• iOS全埋点解决方案-应用退出和启动


    前言

    ​ 通过应用程序退出事件,可以分析应用程序的平均使用时长;通过应用程序的启动事件,可以分析日活和新增。我们可以通过全埋点方式 SDK 实现应用程序的退出和启动事件。

    一、全埋点的简介

    ​ 目前、全埋点采集可以采集一下4个事件。

    1、$AppEnd 事件:应用程序退出事件

    image-20220328114940691

    2、$AppStart 事件:应用程序启动事件

    image-20220328115007985

    3、$AppViewScreen 事件: 应用程序内界面预览事件,对于 iOS 来说就是切换不同的 UIViewController。

    4、$AppClick 事件: 控件的点击事件,比如点击 UIButton 、UITableView 等。

    预置事件:在 SDK 中自动采集的事件称为预置事件。

    二、应用程序退出

    2.1 应用程序状态:

    ​ 一个标准的 iOS 程序在不同的时期会有不同的运行状态,在 iOS 程序中常见的状态有5中。如图所示:

    image-20220328115753785

    1、Not running:非运行状态,指应用程序还没有被启动,或者已经被系统终止。

    2、Inactive: 前台非活跃状态,指应用程序即将进入前台状态。

    3、Active: 前台活跃状态,指应用程序正在前台运行,可接受事件并进行处理。

    4、Background: 进入后台状态,指应用程序进入后台并可执行代码。

    5、Suspended: 挂起状态,指应用程序进入后台并没有执行代码,系统会自动将应用程序转移到该状态。挂起时,应用程序会保留在内存中,但不执行任何代码,当系统出现内存不足情况时,系统会清除被挂起的应用程序。

    ​ 在应用程序的状态转换过程中,系统会调用实现 UIApplicationDelegate 协议类的一些方法,并发送相应的本地通知(先调用方法,待回调方法执行后,再发相应的通知),回调方法和本地通知的对应关系如下表

    回调方法 本地通知
    - application:didFinishI aunchingWithOptions: UIApplicationDidFinishLaunchingNotification
    - applicationDidBecomeActive: UIApplicationDidBecomeActiveNotification
    - applicationWillResignActive: UIApplicationWillResignActiveNotification
    - applicationDidEnterBack ground:· UIApplicationDidEnterBackgroundNotification
    - applicationWillEnterForeground: UIApplicationWillEnterForegroundNotificatio
    - applicationWillTerminate: UIApplicationWillTerminateNotification

    2.2 实现步骤

    ​ 通过上面介绍的内容可知,当一个 iOS 应用程序退出时,就意味着该应用程序进入了“后台”,即处于 Background 状态。因此,对于实现 $AppEnd 事件的全埋点,我们只需要注册监听 UIApplicationDidEnterBackgroundNotification 通知,然后在收到通知时触发 $AppEnd 事件,即可达到 $AppEnd 事件全埋点的效果。

    第一步:注册监听 UIApplicationDidEnterBackgroundNotification 本地通知。

    在 SensorsAnalyticsSDK.m 文件中实现 - setupListeners 方法,用来监听 UIApplicationDidEnterBackgroundNotification 本地通知,然后再相应的回调方法中触发 $AppEnd 事件。

    - (void)setupListeners {
        NSNotificationCenter *center = [NSNotificationCenter defaultCenter];
        // 注册监听 UIApplicationDidEnterBackgroundNotification 本地通知
        // 当应用程序进入后台,调用通知方法
        [center addObserver:self
                   selector:@selector(applicationDidEnterBackground:)
                       name:UIApplicationDidEnterBackgroundNotification
                     object:nil];
    }
    
    - (void)applicationDidEnterBackground:(NSNotification *)notification {
        NSLog(@"Application did enter background.");
        
        // 触发 AppEnd 事件
        [self track:@"$AppEnd" properties:nil];
    }
    

    第二步:在 SensorsAnalyticsSDK.m 文件中初始化 - init 方法中调用 - setupListeners,并在 - dealloc 方法中移除监听。

    - (instancetype)init {
        self = [super init];
        if (self) {
            _automaticProperties = [self collectAutomaticProperties];
            
