一文徹底搞懂前端監控

作者 | 執鳶者       責編 | 歐陽姝黎

前端監控現狀

近年來，前端監控是越來越火，目前已經有很多成熟的產品供我們選擇使用，如下圖所示

有這麼多監控平臺，那爲什麼還要學習自研前端監控？

  • 一方面人家是要錢的

  • 另一方面自己的項目需要定製化的功能。

前端監控的目的

  1. 提升用戶體驗

  2. 更快的發現發現異常、定位異常、解決異常

  3. 瞭解業務數據，指導產品升級——數據驅動的思想

前端監控的流程

3.1 採集

前端監控的第一個步驟就是數據採集，採集的信息包含環境信息、性能信息、異常信息、業務信息。

3.1.1 環境信息

環境信息是每個監控系統必備的內容，畢竟排查問題的時候需要知道來自哪個頁面、瀏覽器是誰、操作用戶是誰……, 這樣才能快速定位問題，解決問題。一般這些常見的環境信息主要包含：

  1. url：正在監控的頁面，該頁面可能會出現性能、異常問題。獲取方式爲：
    window.location.href

  2. ua: 訪問該頁面時該用戶的 userAgent 信息，包含操作系統和瀏覽器的類型、版本等。獲取方式爲：
    window.navigator.userAgent

  3. token：記錄當前用戶是誰。通過記錄該用戶是誰。
    一方面方便將該用戶的所有監控信息建立聯繫，方便數據分析；
    另一方面通過該標識可以查看該用戶的所有操作，方便復現問題。

3.1.2 性能信息

頁面的性能直接影響了用戶留存率，，Google DoubleClick 研究表明：如果一個移動端頁面加載時長超過 3 秒，用戶就會放棄而離開。BBC 發現網頁加載時長每增加 1 秒，用戶就會流失 10%。，Google DoubleClick 研究表明：如果一個移動端頁面加載時長超過 3 秒，用戶就會放棄而離開。BBC 發現網頁加載時長每增加 1 秒，用戶就會流失 10%。所以我們的追求就是提高頁面的性能，爲了提高性能需要監控哪些指標呢？

3.1.2.1 指標分類

指標有很多，我總結爲以下兩個方面：網絡層面和頁面展示層面。

網絡層面

從網絡層面來看涉及的指標有：重定向耗時、DNS 解析耗時、TCP 連接耗時、SSL 耗時、TTFB 網絡請求耗時、數據傳輸耗時、資源加載耗時……, 各個指標的解釋如下表所示：

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頁面展示層面

頁面展示層面的指標是針對用戶體驗提出的幾個指標，包含 FP、FCP、LCP、FMP、DCL、L 等，這幾個指標其實就是 chrome 瀏覽器中 performance 模塊的指標（如圖所示）。

各個指標的解釋如下表所示。

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3.1.2.2 指標求解

上述這麼多指標該怎麼獲取呢？瀏覽器給我們留了相應的接口——神奇的 window.performance，通過該接口可以獲取一些列與性能相關的參數，下面以 https://baidu.com 爲例來看一下與這些指標相關的參數：

window.performance 中的 timing 屬性中的內容不就是爲了求解上述指標所需要的值嗎？看着上面的屬性值再對應下面的 performance 訪問流程圖，整個過程是不是一目瞭然。

有了上面的值我們就一起求解上述的指標：

網絡層面

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頁面展示層面

Google 工程師一直在推動以用戶爲中心的性能指標，所以頁面展示層面的變化較大，求解方式稍有不同：

  1. FP 和 FCP

通過 window.performance.getEntriesByType(‘paint’) 的方式獲取

  1. LCP

  2. FMP

  3. DCL

domContentLoadEventEnd – fetchStart
  1. L
loadEventStart – fetchStart
  1. TTI
domInteractive – fetchStart
  1. FID
function getFID() {
    new PerformanceObserver((entryList, observer) => {
        let firstInput = entryList.getEntries()[0];
        if (firstInput) {
            const FID = firstInput.processingStart - firstInput.startTime;
            console.log('FID', FID);
        }
        observer.disconnect();
    }).observe({type: 'first-input', buffered: true});
}

