一个简单又高效的日志系统

作者：大唐三枝花

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　　摘要：本文给出一个性能高，使用简单的日志解决方案。本模块实现日志信息的批量写入文件，定时自动flush到文件中，写入文件的日志级别可动态调整，单个日志文件大小可配置，循环对日志文件写入，这样不会造成机器空间被日志文件耗尽。

关键字：日志性能日志级别

一、程序日志是商品程序中必不可少的部分。在正式商用的程序中一般对于日志都会有一些类似的要求：

性能要求
运行时日志级别可调整
日志文件空间使用安全性问题

下面逐一针对上面的问题一起分析程序实现。

二、性能问题。

　　客户对程序的要求当然是越高越好。如果对于日志打印采用普通的方法，来一条日志就写一条日志到文件中，这样性能是很低的。因为程序不断的与磁盘进行交付，对系统的冲击很大，有可能会影响到正常的磁盘IO请求。
对于这个问题，一般的，都是采用批量写入的方法来解决。每写一条日志，并不是把日志立即写入文件中，而是先写到一个缓冲区中。当这个缓冲区达到一定的量时，再一次批量写入到文件中。见如下代码实现：

    if (!strLog.IsEmpty())

    {

        m_strWriteStrInfo += GetCurTimeStr();

        // 增加日志级别信息

        if (enLevel == ENUM_LOG_LEVEL_ERROR)

        {

            m_strWriteStrInfo += _T(“Error! “);

        }

        m_strWriteStrInfo += strLog;

        m_strWriteStrInfo += _T(“\r\n”);

    }
    if ( bForce

        || m_strWriteStrInfo.GetLength() > MAX_STR_LOG_INFO_LEN

        || m_iWriteBinLogLen > MAX_BIN_LOG_INFO_LEN/10)

    {

        // write info，达到一定量时才提交到文件中

        WriteLogToFile();

    }

　　但这样会带来一个问题，如果日志量比较少，很可能要很久才能达到批量提交的量，这样就会造成程序写了日志，但是日志写入器还是把消息写在缓冲区里，文件中没有及时体现出来。我们可以采用定时又定时的办法来输出日志。程序对缓冲区内的日志消息定时强制刷新到文件中去。为了体现程序的使用简单性，把这个功能放在日志模块中实现了，从而调用日志的程序就不用考虑定时来刷新文件了。见如下程序实现：

CSuperLog::CSuperLog(void)

{

    // 初始化临界区变量

    InitializeCriticalSection(&m_csWriteLog);

// 启动信息

  m_strWriteStrInfo = WELCOME_LOG_INFO;

    // Create the Logger thread.

    m_hThread = (HANDLE)_beginthreadex( NULL, 0, &LogProcStart, NULL, 0, &m_uiThreadID );
}

unsigned __stdcall CSuperLog::LogProcStart( void* pArguments )

{

    int nCount = 1;

     do

    {

        Sleep(300);

        if (++nCount % 10 == 0 )

        {

            WriteLog(strTemp, ENUM_LOG_LEVEL_ERROR, true); // 每隔三秒写一次日志

        }

    } while (m_bRun);

}

采有一个全局日志类变量，在构造函数中启动线程，线程每隔三秒去刷新一次文件。

二、日志级别可动态调整

　　程序的日志一般会进行日志分类，比如说日志级别一般会有调试日志，运行日志，错误日志等分类。在程序发布后运行时一般都会设置在运行日志级别，这时程序中的调试日志就不会被打印出来。如果程序运行中需要定位分析问题时，又需要把日志级别调低，把一些调试信息打印出来。见如下程序实现：

int CSuperLog::WriteLog(CString &strLog,enLogInfoLevel enLevel/* = ENUM_LOG_LEVEL_RUN*/, bool bForce /*= false*/)

{

    if (enLevel < m_iLogLevel)

    {

        return -1;

    }

    。。。

}

　　对于调整日志级别，我没有把实现放在调用者去设置。而是把这个日志级别信息存放在共享内存中，如果要调整日志级别，则需要一个小工具去改那一个共享内存。实际上在整个设计中我一直想把日志系统设计得更独立一点，尽量不和外部调用程序有更多牵连。

        //创建共享文件。

        m_hMapLogFile = CreateFileMapping(INVALID_HANDLE_VALUE,NULL,PAGE_READWRITE,0,1024, _T(“SuperLogShareMem”));

        if (m_hMapLogFile != NULL)

        {

            //拷贝数据到共享文件里。

            m_psMapAddr = (LPTSTR)MapViewOfFile(m_hMapLogFile,FILE_MAP_ALL_ACCESS, 0,0,0);

            if (m_psMapAddr != NULL)

         　{

                _tcscpy_s(m_psMapAddr, 1024, g_pszLogLevel[m_iLogLevel]);

                FlushViewOfFile(m_psMapAddr, _tcslen(g_pszLogLevel[m_iLogLevel]));

                WriteLog(_T(“设置默认日志级别到共享内存中成功。”), ENUM_LOG_LEVEL_RUN);

     　　　}

      　}

在线程中定时去检查这个日志级别有否有变化，有变化则立即调整当前的级别设置。

三、日志文件空间使用安全性问题

　　对于长期运行的商品程序来说，一定会要考虑到文件系统安全性的问题。如果程序不停的打印垃圾信息，用不了多太，日志文件可能会变得很大。如果把用户空间占满了，那有可能会引起更严重的问题。所以一定要限制日志文件的大小。程序中考虑到日志文件更换，采用了三个文件轮换写，写满一个时，更换一个文件再写，不用考虑到日志文件会耗尽磁盘。

CSuperLog::enLogStatus CSuperLog::OpenLogFile(void)

