统计学(4)：AB测试—实验流程

在之前的两篇文章里，我们详细介绍了AB测试的理论基础，以及如何科学全面地对AB测试的结果进行分析。有了这些基础之后，我们来看一下实际工作如何进行AB测试。

1AB测试的流程

工作中进行完整的AB测试流程包括以下几个步骤：

• 分析现状：针对当前产品情况，根据业务数据，提出优化方案（一般由数据分析师和产品经理确定）。
• 确定评估指标：确定衡量优化效果的指标（如：CTR，停留时长等）。
• 设计与开发：确定优化版本的设计原型，并完成技术实现（通常与数据分析师无关）。
• 分配流量：确定实验分层分流方案，以及实验需要切分多少流量,一般根据最小样本量确定。
• 确定实验有效天数：实验的有效天数即为实验进行多少天能达到流量的最小样本量。
• 采集并分析数据：提取实验数据，对实验结果进行分析。
• 根据试验结果，确定是否推广到全量或者是调整之后继续实验。

了解了整体的流程之后，我们对其中一些比较关键的地方做进一步的阐述。

2分配流量

通常由于流量有限，以及同时进行的AB实验量比较大，为了保证流量高效使用需要利用分层和分流的流量分配机制。

根据不同的实验共享流量的情况下，不同的实验之间是否会产生干扰，将实验类型分为正交实验和互斥实验。

2.1 正交实验

正交是指用户进入所有的实验之间没有必然关系。比如进入X层的用户再进入Y层也是均匀分布的，而不是集中在某一块区间内。

2.2 互斥实验

指两个实验流量独立，用户只能进入其中一个实验。比如进入X实验的用户就不能进入Y实验。

2.3 分层、分流规则

为了更充分、更高效的使用流量，实际往往是多组试验同时存在，既有正交，又有互斥。

（1）规则描述

• 域1和域2瓜分流量，域1和域2是互斥的。
• 域2中，B1层、B2层、B3层的流量相等，此时B1层、B2层、B3层的流量是正交的。
• B1层中的B1-1，B1-2，B1-3之间又是互斥的。

根据以上规则我们可以不断的在此模型中增加域、层，并且可以互相嵌套。这要与实际的业务来相结合来确定。

（2）使用场景

B1层、B2层、B3层应分别设置为互不干扰的实验（正交实验）,比如UI层、搜索结果层、广告结果层，这样不会对实际业务产生影响。

同一类型的实验（互斥实验）应该在同一层内进行，并且需要考虑到不同实验互相的依赖，比如按照B1层切分。

域1的此种分流的意义在于，当我们做一个实验，并且希望其他任何实验都不能对实验进行干扰，保证最后实验的可信度。

2.4 分流算法

对于庞大的用户群体，也就是我们所说的流量。我们如何实现正交和互斥实验的随机均匀分流呢？通常我们用的是Hash算法，具体算法原理这里就不多做介绍了，我们主要了解下在不同实验组成的流量层内、以及同一实验不用版本之间如何利用哈希算法分流：

（1）流量层内分流

流量层内分流的hash因子包括设备 id、流量层 id，每一个设备id代表一个用户。当请求流经一个流量层时，只会命中层内一个实验，即同一个用户同一个请求每层最多只会命中一个实验。

通过murmurhash2 算法，可以使hash因子通过微小的变化而结果差异巨大。然后对 100 求余之后+1，最终得到 1 到 100 之间的数值。

（2）实验内版本分流

实验的 hash 因子有设备 id、策略 id、流量层 id。通过策略id与版本进行匹配。规则如下：

3最小样本量

从理论上讲，样本量越多越好：

因为当样本数量很少的时候，实验容易被新的样本点带偏，造成了实验结果不稳定，难以得出确信的结论。

相反的，样本数量变多，实验说服性也更强。

但是在现实操作中，样本量应该越少越好，这是因为：

• 流量有限：公司流量有限，不合理分配流量，产品迭代速度会大大降低。
• 试错成本大：如果使用50%的流量进行实验，一周后结果表明实验组的总收入下降了20%。算下来，实验在一周内给整个公司带来了10%的损失。试错成本太高。

因此需要计算满足实验要求的最小样本量，最小样本量是根据统计功效进行计算的，主要分两类：绝对值类（例如：UV）和比率类（例如：点击率）：

（1）均值类

均值类假设检验形式通常为：

故对应的样本量计算公式为：

其中，两组样本量之比为

统计功效的计算公式为：

（2）比例类

均值类假设检验形式通常为：

故对应的样本量计算公式为：

统计功效的计算公式为：

4实验有效天数

实验的有效天数的确定需要考虑两个因素：

（1）试验进行多少天能达到流量的最小样本量

（2）同时还要考虑到用户的行为周期和适应期

• 用户的行为周期

  部分行业用行为存在周期性，例如电商用户购买行为，周末与工作日有显著差异。故实验有效天数应覆盖一个完整的用户行为周期。

• 用户适应期

  如果进行的样式改版一类的实验，新版本上线用户会因为新奇效应而存在一定得适应期。故应考虑适应期在实验有效天数内，然后再分析实验结果。适应期的长短通常以足量用户流量参与试验后的2到3天为宜。

5实验结果分析

此部分内容我们在上一篇文章中有了非常详尽的叙述，有兴趣的可以参考：

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