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

2、$AppStart 事件：应用程序启动事件

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：

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：

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];
    }
}