前端页面JS埋点自定义采集实现

1 设计实现

1.1 确定收集信息

名称	途径	备注
访问时间	web server	Nginx $msec
IP	web server	Nginx $remote_addr
域名	javascript	document.domain
URL	javascript	document.URL
页面标题	javascript	document.title
分辨率	javascript	window.screen.height & width
颜色深度	javascript	window.screen.colorDepth
Referrer	javascript	document.referrer
浏览客户端	web server	Nginx $http_user_agent
客户端语言	javascript	navigator.language
访客标识	cookie	Nginx $http_cookie
网站标识	javascript	自定义对象
状态码	web server	Nginx $status
发送内容量	web server	Nginx $body_bytes_sent

1.2 确定埋点代码

埋点，是网站分析的一种常用的数据采集方法。核心就是在需要进行数据采集的关键点植入统计代码，进行数据的采集。比如以谷歌分析原型来说，需要在页面中插入一段它提供的javascript片段，这个片段往往被称为埋点代码。

<script type="text/javascript">  var maq = _maq || [];  _maq.push(['setAccount', 'UA-XXXXX-X']);  (function() {   var ma = document.createElement('script'); ma.type = 'text/javascript'; ma.async = true;   ma.src = 'xxxxx/ma.js';   var s = document.getElementsByTagName('script')[0]; s.parentNode.insertBefore(ma, s);  })(); </script>

其中_maq是全局数组，用于放置各种配置，其中每一条配置的格式为：

_maq.push(['Action', 'param1', 'param2', ...]);

_maq的机制不是重点，重点是后面匿名函数的代码，这段代码的主要目的就是引入一个外部的js文件（ma.js），方式是通过document.createElement方法创建一个script并根据协议（http或https）将src指向对应的ma.js，最后将这个元素插入页面的dom树上。

注意ma.async = true的意思是异步调用外部js文件，即不阻塞浏览器的解析，待外部js下载完成后异步执行。这个属性是HTML5新引入的。

扩展知识：js自调用匿名函数

格式：

(function(){})();

第一对括号向脚本返回未命名的函数；后一对空括号立即执行返回的未命名函数，括号内为匿名函数的参数。

自调用匿名函数的好处是，避免重名，自调用匿名函数只会在运行时执行一次，一般用于初始化。

1.3 前端数据收集脚本

数据收集脚本（ma.js）被请求后会被执行，一般要做如下几件事：

1、通过浏览器内置javascript对象收集信息，如页面title（通过document.title）、referrer（上一跳url，通过document.referrer）、用户显示器分辨率（通过windows.screen）、cookie信息（通过document.cookie）等等一些信息。

2、解析_maq数组，收集配置信息。这里面可能会包括用户自定义的事件跟踪、业务数据（如电子商务网站的商品编号等）等。

3、将上面两步收集的数据按预定义格式解析并拼接（get请求参数）。

4、请求一个后端脚本，将信息放在http request参数中携带给后端脚本。

这里唯一的问题是步骤4，javascript请求后端脚本常用的方法是ajax，但是ajax是不能跨域请求的。一种通用的方法是js脚本创建一个Image对象，将Image对象的src属性指向后端脚本并携带参数，此时即实现了跨域请求后端。这也是后端脚本为什么通常伪装成gif文件的原因。

示例代码：

整个脚本放在匿名函数里，确保不会污染全局环境。

(function () {var params = {};//Document对象数据if(document) {params.domain = document.domain || ''; params.url = document.URL || ''; params.title = document.title || ''; params.referrer = document.referrer || ''; }   //Window对象数据if(window && window.screen) {params.sh = window.screen.height || 0;params.sw = window.screen.width || 0;params.cd = window.screen.colorDepth || 0;}   //navigator对象数据if(navigator) {params.lang = navigator.language || ''; }   //解析_maq配置if(_maq) {for(var i in _maq) {switch(_maq[i][0]) {case '_setAccount':params.account = _maq[i][1];break;default:break;}   }   }   //拼接参数串var args = ''; for(var i in params) {if(args != '') {args += '&';}   args += i + '=' + encodeURIComponent(params[i]);}   //通过Image对象请求后端脚本var img = new Image(1, 1); img.src = 'http://xxx.xxxxx.xxxxx/log.gif?' + args;
})();