3.1.3 異常信息

對於網站來說，異常信息是最致命、最影響用戶體驗的問題，需要重點監控。對於異常信息可以分爲兩類：運行時錯誤、接口錯誤。下面就分別來嘮一嘮這兩類錯誤。

運行時錯誤

當 JavaScript 運行時有可能會發生錯誤，可歸類爲七種：語法錯誤、類型錯誤、範圍錯誤、引用錯誤、eval 錯誤、URL 錯誤、資源加載錯誤。爲了捕獲代碼錯誤，需要考慮兩類場景：非 Promise 場景和 Promise 場景，因爲兩種場景捕獲錯誤的策略不同。

  1. 非 Promise 場景

非 Promise 場景可通過監聽 error 事件來捕獲錯誤。對於 error 事件捕獲的錯誤分爲兩類：資源錯誤和代碼錯誤。資源錯誤指的就是 js、css、img 等未加載，該錯誤只能在捕獲階段獲取到，且爲資源錯誤時 event.target.localName 存在值（用此區分資源錯誤與代碼錯誤）；代碼錯誤指的就是語法錯誤、類型錯誤等這一類錯誤，可以獲取代碼錯誤的信息、堆棧等，用於排查錯誤。

2.Promise 場景

Promise 場景的處理方式有所不同，當 Promise 被 reject 且沒有 reject 處理器的時候，會觸發 unhandlerejection 事件，所以通過監聽 unhandlerejection 的事件來捕獲錯誤。

export function listenerPromiseError() {
    window.addEventListener('unhandledrejection', (event) => {
        console.log('這是Promise場景中錯誤', event);
    })
}

接口錯誤

對於瀏覽器來說，所有的接口均是基於 XHR 和 Fetch 實現的，爲了捕獲接口中的錯誤，可以通過重寫該方法，然後通過接口返回的信息來判斷當前接口的狀況，下面以 XHR 爲例來展示封裝過程。

function newXHR() {
    const XMLHttpRequest = window.XMLHttpRequest;
    const oldXHROpen = XMLHttpRequest.prototype.open;
    XMLHttpRequest.prototype.open = (method, url, async) => {
        // 做一些自己的數據上報操作
        return oldXHROpen.apply(this, arguments);
    }

    const oldXHRSend = XMLHttpRequest.prototype.send;
    XMLHttpRequest.prototype.send = (body) => {
        // 做一些自己的數據上報操作
        return oldXHRSend.apply(this, arguments);
    }
}

3.1.4 業務信息

每個產品都會有自己的業務信息，例如用戶在線時長、pv、uv、用戶分佈等，通過獲取這些業務信息才能更加清楚的瞭解目前產品的狀況，以便產品經理更好的去規劃產品的未來方向。由於每個產品業務信息多種多樣，小夥伴本可以按照自己的需求進行撰寫代碼，此處我就不再贅述。

3.2 上報

對於上報的方式無外乎兩種：一種是 Ajax 的方式上報；另一種是通過 Image 的形式進行上報。目前很多大廠採用的上報方式均是通過一個 1*1 像素的的 gif 圖片進行上報，既然人家都採用該種策略，那我們就來嘮一嘮下面兩個問題。

  1. 沒有跨域問題。因爲數據服務器和後端服務器大概率是不同的域名，若採用 Ajax 的方式進行處理還要處理跨域問題，否則數據會被瀏覽器攔截。

  2. 不會阻塞頁面加載，只需 new Image 對象即可。

3.3 分析

日誌上報之後需要進行清洗，獲取自己所需要內容，並將分析內容進行存儲。根據數據量的大小可分爲兩種方式：單機和集羣。

1、單機
訪問量小、日誌少的網站可以採用單機的方式對數據進行分析，例如用 node 讀取日誌文件，然後通過日誌文件中獲取所需要的信息，最終將處理的信息存儲到數據庫中。
2、集羣
很多產品的訪問量很大，日誌很多，此時就需要利用 Hadoop 進行分佈式處理，獲取最終處理結果，其處理流程圖如下所示： 

根據自己的日誌量級決定自己的分析方式，合適的就是最好的，不用一味追求最優的、最先進的處理方式。

3.4 報警

當異常類型超多一定閾值之後需要進行報警通知，讓對應的工作人員去處理問題，及時止損。根據報警的級別不同，可以選擇不同的報警方式。

  1. 郵件——普通報警

  2. 短信——嚴重報警，已影響部分業務

  3. 電話——特別嚴重，例如系統已宕機

參考

http://www.alloyteam.com/2020/01/14184/#prettyPhoto 

https://www.colabug.com/2019/1224/6767570/amp/

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來源：https://mp.weixin.qq.com/s/TRpJ0__cS0HcqkcPGEeyIA

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