第四部分:Spdlog日志库的核心组件分析-logger

Spdlog是一个快速且可扩展的C++日志库,它支持多线程和异步日志记录。在本文中,我们将分析Spdlog日志库的核心代码,探究其实现原理和代码结构。

Spdlog的基本架构

上一篇文章介绍了spdlog的五个主要组件,其中最重要是Logger、Sink和Formatter其中,Logger负责日志的记录和管理,Sink负责将日志输出到不同的目标(比如控制台、文件、网络等),Formatter负责将日志格式化为字符串。我们会在下面详细的介绍下它们。

Logger

Logger是Spdlog日志库的核心组件,它负责记录和管理日志。Logger的定义如下:

class logger {
public:
    explicit logger(std::string logger_name, sinks_init_list sinks);

    template<typename T>
    void log(level::level_enum lvl, const T &msg);
    
		template<typename... Args>
    void log(source_loc loc, level::level_enum lvl, format_string_t<Args...> fmt, Args &&... args);
    
    template<typename... Args>
    void log(level::level_enum lvl, format_string_t<Args...> fmt, Args &&... args);
    
    // ...
    template<typename... Args>
    void trace(format_string_t<Args...> fmt, Args &&... args);
    
    template<typename... Args>
    void debug(format_string_t<Args...> fmt, Args &&... args);

    template<typename... Args>
    void info(format_string_t<Args...> fmt, Args &&... args);

    // ....

private:
    std::string name_;
    std::vector<sink_ptr> sinks_;
    // ...
};

Logger主要包含一个名称和一组Sink,它还提供了log()方法用于记录日志。当调用log()方法时,Logger会将日志消息传递给每个Sink,并由Sink将日志输出到目标。Logger还提供了其他一些方法,比如设置日志级别、添加和删除Sink等。

Logger 是个日志包装器,包含了日志名称和一组Sink,它提供了输出不同级别日志的方法,通过不同Sink的组合可以输出到一个或多个不同输出路径(文件,控制台,网络等)。

日志名全局唯一

每个 logger 都有一个名称,并且是全局唯一的,通过上一篇提到的 register 组件注册到全局的 map里,代码如下, registryloggers_ 字段通过名字记录了所有的 logger 实例。

class registry
{
public:
    // ..... 
    // 注册日志
	  void register_logger(std::shared_ptr<logger> new_logger);

 private:
  // ....
	std::unordered_map<std::string, std::shared_ptr<logger>> loggers_;
}

registry 提供 register_logger 接口注册日志。这里值得注意点是:注册时候如果发现已经存在则会抛异常, throw_if_exists_ 会检查是否已经存在同名日志实例,存在则通过 throw_spdlog_ex 抛出异常。

SPDLOG_INLINE void registry::throw_if_exists_(const std::string &logger_name)
{
    if (loggers_.find(logger_name) != loggers_.end())
    {
        throw_spdlog_ex("logger with name '" + logger_name + "' already exists");
    }
}

SPDLOG_INLINE void registry::register_logger_(std::shared_ptr<logger> new_logger)
{
    auto logger_name = new_logger->name();
    throw_if_exists_(logger_name);
    loggers_[logger_name] = std::move(new_logger);
}

日志输出控制

  • 提供不同级别日志的输出接口

logger 类中,Spdlog 提供了不同级别日志的输出接口,包括 trace()debug()info()warn()error()critical() 等。下面是 logger 类中提供的不同级别日志输出接口的代码示例:

template<typename... Args>
void trace(format_string_t<Args...> fmt, Args &&... args);

template<typename... Args>
void debug(format_string_t<Args...> fmt, Args &&... args);

template<typename... Args>
void info(format_string_t<Args...> fmt, Args &&... args);

template<typename... Args>
void warn(format_string_t<Args...> fmt, Args &&... args);

template<typename... Args>
void error(format_string_t<Args...> fmt, Args &&... args);

template<typename... Args>
void critical(format_string_t<Args...> fmt, Args &&... args);

使用这些接口,可以根据不同的日志级别输出不同的日志信息,比如 logger.info("This is an info message."); 将输出一条信息级别为 info 的日志。

  • 日志输出级别控制

logger 提供了 set_level 接口来设置日志级别,这个级别可以是枚举类型 level 中的任何一个,比如 spdlog::set_level(spdlog::level::trace); 将设置日志级别为 trace,这样所有级别的日志都会被记录下来。如果想要只记录 info 级别及以上的日志,则可以使用 spdlog::set_level(spdlog::level::info);

如果想要在运行时动态地设置日志级别,可以使用 set_level() 方法,例如 logger->set_level(spdlog::level::trace); 将设置当前 logger 的日志级别为 trace

注意:如果想要关闭日志,则可以将日志级别设置为 off,例如 spdlog::set_level(spdlog::level::off);

enum class level
{
    trace,
    debug,
    info,
    warn,
    err,
    critical,
    off
};
  • 日志刷新控制

logger提供了一些控制日志刷新的方法,最重要的方法是flush()。当调用flush()方法时,Logger会将所有挂起的日志消息刷新到Sink中。Logger还提供了set_pattern()方法,用于设置日志格式化模式。这个方法可以用于修改日志的输出格式,例如添加时间戳、线程ID等信息。

void flush();
  • 日志格式设置

logger 提供了设置日志格式的方法 set_pattern 通过此方法可以设置包含的 skin的日志格式,具体的格式信息可以参考上一篇。

// 日志格式设置
void set_pattern(std::string pattern, pattern_time_type time_type = pattern_time_type::local);

通过格式字符串 pattern,会生成 formatter 实例,调用 skin的set_formatter 接口设置日志格式。

SPDLOG_INLINE void logger::set_pattern(std::string pattern, pattern_time_type time_type)
{
    auto new_formatter = details::make_unique<pattern_formatter>(std::move(pattern), time_type);
    set_formatter(std::move(new_formatter));
}

// set formatting for the sinks in this logger.
// each sink will get a separate instance of the formatter object.
SPDLOG_INLINE void logger::set_formatter(std::unique_ptr<formatter> f)
{
    for (auto it = sinks_.begin(); it != sinks_.end(); ++it)
    {
        if (std::next(it) == sinks_.end())
        {
            // last element - we can be move it.
            (*it)->set_formatter(std::move(f));
            break; // to prevent clang-tidy warning
        }
        else
        {
            (*it)->set_formatter(f->clone());
        }
    }
}

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