1． 原理分析
首先，用户的行为会触发浏览器对被统计页面的一个http请求，比如打开某网页。当网页被打开，页面中的埋点javascript代码会被执行。

埋点是指：在网页中预先加入小段javascript代码，这个代码片段一般会动态创建一个script标签，并将src属性指向一个单独的js文件，此时这个单独的js文件（图中绿色节点）会被浏览器请求到并执行，这个js往往就是真正的数据收集脚本。
数据收集完成后，js会请求一个后端的数据收集脚本（图中的backend），这个脚本一般是一个伪装成图片的动态脚本程序，js会将收集到的数据通过http参数的方式传递给后端脚本，后端脚本解析参数并按固定格式记录到访问日志，同时可能会在http响应中给客户端种植一些用于追踪的cookie。

2． 设计实现
根据原理分析并结合Google Analytics，想搭建一个自定义日志数据采集系统，要做以下几件事：

2.1． 确定收集信息

2.2． 确定埋点代码
埋点，是网站分析的一种常用的数据采集方法。核心就是在需要进行数据采集的关键点植入统计代码，进行数据的采集。比如以谷歌分析原型来说，需要在页面中插入一段它提供的javascript片段，这个片段往往被称为埋点代码。

<script type="text/javascript">var _maq = _maq || [];_maq.push(['_setAccount', 'UA-XXXXX-X']);(function() {var ma = document.createElement('script'); ma.type = 'text/javascript'; ma.async = true;ma.src = ('https:' == document.location.protocol ? 'https://ssl' : 'http://www') + '.google-analytics.com/ma.js';var s = document.getElementsByTagName('script')[0]; s.parentNode.insertBefore(ma, s);})();
</script>

其中_maq是全局数组，用于放置各种配置，其中每一条配置的格式为：
_maq.push(['Action', 'param1', 'param2', ...]);
_maq的机制不是重点，重点是后面匿名函数的代码，这段代码的主要目的就是引入一个外部的js文件（ma.js），方式是通过document.createElement方法创建一个script并根据协议（http或https）将src指向对应的ma.js，最后将这个元素插入页面的dom树上。
注意ma.async = true的意思是异步调用外部js文件，即不阻塞浏览器的解析，待外部js下载完成后异步执行。这个属性是HTML5新引入的。
扩展知识：js自调用匿名函数
格式： (function(){})();
第一对括号向脚本返回未命名的函数；后一对空括号立即执行返回的未命名函数，括号内为匿名函数的参数。
自调用匿名函数的好处是，避免重名，自调用匿名函数只会在运行时执行一次，一般用于初始化。
2.3． 前端数据收集脚本
数据收集脚本（ma.js）被请求后会被执行，一般要做如下几件事：
1、通过浏览器内置javascript对象收集信息，如页面title（通过document.title）、referrer（上一跳url，通过document.referrer）、用户显示器分辨率（通过windows.screen）、cookie信息（通过document.cookie）等等一些信息。
2、解析_maq数组，收集配置信息。这里面可能会包括用户自定义的事件跟踪、业务数据（如电子商务网站的商品编号等）等。
3、将上面两步收集的数据按预定义格式解析并拼接（get请求参数）。
4、请求一个后端脚本，将信息放在http request参数中携带给后端脚本。
这里唯一的问题是步骤4，javascript请求后端脚本常用的方法是ajax，但是ajax是不能跨域请求的。一种通用的方法是js脚本创建一个Image对象，将Image对象的src属性指向后端脚本并携带参数，此时即实现了跨域请求后端。这也是后端脚本为什么通常伪装成gif文件的原因。
示例代码：

(function () {var params = {};//Document对象数据if(document) {params.domain = document.domain || '';params.url = document.URL || '';params.title = document.title || '';params.referrer = document.referrer || '';} //Window对象数据if(window && window.screen) {params.sh = window.screen.height || 0;params.sw = window.screen.width || 0;params.cd = window.screen.colorDepth || 0;} //navigator对象数据if(navigator) {params.lang = navigator.language || '';} //解析_maq配置if(_maq) {for(var i in _maq) {switch(_maq[i][0]) {case '_setAccount':params.account = _maq[i][1];break;default:break;} } } //拼接参数串var args = '';for(var i in params) {if(args != '') {args += '&';} args += i + '=' + encodeURIComponent(params[i]);} //通过Image对象请求后端脚本var img = new Image(1, 1);img.src = 'http://xxx.xxxxx.xxxxx/log.gif?' + args;})();

