C++设计实现日志系统

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日志系统几乎是每一个实际的软件项目从开发、测试到交付,再到后期的维护过程中极为重要的 查看软件代码运行流程还原错误现场记录运行错误位置及上下文等的重要依据。一个高性能的日志系统,能够准确记录重要的变量信息,同时又没有冗余的打印导致日志文件记录无效的数据。本文Jungle将用C++设计实现一个日志系统。

1.为什么需要日志

为什么需要日志?其实在引言中已经提到了,实际的软件项目的几乎每个过程,都离不开日志。初学代码时,Jungle的第一行代码是实现打印“hello world”,打印到控制台。在后来的学习中,Jungle又学会了设断点调试代码,在适当的地方通过断点来观察变量的值。但在实际的软件项目中,试想一下,通过输出到控制台或者通过设断点来调试代码,可能吗?

  • 客户现场,会让你现场打印到控制台上调试吗?
  • 报了error的软件项目,你能够明确知道软件crash的位置吗?
  • 你能保证设断点可以还原error时候的现场吗?
  • 概率性的error事件,设断点还奏效吗?
  • 如果是时效性的代码(比如USB连接) ,设断点调试还合理吗?
  • ……

日志,可以记录每一时刻软件的运行情况,记录error或者crash时的信息(时间、关键变量的值、出错位置、线程等);另一方面,对于概率性error事件,可以在重复测试时通过日志来查询错误复现时候的情况。简言之,日志是跟踪和回忆某个时刻或者时间段内的程序行为进而定位问题的一种重要手段

2.日志系统设计

软件运行过程中,需要记录的有什么呢?前述已经提到,关键变量的值、运行的位置(哪个文件、哪个函数、哪一行)、时间线程号进程号。本文Jungle采用C++设计了LOG类,介绍LOG类的设计之前,需要提及的是log的级别和log位置。

2.1.1.log级别

Log级别是什么意思呢?在开发阶段,Jungle可能想尽可能详细地跟踪代码运行过程,所以可以打印尽可能多的信息到日志文件中;测试过程中,测试部可能不需要这么详细的信息,所以这时候有的信息可能不必输出到Log文件;产品交付客户使用时,为了软件运行更快、客户体验更好,这时候就只需打印关键信息到日志文件了,因为过多的写文件会耗费大量时间,影响软件运行速度。所以Jungle为LOG类定义了如下级别:

enum LOGLEVEL
{LOG_LEVEL_NONE,LOG_LEVEL_ERROR,     // errorLOG_LEVEL_WARNING,   // warningLOG_LEVEL_DEBUG,     // debugLOG_LEVEL_INFO,      // info	
};

在软件设计中,可以通过某些方法或者预留一些开关来设置Log级别,方便在开发、调试、测试和客户现场灵活地调整日志级别,以获取到有用的日志信息。

2.1.2.log输出位置

Log文件可以输出到控制台(其实也是不错的方法),也可以输出到指定路径下的某个文件里,也可能有别的需求。比如,开发或调试时,简单的信息直接就打印到软件某个界面上;测试或者交付客户时,最好将日志保存到文件里,这样可以保存尽可能多的信息。因此,Jungle进行了如下设计:

enum LOGTARGET
{LOG_TARGET_NONE      = 0x00,LOG_TARGET_CONSOLE   = 0x01,LOG_TARGET_FILE      = 0x10
};

2.1.3.log的作用域

一个软件系统,要在哪儿输出日志呢?Everywhere!只要是你想打印日志的地方,任何一个函数、任何一个文件,都应该而且必须可以打印。也就是说这个log类的对象(不妨叫做日志记录器),日志记录器必须是全局的

光是全局的就够了吗?你这个文件里有一个全局的日志记录器,输出日志到file.log文件里;另一个文件里也有一个日志记录器,也输出到file.log文件里……多个日志记录器同时往一个文件里写日志,这显然不合理。所以还必须保证日志记录器全局且唯一

怎么保证日志记录器唯一呢?即Log类在具体的软件系统中有且仅有一个实例化对象。答案是采用单例模式!(设计模式(九)——单例模式)

2.2.日志类的设计

综上所述,Jungle设计的日志类LOG如下:

class LOG
{
public:// 初始化void init(LOGLEVEL loglevel, LOGTARGET logtarget);// void uninit();// fileint createFile();static LOG* getInstance();// Log级别LOGLEVEL getLogLevel();void setLogLevel(LOGLEVEL loglevel);// Log输出位置LOGTARGET getLogTarget();void setLogTarget(LOGTARGET logtarget);// 打logstatic int writeLog(LOGLEVEL loglevel,         // Log级别unsigned char* fileName,   // 函数所在文件名unsigned char* function,   // 函数名int lineNumber,            // 行号char* format,              // 格式化...);                      // 变量// 输出logstatic void outputToTarget();private:LOG();~LOG();static LOG* Log;// 互斥锁static mutex log_mutex;// 存储log的bufferstatic string logBuffer;// Log级别LOGLEVEL logLevel;// Log输出位置LOGTARGET logTarget;// Handlestatic HANDLE mFileHandle;
};

