status?=?this.status;
????????attr.duration?=?new?Date().getTime()?-?attr.duration;
????????//?上報(bào)【API】事件
????}.bind(this,?,?JSON.parse(JSON.stringify(attr))));
????_send.apply(this,?arguments);
}
xmlhttp.prototype.open?=?openReplacement;
xmlhttp.prototype.send?=?sendReplacement;

2. Fetch

需要注意的是，API 攔截一定要對 SDK 自己上報(bào)的 API 設(shè)置好忽略，否則將會(huì)導(dǎo)致循環(huán)上報(bào)問題。

var?_fetch?=?window.fetch;
window.fetch?=?function?()?{
????var?attr?=?{
????????method:?arguments[1].method,
????????url:?arguments[0],
????????duration:?new?Date().getTime()
????};

????return?_fetch.apply(this,?arguments).then(res?=>?{
????????attr.status?=?res.status;
????????attr.duration?=?new?Date().getTime()?-?attr.duration;
????????//?上報(bào)【API】事件
????????return?res;
????});
}

為了監(jiān)控前端應(yīng)用是否正常運(yùn)行，通常會(huì)在前端收集錯(cuò)誤與性能等數(shù)據(jù)，最終將這些數(shù)據(jù)上報(bào)到服務(wù)端。因?yàn)槿罩旧蠄?bào)并不是應(yīng)用的主要功能邏輯，優(yōu)先級比較低，所以我們在確保日志數(shù)據(jù)上報(bào)更高效的同時(shí)，還應(yīng)該考慮如何盡可能地減少與其他關(guān)鍵操作的資源爭搶。

1. sendBeacon

navigator.sendBeacon() 方法主要用于滿足統(tǒng)計(jì)和診斷代碼的需要。這些代碼通常會(huì)在卸載文檔之前，嘗試通過 HTTP 將少量數(shù)據(jù)異步傳輸?shù)?Web 服務(wù)器。它解決了日志上報(bào)在 unload 時(shí)成功率很低的問題。我們在埋點(diǎn)時(shí)有很多對離開頁面時(shí)上報(bào)的需求，因?yàn)?SendBeacon 是異步的，不會(huì)影響當(dāng)前頁到下一個(gè)頁面的跳轉(zhuǎn)速度，可以更可靠地保障事件上報(bào)成功率，并且不影響路由切換。

window.navigator.sendBeacon("上報(bào)事件的api",?"數(shù)據(jù)參數(shù)")

2. img.src

當(dāng)瀏覽器不支持 navigator.sendBeacon 時(shí)，我們可以采用模擬圖片加載的方式發(fā)送日志上報(bào)事件，且不會(huì)存在跨域問題。

var?img?=?new?Image();
img.src?=?API?+?"?"?+?"數(shù)據(jù)參數(shù)"

3. 關(guān)于 XmlHttpRequest

這里不推薦用 XmlHttpRequest。XHR 雖然支持異步請求，直接發(fā)送數(shù)據(jù)到后端，但是會(huì)受到跨域和同源的限制。而通過日志上報(bào) API 跟業(yè)務(wù)是不在一個(gè)域下的，如果采用這種模式需要設(shè)置 Access-Control-Allow-Origin:* 跨域，非常不方便，并且在 unload 情況下上報(bào)發(fā)生的丟包率最高。

總結(jié)來看，日志上報(bào)推薦采用 sendBeacon -> img.src。在不影響用戶路由切換和阻塞用戶的情況下丟包率可以控制在 10%-30%，具體要看用戶群體對應(yīng)的環(huán)境。

高效的前端數(shù)據(jù)采集對于搭建前端監(jiān)控平臺來說非常關(guān)鍵。本文我們分享了馬蜂窩在保證數(shù)據(jù)采集及時(shí)、準(zhǔn)確、全面等方面的一些思路和實(shí)踐。需要提示大家注意的是，文中涉及到的演示只做了核心代碼的關(guān)鍵描述，不具備生產(chǎn)使用，我們在實(shí)際使用中需要做好兼容及容錯(cuò)。

本文也將作為馬蜂窩前端監(jiān)控平臺系列文章的開篇，今后還將陸續(xù)推出埋點(diǎn)模式、數(shù)據(jù)處理和分析、報(bào)警以及監(jiān)控平臺在具體業(yè)務(wù)中的應(yīng)用等內(nèi)容，歡迎大家持續(xù)關(guān)注。

本文作者：王崢，馬蜂窩大數(shù)據(jù)平臺前端技術(shù)專家。

（馬蜂窩技術(shù)原創(chuàng)內(nèi)容，轉(zhuǎn)載務(wù)必注明出處保存文末二維碼圖片，謝謝配合。）

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