            // 添加应用程序状态监听
            [self setupListeners];
        }
        return self;
    }
    
    - (void)dealloc {
        [[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self];
    }
    

    第三步:测试验证

    我们可以在 Xcode 中打印控制台中查看如下的打印信息。

    {
      "event" : "$AppEnd",
      "time" : 1648520301691,
      "propeerties" : {
        "$model" : "x86_64",
        "$manufacturer" : "Apple",
        "$lib_version" : "1.0.0",
        "$os" : "iOS",
        "$app_version" : "1.0",
        "$os_version" : "15.2",
        "$lib" : "iOS"
      }
    }
    

    三、应用程序启动

    应用程序的启动,一般情况下,大致可以分为两类场景:

    • 冷启动

    • 热启动(从后台恢复)

    ​ 不管是冷启动还是热启动,触发 $AppStart 事件的时机,都可以理解成是当“应用程序开始进入前台并处于活动状态”,也即前文介绍的 Active 状态。因此,为了实现 $AppStart 事件的全埋点,我们可以注册监听 UIApplicationDidBecomeActiveNotification 本地通知,然后在其相应的回调方法里触发 $AppStart 事件。

    3.1 实现步骤

    第一步:在 SensorsAnalyticsSDK.m 文件 - setupListeners 方法中,添加 UIApplicationDidBecomeActiveNotification 本地通知,然后再相应的回调方法中触发 $AppStart 事件。

    - (void)setupListeners {
        NSNotificationCenter *center = [NSNotificationCenter defaultCenter];
        // 注册监听 UIApplicationDidBecomeActiveNotification 本地通知
        // 当应用程序进入前台台,调用通知方法
        [center addObserver:self
                   selector:@selector(applicationDidBecomeActive:)
                       name:UIApplicationDidBecomeActiveNotification
                     object:nil];
    }
    
    - (void)applicationDidBecomeActive:(NSNotification *)notification {
        NSLog(@"Application did enter active.");
        
        // 触发 AppEnd 事件
        [self track:@"$AppStart" properties:nil];
    }
    

    第二步: 测试验证

    ​ 可以在 Xcode 打印控制台中查看下面的打印信息。

    {
      "event" : "$AppStart",
      "time" : 1648520708355,
      "propeerties" : {
        "$model" : "x86_64",
        "$manufacturer" : "Apple",
        "$lib_version" : "1.0.0",
        "$os" : "iOS",
        "$app_version" : "1.0",
        "$os_version" : "15.2",
        "$lib" : "iOS"
      }
    }
    

    3.2 优化

    问题:

    通过测试可以发现,仍有以下几个特殊场景存在问题:

    • 下拉通知栏并上滑,会触发 $AppStart 事件

    • 上滑控制中心并下拉,会触发 $AppStart 事件

    • 双击 Home 键进入切换应用程序页面,最后又选择当前应用程序,会触发 $AppStart 事件

    以上几个场景均会触发 $AppStart 事件,明显与实际情况有所不符。

    那这些现象是什么原因导致的呢?

    我们继续分析可以发现以下几个现象:

    • 下拉通知栏时,系统会发送 UIApplicationWillResignActiveNotification 通知;上滑通知栏时,系统会发送 UIApplicationDidBecomeActiveNotification 通知

    • 上滑控制中心时,系统会发送 UIApplicationWillResignActiveNotification 通知;下拉控制中心时,系统会发送 UIApplicationDidBecomeActiveNotification 通知

    • 双击 Home 键进入切换应用程序页面时,系统会发送 UIApplicationWillResignActiveNotification 通知,然后选择当前应用程序,系统会再发送 UIApplicationDidBecomeActiveNotification 通知

    很容易总结出规律:在以上几个场景下,系统均是先发送UIApplicationWillResignActiveNotification 通知,然后再发送 UIApplicationDidBecomeActiveNotification 通知。而我们又是通过注册监听 UIApplicationDidBecomeActiveNotification 通知来实现 $AppStart 事件全埋点,因此均会触发 $AppStart 事件。

    那如何解决这个问题呢?

