从零开始搭建前端监控系统一web探针sdk

前言

本系列文章旨在讲解如何从零开始搭建前端监控系统。

项目已经开源

项目地址：

• https://github.com/bombayjs/b… (web sdk)
• https://github.com/bombayjs/b… (服务端，用于提供 api)(未完)
• https://github.com/bombayjs/b…（后台管理系统，可视化数据等）（未完）

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本文是该系列第一篇，web 探针 sdk 的设计与开发，重点讲解 sdk 包含的功能与实现。

功能

• 上报 pv uv
• 捕获 error
• 上报性能 performance
• 上报用户轨迹
• 支持单页面
• hack ajax fetch
• 上报加载的资源
• hack console
• hack onpopstate
• 暴露全局变量__bb
• 埋点 sum avg msg api

捕获异常

window.onerror 异常处理

window.onerror = function (msg, url, row, col, error) {
    console.log({msg,  url,  row, col, error})
    return true;
};

注意：

• window.onerror 函数只有在返回 true 的时候，异常才不会向上抛出
• window.onerror 无法捕获资源异常的错误，因为网络请求异常不会事件冒泡

所以我们一般不用 window.onerror，而采用 window.addEventListener(‘error’,callback)

window.addEventListener('error', (msg, url, row, col, error) => {
    console.log(msg, url, row, col, error);
    return true;
}, true);

tips: 如何区分是捕获的异常还是资源错误，可以通过 instanceof 区分，捕获的异常 instanceof 是 ErrorEvent, 而资源错误 instanceof 是 Event

可以参考如下代码

export function handleErr(error): void {switch (error.type) {
    case 'error':
        error instanceof ErrorEvent ? reportCaughtError(error)  : reportResourceError(error)
      break;
    case 'unhandledrejection':
      reportPromiseError(error)
    break;
    // case 'httpError':
    //     reportHttpError(error)
    //   break;
  }
  setGlobalHealth('error')
}

promise 异常

promise 异常无法用 onerror 或 try-catch 捕获。可以监听 unhandledrejection 事件

window.addEventListener("unhandledrejection", function(e){e.preventDefault()
    console.log(e.reason);
    return true;
});

iframe 异常

iframe 异常抛出的异常是Script error., 我们一般直接忽略，不进行上报

页面性能

通过 window.performance 我们可以获取到以下各个阶段的耗时，从而计算出关键性能指标。

tips: 通过 window.navigator.connection.bandwidth 我们可以预估带宽

用户行为

这里的用户行为暂时只 click 事件和console

监听点击事件

window.addEventListener('click', handleClick, true);
 
// handleClick 事件定义
export function handleClick(event) {
  var target;
  try {target = event.target} catch (u) {target = "<unknown>"}
  if (0 !== target.length) {
    var behavior: clickBehavior = {
      type: 'ui.click',
      data: {message: function (e) {if (!e || 1 !== e.nodeType) return "";
          for (var t = e || null, n = [], r = 0, a = 0,i = ">".length, o = ""; t && r++ < 5 &&!("html" === (o = normalTarget(t)) || r > 1 && a + n.length * i + o.length >= 80);) 
          n.push(o), a += o.length, t = t.parentNode;
          return n.reverse().join(">")
      }(target),
      }
    }
    // 空信息不上报
    if (!behavior.data.message) return
    let commonMsg = getCommonMsg()
    let msg: behaviorMsg = {
      ...commonMsg,
      ...{
        t: 'behavior',
        behavior,
      }
    }
    report(msg)
  }
}

最终上报数据格式如下

{
"type": "ui.click",
"data": {"message": "div#mescroll.mescroll.mescroll-bar > div.index__search-content___1Q2eh"}
}

重写 console

要监听 console，我们就得重写 window.console 方法

// hack console
//  Config.behavior.console 取值为["debug", "info", "warn", "log", "error"]
export function hackConsole() {if (window && window.console) {for (var e = Config.behavior.console, n = 0; e.length; n++) {var r = e[n];
      var action = window.console[r]
      if (!window.console[r]) return;
        (function (r, action) {window.console[r] = function() {var i = Array.prototype.slice.apply(arguments)
            var s: consoleBehavior = {
              type: "console",
              data: {
                level: r,
                message: JSON.stringify(i),
              }
            };
            handleBehavior(s)
            action && action.apply(null, i)
          }
        })(r, action)
    }
  }
}

支持单页面

目前很多监控都不支持单页面，要实现支持单页面我们必须知道单页面跳转原理。目前一般有 hash 和 history 两种方式

hash

hash 比较简单，监听 hashchange 就可以

on('hashchange', handleHashchange)

history

history 依赖 HTML5 History API 和服务器配置。主要依赖 history.pushState 和 history.replaceState

