如何精确统计页面停留时长
每天叫醒你的不是闹钟，而是姿势
01
背景
页面停留时间（Time on Page）简称 Tp，是网站分析中很常见的一个指标，用于反映用户在某些页面上停留时间的长短，传统的Tp统计方法会存在一定的统计盲区，比如无法监控单页应用，没有考虑用户切换Tab、最小化窗口等操作场景。 基于上述背景，重新调研和实现了精确统计页面停留时长的方案，需要 兼容单页应用和多页应用，并且不耦合或入侵业务代码。
02
分析
我们可以把一个页面生命周期抽象为三个动作： 「进入」、「活跃状态切换」、「离开」
如下图，计算页面停留时长既如何监控这三个动作，然后在对应触发的事件中记录时间戳，比如要统计活跃停留时长就把 active 区间相加即可，要统计总时长既 tn -t0 。
2.1 如何监听页面的进入和离开？
对于常规页面的 首次加载、页面关闭、刷新 等操作都可以通过 window.onload 和 window.onbeforeunload 事件来监听页面进入和离开，浏览器前进后退可以通过 pageshow 和 pagehide 处理。
load / beforeunload
pageshow / pagehide
对于单页应用内部的跳转可以转化为两个问题：
1.监听路由变化
2.判断变化的URL是否为不同页面 。
2.1.1 监听路由变化
目前主流的单页应用大部分都是基于 browserHistory (history api) 或者 hashHistory 来做路由处理，我们可以通过监听路由变化来判断页面是否有可能切换。注意是有可能切换，因为URL发生变化不代表页面一定切换，具体的路由配置是由业务决定的（既URL和页面的匹配规则）。
browserHistory
路由的变化本质都会调用 History.pushState() 或 History.replaceState() ，能监听到这两个事件就能知道。通过 popstate 事件能解决一半问题，因为 popstate 只会在浏览器前进后退的时候触发，当调用 history.pushState() or history.replaceState() 的时候并不会触发。
The popstate event is fired when the active history entry changes. If the history entry being activated was created by a call to history.pushState() or was affected by a call to history.replaceState(), the popstate event's state property contains a copy of the history entry's state object.
Note that just calling history.pushState() or history.replaceState() won't trigger apopstateevent. The popstate event will be triggered by doing a browser action such as a click on the back or forward button (or calling。history.back() or history.forward() in JavaScript).
这里需要通过猴子补丁(Monkeypatch)解决，运行时重写 history.pushState 和 history.replaceState 方法：
hashHistory
hashHistory的实现是基于 hash 的变化，hash 的变化可以通过 hashchange 来监听
2.1.2 如何定义页面（判断URL是否为不同页面）
方案1: 客户端定义
通过业务方在初始化的时候配置页面规则，然后JS通过URL匹配不同的规则来区分不同的页面，这种方案在客户端数据上报的时候就已经明确了不同的页面，伪代码：
方案2: 数据分析平台定义
假设我们最终上报后有一个数据分析平台来展现，我们可以在类似数据平台来配置页面规则，这样在客户端实现的代码逻辑就不需要区分页面，而是每次URL发生变化就将数据上报，最终通过数据平台配置的页面URL规则来求和、过滤数据等。
当数据展现平台不支持配置URL规则来区分页面的时候，可以采用方案1；当有数据平台支持的时候采用方案2更合理；
2.1.3 对于页面进入和离开相关事件整理
2.2 如何监听页面活跃状态切换？
可以通过 Page Visibility API 以及在 window 上声明 onblur/onfocus 事件来处理。
2.2.1 Page Visibility API
一个网页的可见状态可以通过 Page Visibility API 获取，比如当用户 切换浏览器Tab、最小化窗口、电脑睡眠 的时候，系统API会派发一个当前页面可见状态变化的 visibilitychange 事件，然后在事件绑定函数中通过 document.hidden 或者 document.visibilityState 读取当前状态。
2.2.2 onblur/onfocus
可以通过 Page Visibility API 以及在 window 上声明 onblur/onfocus 事件来处理。 对于PC端来说，除了监听上述相关事件外，还可以考虑监听鼠标行为，比如当一定时间内鼠标没有操作则认为用户处于非活跃状态。
2.3 什么时机上报数据？
2.3.1 页面离开时上报
对于页面刷新或者关闭窗口触发的操作可能会造成数据丢失
2.3.2 下次打开页面时上报
会丢失历史访问记录中的最后一个页面数据
目前采用的方案2，对于单页内部跳转是即时上报，对于单页/多页应用触发 window.onbeforeunload 事件的时候会把当前页面数据暂存在 localStorage 中，当用户下次进入页面的时候会把暂存数据上报。有个细节问题，如果用户下次打开页面是在第二天，对于统计当天的活跃时长会有一定的误差，所以在数据上报的同时会把该条数据的页面进入时间/离开时间带上。
03
设计
3.1 UML类关系图
Tracer
核心类，用来实例化一个监控，对原生事件和自定义事件的封装，监听 enter activechange exit 事件来操作当前 Page 实例。
P.S. 取名来自暴雪旗下游戏守望先锋英雄猎空(Tracer)，直译为：追踪者。
Page
页面的抽象类，用来实例化一个页面，封装了 enter exit active inactive 等操作，内部通过 state 属性来维护当前页面状态。
3.2 事件派发关系图
04
兼容性
Desktop
Chrome
Edge
Firefox
IE
Opera
Safari
33
Yes
18
11
15
7
Mobile
Android
iOS
Android 4+
iOS 8+
05
思考
对于页面停留时长的定义可能在不同场景会有差异，比如内部业务系统或者OA系统，产品可能更关心用户在页面的活跃时长；而对于资讯类型的产品，页面可见时长会更有价值。单一的数据对业务分析是有限的，所以在具体的代码实过程中我们会把停留时长分三个指标，这样能更好的帮助产品/运营分析。
1. active 页面活跃时长
2. visible 页面可见时长 //仅支持Desktop
3. duration 页面总停留时长
06
参考
https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API
/WindowEventHandlers/onhashchange
https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/Events/popstate
https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/PageVisibilityAPI
https://stackoverflow.com/questions/4570093/how-to-get-notified-about-changes-of-the-history-via-history-pushstate