    在解决这个问题之前,我们先看另一个现象:不管是冷启动还是热启动,系统均没有发送 UIApplicationWillResignActiveNotification 通知。

    因此,只要在收到 UIApplicationDidBecomeActiveNotification 通知时,判断之前是否收到过 UIApplicationWillResignActiveNotification 通知,若没有收到,则触发 $AppStart 事件;若已收到,则不触发 $AppStart 事件。这样即可解决上面的问题。

    优化方案:

    第一步:在 SensorsAnalyticsSDK.m 文件中添加 applicationWillResignActive 标记位。

    /// 标记应用程序是否收到 UIApplicationWillResignActiveNotification 本地通知
    @property (nonatomic, assign) BOOL applicationWillResignActive;
    

    第二步:在 - setupListeners 方法中新增注册监听 UIApplicationWillResignActiveNotification 的本地通知。

    - (void)setupListeners {
        NSNotificationCenter *center = [NSNotificationCenter defaultCenter];
        // 注册监听 UIApplicationDidEnterBackgroundNotification 本地通知
        // 当应用程序进入后台,调用通知方法
        [center addObserver:self
                   selector:@selector(applicationDidEnterBackground:)
                       name:UIApplicationDidEnterBackgroundNotification
                     object:nil];
        
        // 注册监听 UIApplicationDidBecomeActiveNotification 本地通知
        // 当应用程序进入前台台,调用通知方法
        [center addObserver:self
                   selector:@selector(applicationDidBecomeActive:)
                       name:UIApplicationDidBecomeActiveNotification
                     object:nil];
        
        // 注册监听 UIApplicationWillResignActiveNotification 本地通知
        // 当应用程序进入前台台,调用通知方法
        [center addObserver:self
                   selector:@selector(applicationWillResignActive:)
                       name:UIApplicationWillResignActiveNotification
                     object:nil];
    }
    
    - (void)applicationWillResignActive:(NSNotification *)notification {
        
        // 设置标记位
        self.applicationWillResignActive = YES;
    }
    

    第三步:在UIApplicationDidBecomeActiveNotification 的回调方法中还原 applicationWillResignActive 的标记位

    - (void)applicationDidBecomeActive:(NSNotification *)notification {
        NSLog(@"Application did enter active.");
        
        // 还原标记位
        if (self.applicationWillResignActive) {
            self.applicationWillResignActive = NO;
            return;
        }
        
        // 触发 AppStart 事件
        [self track:@"$AppStart" properties:nil];
    }
    

    第四步:在 UIApplicationDidEnterBackgroundNotification 回调方法中还原 applicationWillResignActive 的标记位

    - (void)applicationDidEnterBackground:(NSNotification *)notification {
        NSLog(@"Application did enter background.");
        
        // 还原标记位
        self.applicationWillResignActive = NO;
        
        // 触发 AppEnd 事件
        [self track:@"$AppEnd" properties:nil];
    }
    

    第五步:测试验证

    {
      "event" : "$AppStart",
      "time" : 1648533646735,
      "propeerties" : {
        "$model" : "x86_64",
        "$manufacturer" : "Apple",
        "$lib_version" : "1.0.0",
        "$os" : "iOS",
        "$app_version" : "1.0",
        "$os_version" : "15.2",
        "$lib" : "iOS"
      }
    }
    

    四、应用程序被动启动

    ​ 被动启动:我们把由 iOS 系统触发的应用程序自动进入后台运行的启动称之为(应用程序的)被动启动,使用 $AppStartPassively 事件来表示。

    4.1、Background modes

    ​ 使用 Xcode 创建新的应用程序,默认情况下后台刷新功能是关闭的,我们可以在 Capabilities 标签中开启 Background Modes,然后就可以勾选所需要的功能了,如下图所示:

    image-20220329140937136

    通过上图可知,有如下几种后台运行模式,它们都会触发被动启动($AppStartPassively 事件)。

    1、Audio,AirPlay,and Picture in Picture : 音频的播放,录音,AirPlay及画中画的视频播放

    2、Location updates:此模式下,会由于地理位置变化而触发应用程序启动

    3、Voice over IP : IP网络电话,通过对语音信号进行编码数字化,然后转换成IP数据包在TCP/IP网络上进行传输,从而达到在网络上进行语音通信的目的