{

    EnterCriticalSection(&m_csWriteLog);

     for (int iRunCount = 0; iRunCount < MAX_LOG_FILE_COUNT; iRunCount++)

    {

        if (m_pFile == NULL)

        {

            m_pFile = new CStdioFile;

            if (m_pFile == NULL)

            {

                LeaveCriticalSection(&m_csWriteLog);

                return m_enStatus = ENUM_LOG_INVALID;

            }
            　　BOOL bRet = m_pFile->Open(

                g_pszLogFileName[(m_iCurLogFileSeq++)%MAX_LOG_FILE_COUNT],

                CFile::modeWrite | CFile::modeCreate | CFile::typeBinary | CFile::shareDenyNone | CFile::modeNoTruncate);

            if (bRet)

            {

                WriteUnicodeHeadToFile(m_pFile);

            }

            else

            {

    	　　　　delete m_pFile;

                m_pFile = NULL;

                LeaveCriticalSection(&m_csWriteLog);

                return m_enStatus = ENUM_LOG_INVALID;

            }

        }
        if (m_pFile->GetLength() > MAX_LOG_FILE_LEN)

        {

            m_pFile->Close();

            BOOL bRet = FALSE;

            // 上一个文件是最大的那个文件或是写过一遍了的。

            if (m_iCurLogFileSeq >= MAX_LOG_FILE_COUNT)

            {

                // 所有文件都是写满了，则强制从第一个文件开始写，同时先清空文件

                bRet = m_pFile->Open(

                    g_pszLogFileName[(m_iCurLogFileSeq++)%MAX_LOG_FILE_COUNT],

                    CFile::modeWrite | CFile::modeCreate | CFile::typeBinary | CFile::shareDenyNone);

            }

            else

            {

                // 打开第二个文件，再检查是否过了最大值

                bRet = m_pFile->Open(

                    g_pszLogFileName[(m_iCurLogFileSeq++)%MAX_LOG_FILE_COUNT],

                    CFile::modeWrite | CFile::modeCreate | CFile::typeBinary | CFile::shareDenyNone | CFile::modeNoTruncate);

            }
            if (bRet)

            {

                WriteUnicodeHeadToFile(m_pFile);

            }

            else

            {

                delete m_pFile;

                m_pFile = NULL;

                LeaveCriticalSection(&m_csWriteLog);

                return m_enStatus = ENUM_LOG_INVALID;

            }

        }

        else

        {

            break;

        }

    }
    m_pFile->SeekToEnd();

    LeaveCriticalSection(&m_csWriteLog);

    return m_enStatus = ENUM_LOG_RUN;

}

四、其它部分

　　程序中使用了CStdioFile来处理文件写入，在实现中如果使用text模式打开文件写入，会发现无法写入中文字符的问题。查找了一些资料，发现是字符编码的问题。有一种解决方法是用二进制方式打开，在文件的开头处写入unicode头部标识。

int CSuperLog::WriteUnicodeHeadToFile(CFile * pFile)

{

    if (pFile == NULL)

    {

        return -1;

    }

    try

    {

   if (pFile->GetLength() == 0)

        {

            m_pFile->Write(“\377\376″, 2); // 就是FF FE

            if (m_enStatus == ENUM_LOG_RUN)

            {

                m_pFile->WriteString(WELCOME_LOG_INFO);

            }

            m_pFile->Flush();

        }

    }

    catch (…)

    {

        return -1;

    }

    return 0;

}

为了保证调用者尽可能的简单，程序把类接口都实现为静态方法，调用都可以直接使用。

#define   WRITE_LOG           CSuperLog::WriteLog

#define   LOG_LEVEL_DEBUG     CSuperLog::ENUM_LOG_LEVEL_DEBUG

#define   LOG_LEVEL_RUN       CSuperLog::ENUM_LOG_LEVEL_RUN

#define   LOG_LEVEL_ERROR     CSuperLog::ENUM_LOG_LEVEL_ERROR

调用者使用如下：

// 包含头文件

#include “common/SuperLog.h”

WRITE_LOG(_T(“短信发送失败，重试一次。”), LOG_LEVEL_ERROR);

　　日志线程是在全局变量的析构函数中通知退出的。这时有可能还要会打印日志。为了保证性能，在取得当前时间的字符串时使用了两个静态局部变量

CString& CSuperLog::GetCurTimeStr()

{

    static CTime g_tmCurTime;

    g_tmCurTime = CTime::GetCurrentTime();// time(NULL);

    CString g_strTime;

    g_strTime = g_tmCurTime.Format(_T(“%Y-%m-%d %H:%M:%S “));

    return g_strTime;

}

　　在使用中发现，每次退出时，如果还有日志打印，程序总会异常。后来分析发现，静态全局变量每次都会先于全局变量析构，导致strTime析构后无效访问。只好把这个变量变成了全局变量规避。

CString& CSuperLog::GetCurTimeStr()

{

    g_tmCurTime = CTime::GetCurrentTime();// time(NULL);

    g_strTime = g_tmCurTime.Format(_T(“%Y-%m-%d %H:%M:%S “));

    return g_strTime;

}

四、结束语

　　程序实现仓促，基本的功能都调试完毕，但目前还有带参数的写日志接口没有写，二进制内容日志信息的接口也没有实现。后续作者会及时完成。有兴趣的同不学可以发邮件联系。Email:y63508@vip.qq.com

来源:http://www.vckbase.com/document/viewdoc/?id=1885

coolker2010-01-26 00:39:21

>> 本文固定链接: http://www.vcgood.com/archives/3342

>> 转载请注明: admin 2010年01月26日于 C语言帝国发表

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