PV-UV-IP 与埋点技术实现

前言

埋点技术在很多流量较大的应用中经常使用到的热门技术，旨在通过在用户进行操作或者请求的时候，记录下这些操作，然后针对记录的操作数量、操作频率才重新设计产品，提高用户体验，而埋点技术在前端的实现相比起后端来说也较为多见，这是因为用户的操作并不一定会带来http请求，而且前端SPA盛行后后端很难监测后用户对页面浏览的情况，所以重担当然就压在前端身上来。

小插曲：其实在大部分的功能性应用中，通过对各功能模块的埋点监测，Banner轮播图的用户访问率非常低，也就是所Banner的存在大部分情况下只是一个好看的装饰品，这一点也引发了大量产品经理的争论。

PV、UV、IP在网站运营和管理中是非常常见的3个Metric，也是产品经理心心念念每天茶不思饭不想的三个宝贝，对于应用开发者来说，也必然会接到相关的开发需求，那么待会儿就会来聊一下这三个小宝贝。

什么是PV、UV、IP

PV（Page View）访问量, 即页面浏览量或点击量，衡量网站用户访问的网页数量；在一定统计周期内用户每打开或刷新一个页面就记录1次，多次打开或刷新同一页面则浏览量累计。说白了就是统计一下某些页面在一段时间比如一天内被访问了多少次，哪怕是同一个用户访问多次也没关系，说不定这个用户就是特别钟爱这个页面呢？所以重复访问是计算为有效的。

UV（Unique Visitor）独立访客，统计1天内访问某站点的用户数(以cookie为依据);访问网站的一台电脑客户端为一个访客。可以理解成访问某网站的电脑的数量。网站判断来访电脑的身份是通过来访电脑的cookies实现的。如果更换了IP后但不清除cookies，再访问相同网站，该网站的统计中UV数是不变的。如果用户不保存cookies访问、清除了cookies或者更换设备访问，计数会加1。00:00-24:00内相同的客户端多次访问只计为1个访客。说白了就是根据用户登陆后所记录的cookie（来源可能是session或者token）来标识一个用户，以统计有多少用户访问应用。

IP（Internet Protocol）独立IP数，是指1天内多少个独立的IP浏览了页面，即统计不同的IP浏览用户数量。同一IP不管访问了几个页面，独立IP数均为1；不同的IP浏览页面，计数会加1。 IP是基于用户广域网IP地址来区分不同的访问者的，所以，多个用户（多个局域网IP）在同一个路由器（同一个广域网IP）内上网，可能被记录为一个独立IP访问者。如果用户不断更换IP，则有可能被多次统计。说白了就是根据用户的IP来标识一个用户，以统计有多少用户访问应用。

误差来自于哪里

但是PV、UV和IP的统计方式都是会有误差的。

例如统计PV的时候，来源不明的水军可能会利用脚本不断的重复访问某个网页，使得PV数不正常激增，此时PV > 真实数据。

统计UV的时候，如果有个用户不断清除cookie或者换了很多台设备来访问的话，那么这个用户会被统计多次，此时 UV > 真实数据。 如果多个使用者共用一个账号和同一个设备的时候，此时UV < 真实数据。

统计IP的时候，如果用户切换了手机的网络模式（4g -> wifi）此时IP > 真实数据，多个使用者共用同一个设备的时候，此时IP < 真实数据。 ** 也就是误差总是存在的，在数据量较多，统计周期较长并明显存在某些规律的情况下，其实这些误差也是可以忽略的。

技术实现

触发时机

其实无论是PV、UV的统计（IP的统计一般后端可以独立完成，不需要前端的参与），还是埋点技术，说穿了就是要在合适的时机向后端发送一个合适的请求。

什么时机才算是合适的时机呢？这也要具体情况具体分析，比如，PV量统计一般是在路由跳转监听中进行，我们可以在一个全局性的路由钩子中实现。而UV的统计则依赖后端多一些，前端只需要把种好的cookie信息再携带到任意请求的请求体中即可，后端来进行过滤筛选。

埋点技术场景则复杂一些，比如在某些按钮的点击操作中，滚动条的监听事件处理程序中等等。

如何发送请求

PV、UV以及埋点中请求的时机各有不同，发送请求的方式其实也会有选择的空间。

常见的请求的方式例如使用ajax或者fetch来发送GET/POST请求当然可以解决需要，但是这样的方式往往消耗比较大，相应速度也会较慢，好处在于传输到后端的数据可以携带的稍微多一些，请求回来的数据一般都是JSON格式的数据，处理起来也很方便。

但是用Ajax或者fetch的话，很可能带来跨域的问题，因为有的时候记录埋点数据和PV、UV数据的服务器是与应用服务器分离的。

而且其实很多情况下前端在发送此类请求的时候，并不会传递很多信息，往往只是几个简单的query params字段，而且也并不期待服务端的返回信息来使用。

所以真正使用场景较多的实现方式是以img请求的方式来进行的。

Image Beacon技术

上面收到大部分情况下使用img请求的方式是最可行的，那么是为什么呢？具体要怎么实现呢？

首先，利用Image Beacon是不会碰到跨域问题的，浏览器的安全级别限制不针对这个。

而且请求体的体积较小，请求速度较快，网络资源消耗较少。

既然如此，那为什么不选择其他类型文件的请求例如JS文件、CSS文件或者TTF字体类的文件呢？

是因为JS等类型的文件必须要插入到文档树中浏览器才会发送请求，很可能带来渲染的成本而且有可能会阻塞文档树的渲染，但是图片请求则不然，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。