    4、External Accessory communication:此模式下,一些 MFi 外设通过蓝牙或者 Lightning 接头等方式与 iOS 设备连接,从而可在外设给应用程序发送消息时,触发对应的应用程序启动

    5、Uses Bluetooth LE accessories:此模式与 External Accessory communication 类似,只是无需限制 MFi 外设,而需要的是 Bluetooth LE 设备

    6、Acts as a Bluetooth LE accessory:此模式下,iPhone 作为一个蓝牙外设连接,可以触发应用程序启动

    7、Background fetch:此模式下,iOS 系统会在一定的时间间隔内触发应用程序启动,去获取应用程序数据

    8、Remote notifications:此模式是支持静默推送,当应用程序收到这种推送后,不会有任何界面提示,但会触发应用程序启动

    9、Background processing: 后端处理

    4.2 实现步骤

    ​ 后台用程序刷新拉起应用程序后,首先会回调 AppDelegate 中的 -application:didFinishLaunchingWithOptions: 方法。因此,我们可以通过注册监听 UIApplicationgDidFinishLaunchingNotification 本地通知来采集被动启动事件信息。

    第一步:在 - setupListeners 方法中添加 UIApplicationgDidFinishLaunchingNotification 本地通知,在回调方法中上报数据。

    - (void)setupListeners {
        NSNotificationCenter *center = [NSNotificationCenter defaultCenter];
        // 注册监听 UIApplicationDidFinishLaunchingNotification 本地通知
        // 当应用程序被动,调用通知方法
        [center addObserver:self
                   selector:@selector(applicationDidFinishLaunching:)
                       name:UIApplicationDidFinishLaunchingNotification
                     object:nil];
    }
    - (void)applicationDidFinishLaunching:(NSNotification *)notification {
        
        // 触发 AppStartPassively 事件
        [self track:@"$AppStartPassively" properties:nil];
    }
    

    第二步:新增一个私有属性 launchedPassively,标记应用程序是否处于被动启动

    /// 标记应用程序是否是被动启动
    @property (nonatomic, assign, getter=isLaunchedPassively) BOOL launchedPassively;
    

    第三步:在 - init 初始化方法中,通过 backgroundTimeRemaining 属性是否等于 UIApplicationBackgroundFetchIntervalNever 来设置

    - (instancetype)init {
        self = [super init];
        if (self) {
            _automaticProperties = [self collectAutomaticProperties];
    
            // 设置是否需是被动启动标记
            _launchedPassively = UIApplication.sharedApplication.backgroundTimeRemaining != UIApplicationBackgroundFetchIntervalNever;
            
            // 添加应用程序状态监听
            [self setupListeners];
        }
        return self;
    }
    

    第四步:在 - applicationDidFinishLaunching 回调方法中,如果 isLaunchedPassively 为 YES,再触发 $AppStartPassively 事件

    - (void)applicationDidFinishLaunching:(NSNotification *)notification {
        NSLog(@"Application did finish launching.");
        // 当应用程序后台运行时,触发被动启动事件
        if (self.isLaunchedPassively) {
            // 触发 AppStartPassively 事件
            [self track:@"$AppStartPassively" properties:nil];
        }
    }
    

    第五步:测试验证

    1、开启 Background modes 中的 Background fetch 复选框

    2、选择 Demo Scheme , 一次单击 Xcode 菜单栏中的 Product -> Scheme -> Edit -> Scheme -> Run -> Options

    3、勾选 Background Fetch 选项,然后点击 Close 按钮。运行 Demo

    {
      "event" : "$AppStartPassively",
      "time" : 1648537321216,
      "propeerties" : {
        "$model" : "x86_64",
        "$manufacturer" : "Apple",
        "$lib_version" : "1.0.0",
        "$os" : "iOS",
        "$app_version" : "1.0",
        "$os_version" : "15.2",
        "$lib" : "iOS"
      }
    

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