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日志系统(log4cpp)

news 2025/8/15 12:03:29

日志系统的设计

日志系统的设计，一般而言要抓住最核心的一条，就是日志从产生到到达最终目的地期间的处理流程。一般而言，为了设计一个灵活可扩展，可配置的日志库，主要将日志库分为4个部分去设计，分别是：记录器、过滤器、格式化器、输出器四部分。

记录器（日志来源）：负责产生日志记录的原始信息，比如（原始信息，日志优先级，时间，记录的位置）等等信息。

过滤器（日志系统优先级）：负责按指定的过滤条件过滤掉我们不需要的日志。

格式化器（日志布局）：负责对原始日志信息按照我们想要的格式去格式化。

输出器（日志目的地）：负责将将要进行记录的日志（一般经过过滤器及格式化器的处理后）记录到日志目的地（例如：输出到文件中）。

下面以一条日志的生命周期为例说明日志库是怎么工作的。

一条日志的生命周期：

产生：info(“log information.”)；
经过记录器，记录器去获取日志发生的时间、位置、线程信息等等信息；
经过过滤器，决定是否记录；
经过格式化器处理成设定格式后传递给输出器。例如输出“2018-3-22 10:00:00 [info] log information.”这样格式的日志到文件中。日志的输出格式由格式化器实现，输出目的地则由输出器决定；

5. 这条日志信息生命结束。编辑

日志目的地（Appender）

https://log4cpp.sourceforge.net/

通过log4cpp官网查看常用类的信息

我们关注这三个目的地类，点开后查看它们的构造函数

OstreamAppender C++通用输出流(如 cout)

核心功能：将日志输出到 C++ 标准输出流（std::ostream），最常用的场景是输出到控制台（std::cout 或 std::cerr）。

特点：

灵活适配任何 std::ostream 类型的流对象（如控制台、自定义缓冲流等）。

无文件大小或滚动逻辑，日志会持续输出到指定流中（控制台会实时显示，若重定向到文件则类似普通文件输出）

// 输出到控制台（std::cout）
log4cpp::Appender* consoleAppender = new log4cpp::OstreamAppender("console", &std::cout);
// 输出到标准错误流（std::cerr）
log4cpp::Appender* errorAppender = new log4cpp::OstreamAppender("error", &std::cerr);

FileAppender 写到本地文件中

核心功能：将日志直接写入本地磁盘文件，是最基础的文件日志输出组件。

特点：

日志会持续追加到指定文件中，文件大小会随着日志增多而无限增长。

无自动滚动或切割机制，若不手动处理，文件可能变得过大（如几十 GB），影响存储和读取。

// 输出到 "app.log" 文件，若文件不存在则创建，存在则追加内容
log4cpp::Appender* fileAppender = new log4cpp::FileAppender("file", "app.log");

RollingFileAppender 写到回卷文件中

核心功能：日志写入文件时，会根据文件大小阈值自动切割（回卷）文件，避免单个文件过大。

特点：

可设置单个文件的最大容量（如 100MB），当文件达到该大小后，会自动重命名当前文件（如 app.log.1），并创建新的 app.log 继续写入。

可设置保留的历史文件数量（如最多保留 5 个历史文件），超过数量后会自动删除最旧的文件，节省磁盘空间。

// 参数：日志名、目标文件、单个文件最大字节数（100MB）、保留历史文件数（5个）
log4cpp::Appender* rollingAppender = new log4cpp::RollingFileAppender("rolling",       // Appender 名称"app.log",       // 基础文件名1024 * 1024 * 100,  // 单个文件最大大小（100MB）5,               // 最多保留 5 个历史文件false            // 是否追加到现有文件（false 表示新建时覆盖）
);

日志文件会按如下规律生成：

初始文件：app.log

达到阈值后：app.log 重命名为 app.log.1，新建 app.log

再次达到阈值：app.log 重命名为 app.log.2，app.log.1 变为 app.log.1（序号递增）

超过 5 个文件后，最旧的 app.log.5 会被删除。

适用场景：日志量较大、需要长期记录的场景（如生产环境服务），避免单个日志文件过大导致的存储和读取问题。

特性	`OstreamAppender`	`FileAppender`	`RollingFileAppender`
输出目标	标准输出流（如控制台）	本地文件（单一文件）	本地文件（自动切割为多个文件）
文件大小管理	无（依赖输出流本身）	无（无限增长）	有（按大小阈值切割，保留历史）
典型用途	开发调试、控制台输出	小规模日志、临时记录	生产环境、大规模长期日志
核心优势	灵活适配各类输出流	简单直接，无需配置切割	自动管理文件大小，节省存储空间

日志布局（Layout）

示例代码中使用的是BasicLayout，也就是默认的日志布局，这样一条日志最开始的信息就是日志产生时距离1970.1.1的秒数，不方便观察。

实际使用时可以用PatrrenLayout对象来定制化格式，类似于printf的格式化输出

%d 日期;日期可以进一步的设置格式，用花括号包围，例如%d{%H:%M:%S,%l}或者%d{%d/%m-%Y %H:%M:%S,%l}。如果不设置具体日期格式，则按如下默认格式被使用"1970-01-01 12:30:50,097"。

%c category信息;

%m 消息内容；

%n 换行符;

%p 优先级priority;

%r 自从layout被创建之后的毫秒数;

%R 自从1970年1月1日0时开始到目前为止的秒数;

%u 进程开始到目前为止的时钟周期数;

如果不设置，则默认是%m%n

使用new语句创建日志布局对象，通过指针调用setConversionPattern函数来设置日志布局

日志记录器（Category）

创建Category对象时，可以用getRoot先创建root模块对象，对root模块对象设置优先级和目的地；

再用getInstance创建叶模块对象，叶模块对象会继承root模块对象的优先级和目的地，可以再去修改优先级、目的地

补充：如果没有创建根对象，直接使用getInstance创建叶对象，会先隐式地创建一个Root对象。

子Category可以继承父Category的信息：优先级、目的地

思考：为什么要创建叶模块对象呢？？

如上图所示，叶模块对象可以继承根模块root对象的配置信息，只需要在root模块中进行配置，那么便可以实现全局的管理。另外也可以针对每个子模块分配做不同的配置以实现精细化管理。

日志优先级（Priority）

对于 log4cpp 而言，有两个优先级需要注意，一个是日志记录器的优先级，另一个就是某一条日志的优先级。Category对象就是日志记录器，在使用时须设置好其优先级；某一行日志的优先级，就是Category对象在调用某一个日志记录函数时指定的级别，如 logger.debug("this is a debug message") ，这一条日志的优先级就是DEBUG级别的。简言之：

日志系统有一个优先级A，日志信息有一个优先级B

只有B高于或等于A的时候，这条日志才会被输出（或保存），当B低于A的时候，这条日志会被过滤；

class LOG4CPP_EXPORT Priority {
public:typedef enum {EMERG = 0,FATAL = 0,ALERT = 100,CRIT = 200,ERROR = 300,WARN = 400,NOTICE = 500,INFO = 600,DEBUG = 700,NOTSET = 800 //这个不代表可以使用的优先级} PriorityLevel;//......
};  //数值越小，优先级越高；数值越大，优先级越低

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