下面我们想浏览器执行这两个方法的时候，派发同一个事件 historystatechanged 出来，那就需要重写着两个方法

/**
 * hack pushstate replaceState
 * 派送 historystatechange historystatechange 事件
 * @export
 * @param {('pushState' | 'replaceState')} e
 */
export function hackState(e: 'pushState' | 'replaceState') {var t = history[e]
  "function" == typeof t && (history[e] = function (n, i, s) {!window['__bb_onpopstate_'] && hackOnpopstate(); // 调用 pushState 或 replaceState 时 hack Onpopstate
    var c = 1 === arguments.length ? [arguments[0]] : Array.apply(null, arguments),
        u = location.href,
        f = t.apply(history, c);
    if (!s || "string" != typeof s) return f;
    if (s === u) return f;
    try {var l = u.split("#"),
            h = s.split("#"),
            p = parseUrl(l[0]),
            d = parseUrl(h[0]),
            g = l[1] && l[1].replace(/^\/?(.*)/, "$1"),
            v = h[1] && h[1].replace(/^\/?(.*)/, "$1");
        p !== d ? dispatchCustomEvent("historystatechanged", d) : g !== v && dispatchCustomEvent("historystatechanged", v)
    } catch (m) {warn("[retcode] error in" + e + ":" + m)
    }
    return f
  }, history[e].toString = fnToString(e))
}

然后只需要监听 historystatechanged 就可以了

on('historystatechanged', handleHistorystatechange)

tips: 这里用到了 window.CustomEvent 这个 api

上报资源

资源是指网页外部资源，如图片、js、css 等

原理就是通过 performance.getEntriesByType("resource") 获取页面加载的资源

export function handleResource() {
  var performance = window.performance
  if (!performance || "object" != typeof performance || "function" != typeof performance.getEntriesByType) return null;
  let commonMsg = getCommonMsg()
  let msg: ResourceMsg = {
    ...commonMsg,
    ...{
      dom: 0,
      load: 0,
      t: 'res',
      res: '',
    }
  }
  var i = performance.timing || {},
      o = performance.getEntriesByType("resource") || [];
  if ("function" == typeof window.PerformanceNavigationTiming) {var s = performance.getEntriesByType("navigation")[0];
    s && (i = s)
  }
  each({dom: [10, 8],
    load: [14, 1]
  }, function (e, t) {var r = i[TIMING_KEYS[e[1]]],
          o = i[TIMING_KEYS[e[0]]];
      if (r > 0 && o > 0) {var s = Math.round(o - r);
          s >= 0 && s < 36e5 && (msg[t] = s)
      }
  })
  // 过滤忽略的 url
  o = o.filter(item => {var include = getConfig('ignore').ignoreApis.findIndex(ignoreApi => item.name.indexOf(ignoreApi) > -1)
    return include > -1 ? false : true
  })
  msg.res = JSON.stringify(o)
  report(msg)
}

监听 api 接口

这里会通过改写 ajax 或 fetch 来实现自动上报接口调用成功失败的信息，当然如果不是通过这两种方式发起网络请求的，也额外支持 __bb.api() 手动上报

重写 ajax

// 如果返回过长，会被截断，最长 1000 个字符
function hackAjax() {if ("function" == typeof window.XMLHttpRequest) {
    var begin = 0,
        url ='',
        page = ''
        ;
    var __oXMLHttpRequest_ = window.XMLHttpRequest
    window['__oXMLHttpRequest_'] = __oXMLHttpRequest_
    window.XMLHttpRequest = function(t) {var xhr = new __oXMLHttpRequest_(t)
      if (!xhr.addEventListener) return xhr
      var open = xhr.open,
        send = xhr.send
      xhr.open = function (method: string, url?: string) {var a = 1 === arguments.length ? [arguments[0]] : Array.apply(null, arguments);
        url = url
        page = parseUrl(url)
 
        open.apply(xhr,a)
      }
      xhr.send = function() {begin = Date.now()
        var a = 1 === arguments.length ? [arguments[0]] : Array.apply(null, arguments);
        send.apply(xhr,a)
      }
      xhr.onreadystatechange = function() {if (page && 4=== xhr.readyState) {var time = Date.now() - begin
          if (xhr.status >= 200 && xhr.status <= 299) {
            var status = xhr.status || 200
            if ("function" == typeof xhr.getResponseHeader) {var r = xhr.getResponseHeader("Content-Type");
              if (r && !/(text)|(json)/.test(r))return
            }
            handleApi(page, !0, time, status, xhr.responseText.substr(0,Config.maxLength) || '', begin)
          } else {handleApi(page, !1, time, status || 'FAILED', xhr.responseText.substr(0,Config.maxLength) || '', begin)
          }
        }
      }
      return xhr
    }
  }
}

重写 fetch

function hackFetch(){if ("function" == typeof window.fetch) {
    var __oFetch_ = window.fetch
    window['__oFetch_'] = __oFetch_
    window.fetch = function(t, o) {var a = 1 === arguments.length ? [arguments[0]] : Array.apply(null, arguments);
      var begin = Date.now(),
          url = (t && "string" != typeof t ? t.url : t) || "",
          page = parseUrl((url as string));
      if (!page) return __oFetch_.apply(window, a)
      return __oFetch_.apply(window, a).then(function (e) {var response = e.clone(),
            headers = response.headers;
        if (headers && 'function' === typeof headers.get) {var ct = headers.get('content-type')
          if (ct && !/(text)|(json)/.test(ct)) return e
        }
        var time = Date.now() - begin;
          response.text().then(function(res) {if (response.ok) {handleApi(page, !0, time, status, res.substr(0,1000) || '', begin)
            } else {handleApi(page, !1, time, status, res.substr(0,1000) || '', begin)
            }
          })
        return e
      })
    }
  }
}

手动埋点

支持 sum avg api msg 等多种手动上报方式

更多资源

https://github.com/abc-club/f…