整个脚本放在匿名函数里，确保不会污染全局环境。其中log.gif是后端脚本。
2.4． 后端脚本
log.gif是后端脚本，是一个伪装成gif图片的脚本。后端脚本一般需要完成以下几件事情：
1、解析http请求参数得到信息。
2、从Web服务器中获取一些客户端无法获取的信息，如访客ip等。
3、将信息按格式写入log。
4、生成一副1×1的空gif图片作为响应内容并将响应头的Content-type设为image/gif。
5、在响应头中通过Set-cookie设置一些需要的cookie信息。
之所以要设置cookie是因为如果要跟踪唯一访客，通常做法是如果在请求时发现客户端没有指定的跟踪cookie，则根据规则生成一个全局唯一的cookie并种植给用户，否则Set-cookie中放置获取到的跟踪cookie以保持同一用户cookie不变。这种做法虽然不是完美的（例如用户清掉cookie或更换浏览器会被认为是两个用户），但是目前被广泛使用的手段。
我们使用nginx的access_log做日志收集，不过有个问题就是nginx配置本身的逻辑表达能力有限，所以选用OpenResty做这个事情。
OpenResty是一个基于Nginx扩展出的高性能应用开发平台，内部集成了诸多有用的模块，其中的核心是通过ngx_lua模块集成了Lua，从而在nginx配置文件中可以通过Lua来表述业务。
Lua 是一种轻量小巧的脚本语言，用标准C语言编写并以源代码形式开放， 其设计目的是为了嵌入应用程序中，从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。
首先，需要在nginx的配置文件中定义日志格式：
log_format tick
"$msec||$remote_addr||$status||$body_bytes_sent||$u_domain||$u_url||$u_title||$u_referrer||$u_sh||$u_sw||$u_cd||$u_lang||$http_user_agent||$u_account";
注意这里以u_开头的是我们待会会自己定义的变量，其它的是nginx内置变量。然后是核心的两个location：

location / log.gif {#伪装成gif文件default_type image/gif;   #本身关闭access_log，通过subrequest记录logaccess_log off;access_by_lua "-- 用户跟踪cookie名为__utracelocal uid = ngx.var.cookie___utrace       if not uid then-- 如果没有则生成一个跟踪cookie，算法为md5(时间戳+IP+客户端信息)uid = ngx.md5(ngx.now() .. ngx.var.remote_addr .. ngx.var.http_user_agent)endngx.header['Set-Cookie'] = {'__utrace=' .. uid .. '; path=/'}if ngx.var.arg_domain then-- 通过subrequest子请求到/i-log记录日志，将参数和用户跟踪cookie带过去ngx.location.capture('/i-log?' .. ngx.var.args .. '&utrace=' .. uid)end"; #此请求资源本地不缓存add_header Expires "Fri, 01 Jan 1980 00:00:00 GMT";add_header Pragma "no-cache";add_header Cache-Control "no-cache, max-age=0, must-revalidate";#返回一个1×1的空gif图片empty_gif;} location /i-log {#内部location，不允许外部直接访问internal;#设置变量，注意需要unescape，来自ngx_set_misc模块set_unescape_uri $u_domain $arg_domain;set_unescape_uri $u_url $arg_url;set_unescape_uri $u_title $arg_title;set_unescape_uri $u_referrer $arg_referrer;set_unescape_uri $u_sh $arg_sh;set_unescape_uri $u_sw $arg_sw;set_unescape_uri $u_cd $arg_cd;set_unescape_uri $u_lang $arg_lang;set_unescape_uri $u_account $arg_account;#打开日志 log_subrequest on;#记录日志到ma.log 格式为tickaccess_log /path/to/logs/directory/ma.log tick;#输出空字符串echo '';}

要完全掌握这段脚本的每一个细节还是比较吃力的，用到了诸多第三方ngxin模块（全都包含在OpenResty中了），重点都用注释标出来，可以不用完全理解每一行的意义，只要大约知道这个配置完成了我们提到的后端逻辑就可以了。