1.4 后端脚本

log.gif是一个伪装成gif图片的脚本。一般需要完成以下几件事情：

1、解析http请求参数得到信息。

2、从Web服务器中获取一些客户端无法获取的信息，如访客ip等。

3、将信息按格式写入log。

4、生成一副1×1的空gif图片作为响应内容并将响应头的Content-type设为image/gif。

5、在响应头中通过Set-cookie设置一些需要的cookie信息。

设置cookie目的：

之所以要设置cookie是因为如果要跟踪唯一访客，通常做法是如果在请求时发现客户端没有指定的跟踪cookie，则根据规则生成一个全局唯一的cookie并种植给用户，否则Set-cookie中放置获取到的跟踪cookie以保持同一用户cookie不变。这种做法虽然不是完美的（例如用户清掉cookie或更换浏览器会被认为是两个用户），但是目前被广泛使用的手段。

我们使用nginx的access_log做日志收集，不过有个问题就是nginx配置本身的逻辑表达能力有限，所以选用OpenResty做这个事情。

OpenResty是一个基于Nginx扩展出的高性能应用开发平台，内部集成了诸多有用的模块，其中的核心是通过ngx_lua模块集成了Lua，从而在nginx配置文件中可以通过Lua来表述业务。

Lua 是一种轻量小巧的脚本语言，用标准C语言编写并以源代码形式开放，其设计目的是为了嵌入应用程序中，从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。

首先，需要在nginx的配置文件中定义日志格式：

log_format tick
"$msec||$remote_addr||$status||$body_bytes_sent||$u_domain||$u_url||$u_title||$u_referrer||$u_sh||$u_sw||$u_cd||$u_lang||$http_user_agent||$u_account";

注意这里以u_开头的是我们待会会自己定义的变量，其它的是nginx内置变量。然后是核心的两个location：

location / log.gif {#伪装成gif文件default_type image/gif;    #本身关闭access_log，通过subrequest记录logaccess_log off;access_by_lua "-- 用户跟踪cookie名为__utracelocal uid = ngx.var.cookie___utrace        if not uid then-- 如果没有则生成一个跟踪cookie，算法为md5(时间戳+IP+客户端信息)uid = ngx.md5(ngx.now() .. ngx.var.remote_addr .. ngx.var.http_user_agent)end ngx.header['Set-Cookie'] = {'__utrace=' .. uid .. '; path=/'}if ngx.var.arg_domain then-- 通过subrequest子请求到/i-log记录日志，将参数和用户跟踪cookie带过去ngx.location.capture('/i-log?' .. ngx.var.args .. '&utrace=' .. uid)end ";  #此请求资源本地不缓存add_header Expires "Fri, 01 Jan 1980 00:00:00 GMT";add_header Pragma "no-cache";add_header Cache-Control "no-cache, max-age=0, must-revalidate";#返回一个1×1的空gif图片empty_gif;
}   location /i-log {#内部location，不允许外部直接访问internal;#设置变量，注意需要unescape，来自ngx_set_misc模块set_unescape_uri $u_domain $arg_domain;set_unescape_uri $u_url $arg_url;set_unescape_uri $u_title $arg_title;set_unescape_uri $u_referrer $arg_referrer;set_unescape_uri $u_sh $arg_sh;set_unescape_uri $u_sw $arg_sw;set_unescape_uri $u_cd $arg_cd;set_unescape_uri $u_lang $arg_lang;set_unescape_uri $u_account $arg_account;#打开日志 log_subrequest on;#记录日志到ma.log 格式为tickaccess_log /path/to/logs/directory/ma.log tick;#输出空字符串echo '';
}

要完全掌握这段脚本的每一个细节还是比较吃力的，用到了诸多第三方ngxin模块（全都包含在OpenResty中了），重点都用注释标出来，可以不用完全理解每一行的意义，只要大约知道这个配置完成了我们提到的后端逻辑就可以了。