说到这里，还有最后一个选择要做，就是应该使用什么格式的Img呢？

首先，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，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。

那么BMP、PNG和GIF格式都支持透明格式，我们要选择哪种呢？答案是GIF格式，据统计，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，体积小请求成本当前就会较低。

最后总结一下为什么此类请求最佳方案是使用GIF格式的1 * 1尺寸透明图片呢？

能够完成整个 HTTP 请求+响应（尽管不需要响应内容）
触发 GET 请求之后不需要获取和处理数据、服务器也不需要发送数据
跨域友好
执行过程无阻塞
相比 XMLHttpRequest 对象发送 GET 请求，性能上更好
GIF的最低合法体积最小（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）

最最神奇的是，其实后端都不需要返回前端这个1 * 1的图片，因为前端根本不需要将其渲染到body中，所以后端返回204 -- Not Content都没啥关系，因为我们的目标只有发送请求，请求发送之后，其他的都可以不计较了。

项目中的具体应用

接下来我们来看一下在项目中要怎么去实现PV、UV的统计以及埋点，在这里我以Vue项目为例。

封装beacon动作方法

/**
 * @module beacon实现模块
*/
import Qs from 'querystring'

/**
 * @function 具体的beacon动作
 * @param {String} apiUrl 发送的接口请求
 * @param {Object} params 具体发送的数据
 * @example beaconAction('/api/recored', { url: '...' }).then((res) => {}).catch((error) => {})
 */
export const beaconAction = (apiUrl, params) => {
  /** 如果参数不是字符串则转换为query-string  */
  let _params = typeof params === 'string' ? params : Qs.stringify(params)
  /** 创建Image对象来发送请求  */
  let img = new Image(1, 1)
  let src = `${apiUrl}?${_params}`
  img.src = src
  /** 其实并不需要将此图片append到body中，请求此时已经发送，目的已经达成了  */
  /** 利用load和error事件来监听动作的完成，返回Promise便于操作  */
  return new Promise((resolve, reject) => {
    img.onload = function () {
      resolve({ code: 200, data: 'success!' })
    }
    img.onerror = function (e) {
      reject(new Error(e.error))
    }
  })
}

在路由监听中记录PV、UV

/**
 * PV/UV记录
 */
router.afterEach((to, from) => {
  const path = to.path
  /** 如果开启了登陆权限验证 */
  if (process.env.AUTH_ENABLED) {
    /** 除了登陆界面，其他路由界面都请求记录 */
    if (to.path !== '/login') {
      pathBeaconAction(path)
    }
  }
})

Vue中实现埋点

在vue中推荐大家使用自定义指令来实现埋点操作，封装好合适的自定义指令后，就可以在需要埋点的dom或者组件上通过非常轻松的指令设置来实现埋点效果。

在这里推荐大家使用一个第三方指令** v-track** 来完成需求，大家可以移步官网来查看详细的使用说明。

使用方式：

<!-- 页面行为埋点（track-view为v-track全局注册的组件） -->
<track-view v-track:18015></track-view>
<track-view v-track:18015.watch="{ rest }"></track-view>
<track-view v-track:18015.watch.delay="{ rest }"></track-view>
<track-view v-if="rest" v-track:18015></track-view>
 
<!-- 事件行为埋点（DOM） -->
<div v-track:18015.click="handleClick"></div>
<div v-track:18015.click="{ handleClick, item, index }"></div>
<div v-track:18015.click.async="{ handleSearch, rest }"></div>
<div v-track:18015.click.delay="handleClick"></div>
 
<!-- 事件行为埋点（组件） -->
<cmp v-track:18015.click="handleClick"></cmp>
<cmp v-track:18015.[自定义事件名]="handleSearch"></cmp>
<cmp v-track:18015.[自定义事件名].delay="handleSearch"></cmp>
<cmp v-track:18015.[自定义事件名].async="{ handleSearch, rest }"></cmp>
 
<!-- 区域展现埋点（block 可以是 DOM 或者组件） -->
<block v-track:18015.show></block>
<block v-track:18015.show.once></block>
<block v-track:18015.show.custom="{ ref: 'scroll' }"></block>
<block v-track:18015.show.custom.once="{ ref: 'scroll' }"></block>

修饰符说明：

.click 表示事件行为的埋点
.[custom-event] 表示自定义事件行为的埋点
.native 表示监听组件原生click事件行为的埋点
.watch 表示页面异步行为的埋点
.async 配合.click指令，表示异步事件行为的埋点
.delay 表示埋点是否延迟执行，默认先执行埋点再执行回调
.show 表示区域曝光埋点
.once 配合.show指令，只执行一次埋点
.custom 配合.show指令，表示使用自定义scroll事件

后语

埋点和PVUV的实现方案实在是太多了，而每一种方案都会引起很多人的讨论，在此希望诸君也能有自己的想法，欢迎来讨论。