2.5． 日志格式
日志格式主要考虑日志分隔符，一般会有以下几种选择：
固定数量的字符、制表符分隔符、空格分隔符、其他一个或多个字符、特定的开始和结束文本。
2.6． 日志切分
日志收集系统访问日志时间一长文件变得很大，而且日志放在一个文件不便于管理。通常要按时间段将日志切分，例如每天或每小时切分一个日志。通过crontab定时调用一个shell脚本实现，如下：

_prefix="/path/to/nginx"time=`date +%Y%m%d%H`mv ${_prefix}/logs/ma.log ${_prefix}/logs/ma/ma-${time}.logkill -USR1 `cat ${_prefix}/logs/nginx.pid `

这个脚本将ma.log移动到指定文件夹并重命名为ma-{yyyymmddhh}.log，然后向nginx发送USR1信号令其重新打开日志文件。
USR1通常被用来告知应用程序重载配置文件, 向服务器发送一个USR1信号将导致以下步骤的发生：停止接受新的连接，等待当前连接停止，重新载入配置文件，重新打开日志文件，重启服务器，从而实现相对平滑的不关机的更改。
cat ${_prefix}/logs/nginx.pid 取 nginx 的进程号
然后再/etc/crontab里加入一行：
59 root /path/to/directory/rotatelog.sh
在每个小时的59分启动这个脚本进行日志轮转操作。

3． 系统环境部署
服务器中安装依赖
yum -y install gcc perl pcre-devel openssl openssl-devel
上传LuaJIT-2.0.4.tar.gz并安装LuaJIT
tar -zxvf LuaJIT-2.0.4.tar.gz -C /usr/local/src/
cd /usr/local/src/LuaJIT-2.0.4/
make && make install PREFIX=/usr/local/luajit
设置LuaJIT环境变量
vi /etc/profile
export LUAJIT_LIB=/usr/local/luajit/lib
export LUAJIT_INC=/usr/local/luajit/include/luajit-2.0
source /etc/profile
创建modules文件夹，保存nginx依赖的模块
mkdir -p /usr/local/nginx/modules
上传nginx依赖的模块
set-misc-nginx-module-0.29.tar.gz
lua-nginx-module-0.10.0.tar.gz
ngx_devel_kit-0.2.19.tar.gz
echo-nginx-module-0.58.tar.gz
将依赖的模块直接解压到modules目录
tar -zxvf lua-nginx-module-0.10.0.tar.gz -C /usr/local/nginx/modules/
tar -zxvf set-misc-nginx-module-0.29.tar.gz -C /usr/local/nginx/modules/
tar -zxvf ngx_devel_kit-0.2.19.tar.gz -C /usr/local/nginx/modules/
tar -zxvf echo-nginx-module-0.58.tar.gz -C /usr/local/nginx/modules/
安装openresty
tar -zxvf openresty-1.9.7.3.tar.gz -C /usr/local/src/
cd /usr/local/src/openresty-1.9.7.3/
./configure --prefix=/usr/local/openresty --with-luajit && make && make install
安装nginx
tar -zxvf nginx-1.8.1.tar.gz -C /usr/local/src/
编译nginx并支持其他模块
cd /usr/local/src/nginx-1.8.1/
./configure --prefix=/usr/local/nginx \
--with-ld-opt="-Wl,-rpath,/usr/local/luajit/lib" \
--add-module=/usr/local/nginx/modules/ngx_devel_kit-0.2.19 \
--add-module=/usr/local/nginx/modules/lua-nginx-module-0.10.0 \
--add-module=/usr/local/nginx/modules/set-misc-nginx-module-0.29 \
--add-module=/usr/local/nginx/modules/echo-nginx-module-0.58
make -j2
make install
备注：如果对linux相关操作不熟，请严格按照上述步骤搭建环境，切记心细，心细，再心细。

4． 自定义采集数据实现4.1． 方案一：基本功能实现
a) 创建页面index.html，添加埋点代码，放入nginx默认目录nginx/html下。
b) 在默认目录nginx/html下添加一个数据采集脚本ma.js。
c) 修改nginx的配置文件，添加自定义相关业务逻辑。
d) 启动nginx
sbin/nginx -c conf/nginx.conf
e) 通过游览器访问nginx
f) 观察自定义日志采集文件是否有对应的内容输出
tail -f logs/user_defined.log
此时还可以观察nginx默认的输出日志文件
tail -f logs/access.log
停止nginx:
sbin/nginx –s stop
4.2． 方案二：页面点击事件
详细步骤请参考附件资料。