1.5 日志格式

日志格式主要考虑日志分隔符，一般会有以下几种选择：

固定数量的字符、制表符分隔符、空格分隔符、其他一个或多个字符、特定的开始和结束文本。

1.6 日志切分

日志收集系统访问日志时间一长文件变得很大，而且日志放在一个文件不便于管理。通常要按时间段将日志切分，例如每天或每小时切分一个日志。通过crontab定时调用一个shell脚本实现，如下：

nginx_path_prefix=/usr/local/nginx
time=`date +%Y%m%d%H`
mv ${nginx_path_prefix}/logs/user_defined.log ${nginx_path_prefix}/logs/user_defined-${time}.log
kill -USR1 `cat ${nginx_path_prefix}/logs/nginx.pid`

这个脚本将user_defined.log移动重命名为user_defined-${time}.log，然后向nginx发送USR1信号令其重新打开日志文件。

USR1通常被用来告知应用程序重载配置文件, 向服务器发送一个USR1信号将导致以下步骤的发生：停止接受新的连接，等待当前连接停止，重新载入配置文件，重新打开日志文件，重启服务器，从而实现相对平滑的不关机的更改。

cat ${nginx_path_prefix}/logs/nginx.pid 取 nginx 的进程号

然后再/etc/crontab里加入一行：

59 * * * * root /path/to/directory/rotatelog.sh

在每个小时的59分启动这个脚本进行日志轮转操作。

2 系统环境部署

服务器中安装依赖

yum -y install gcc perl pcre-devel openssl openssl-devel

上传LuaJIT-2.0.4.tar.gz并安装LuaJIT

tar -zxvf LuaJIT-2.0.4.tar.gz -C /usr/local/src/cd /usr/local/src/LuaJIT-2.0.4/make && make install PREFIX=/usr/local/luajit

设置LuaJIT环境变量

vi /etc/profileexport LUAJIT_LIB=/usr/local/luajit/libexport LUAJIT_INC=/usr/local/luajit/include/luajit-2.0source  /etc/profile

创建modules文件夹，保存nginx依赖的模块

mkdir -p /usr/local/nginx/modules

上传nginx依赖的模块

set-misc-nginx-module-0.29.tar.gz lua-nginx-module-0.10.0.tar.gzngx_devel_kit-0.2.19.tar.gzecho-nginx-module-0.58.tar.gz

将依赖的模块直接解压到modules目录

tar -zxvf lua-nginx-module-0.10.0.tar.gz -C /usr/local/nginx/modules/tar -zxvf set-misc-nginx-module-0.29.tar.gz -C /usr/local/nginx/modules/tar -zxvf ngx_devel_kit-0.2.19.tar.gz -C /usr/local/nginx/modules/tar -zxvf echo-nginx-module-0.58.tar.gz -C /usr/local/nginx/modules/

安装openresty

tar -zxvf openresty-1.9.7.3.tar.gz -C /usr/local/src/cd /usr/local/src/openresty-1.9.7.3/./configure --prefix=/usr/local/openresty --with-luajit && make && make install

安装nginx

tar -zxvf nginx-1.8.1.tar.gz -C /usr/local/src/

编译nginx并支持其他模块

cd /usr/local/src/nginx-1.8.1/./configure --prefix=/usr/local/nginx \--with-ld-opt="-Wl,-rpath,/usr/local/luajit/lib" \--add-module=/usr/local/nginx/modules/ngx_devel_kit-0.2.19 \--add-module=/usr/local/nginx/modules/lua-nginx-module-0.10.0 \--add-module=/usr/local/nginx/modules/set-misc-nginx-module-0.29 \--add-module=/usr/local/nginx/modules/echo-nginx-module-0.58 make -j2make install

备注：如果对linux相关操作不熟，请严格按照上述步骤搭建环境，切记心细，心细，再心细。

3 自定义采集数据实现

3.1 方案一：基本功能实现

a) 创建页面index.html，添加埋点代码，放入nginx默认目录nginx/html下。

b) 在默认目录nginx/html下添加一个数据采集脚本ma.js。

c) 修改nginx的配置文件，添加自定义相关业务逻辑。

d) 启动nginx

sbin/nginx -c conf/nginx.conf

e) 通过游览器访问nginx

f) 观察自定义日志采集文件是否有对应的内容输出

tail -f logs/user_defined.log

此时还可以观察nginx默认的输出日志文件

tail -f logs/access.log

停止nginx:

sbin/nginx –s stop

3.2 方案二：页面点击事件

详细步骤请参考附件资料。