其中,互斥锁log_mutex是用于在多线程环境下保证只创建一个LOG类的实例 (设计模式(九)——单例模式);mFileHandle是log文件的句柄。

2.3.日志类的实现

2.3.1.初始化

LOG*             LOG::Log         = NULL;
string           LOG::logBuffer   = "";
HANDLE           LOG::mFileHandle = INVALID_HANDLE_VALUE;
mutex            LOG::log_mutex;LOG::LOG()
{// 初始化init(LOG_LEVEL_NONE, LOG_TARGET_FILE);
} void LOG::init(LOGLEVEL loglevel, LOGTARGET logtarget)
{setLogLevel(loglevel);setLogTarget(logtarget);createFile();
}void LOG::uninit()
{if (INVALID_HANDLE_VALUE != mFileHandle){CloseHandle(mFileHandle);}
}LOG* LOG::getInstance()
{if (NULL == Log){log_mutex.lock();if (NULL == Log){Log = new LOG();}log_mutex.unlock();}return Log;
}LOGLEVEL LOG::getLogLevel()
{return this->logLevel;
}void LOG::setLogLevel(LOGLEVEL iLogLevel)
{this->logLevel = iLogLevel;
}LOGTARGET LOG::getLogTarget()
{return this->logTarget;
}void LOG::setLogTarget(LOGTARGET iLogTarget)
{this->logTarget = iLogTarget;
}

初始化工作设置了日志的级别和输出位置(代码中提供了日志级别和输出位置的setter、getter方法)。函数createFile()是创建日志文件位置,并获取日志文件的句柄mFileHandle。代码如下:

int LOG::createFile()
{TCHAR fileDirectory[256];GetCurrentDirectory(256, fileDirectory);// 创建log文件的路径TCHAR logFileDirectory[256];_stprintf_s(logFileDirectory, _T("%s\\Test\\"), fileDirectory);// 使用_stprintf_s需要包含头文件<TCHAR.H>// 文件夹不存在则创建文件夹if (_taccess(logFileDirectory, 0) == -1){_tmkdir(logFileDirectory);}TCHAR cTmpPath[MAX_PATH] = { 0 };TCHAR* lpPos = NULL;TCHAR cTmp = _T('\0');WCHAR pszLogFileName[256];// wcscat:连接字符串wcscat(logFileDirectory, _T("test.log"));_stprintf_s(pszLogFileName, _T("%s"), logFileDirectory);mFileHandle = CreateFile(pszLogFileName,GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,FILE_SHARE_READ,NULL,OPEN_ALWAYS,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,NULL);if (INVALID_HANDLE_VALUE == mFileHandle){return -1;}return 0;
}

其中,需要介绍的是下述函数:

  • GetCurrentDirectory:在一个缓冲区中装载当前目录
  • _stprintf_s:将若干个参数按照format格式存到buffer中
  • _taccess:判断文件是否存在,返回值0表示该文件存在,返回-1表示文件不存在或者该模式下没有访问权限
  • _tmkdir:创建一个目录

2.3.2.写日志

以下是writeLog()方法的实现:

int LOG::writeLog(LOGLEVEL loglevel,         // Log级别unsigned char* fileName,   // 函数所在文件名unsigned char* function,   // 函数名int lineNumber,            // 行号char* format,              // 格式化...)
{int ret = 0;// 获取日期和时间char timeBuffer[100];ret = getSystemTime(timeBuffer);logBuffer += string(timeBuffer);// LOG级别char* logLevel;if (loglevel == LOG_LEVEL_DEBUG){logLevel = "DEBUG";}else if (loglevel == LOG_LEVEL_INFO){logLevel = "INFO";}else if (loglevel == LOG_LEVEL_WARNING){logLevel = "WARNING";}else if (loglevel == LOG_LEVEL_ERROR){logLevel = "ERROR";}// [进程号][线程号][Log级别][文件名][函数名:行号]char locInfo[100];char* format2 = "[PID:%4d][TID:%4d][%s][%-s][%s:%4d]";ret = printfToBuffer(locInfo, 100, format2,GetCurrentProcessId(),GetCurrentThreadId(),logLevel,fileName,function,lineNumber);logBuffer += string(locInfo);	// 日志正文char logInfo2[256];va_list ap;va_start(ap, format);ret = vsnprintf(logInfo2, 256, format, ap);va_end(ap);logBuffer += string(logInfo2);logBuffer += string("\n");outputToTarget();return 0;
}

2.3.3.输出日志

void LOG::outputToTarget()
{if (LOG::getInstance()->getLogTarget() & LOG_TARGET_FILE){SetFilePointer(mFileHandle, 0, NULL, FILE_END);DWORD dwBytesWritten = 0;WriteFile(mFileHandle, logBuffer.c_str(), logBuffer.length(), &dwBytesWritten, NULL);FlushFileBuffers(mFileHandle);}if (LOG::getInstance()->getLogTarget() & LOG_TARGET_CONSOLE){printf("%s", logBuffer.c_str());}// 清除bufferlogBuffer.clear();
}
  • SetFilePointer:将文件指针移动到文件指定的位置
  • FlushFileBuffers:把写文件缓冲区的数据强制写入磁盘

为了使用方便,可以定义一些宏来简化函数的使用,本文不再赘述。

3.测试

Jungle将上述设计实现的日志系统应用到了之前写的一些小程序里,比如在之前的“欲戴王冠,必承其重”——深度解析职责链模式的代码。如何添加呢?就是将两个文件(头文件和源文件)加入工程,包含头文件,再在需要打log的地方加上Jungle在日志类里定义的宏即可。下列是示例log:

因为程序比较简单,代码量很小,所以只有一个线程(log中TID都是一样的)。但上述测试结果验证了Jungle设计的日志系统是可行的。

4.多线程环境

4.1.多线程环境测试

接下来Jungle设计一个简单的多线程环境,测试一下上述日志系统,测试代码如下:

#define THREAD_NUM 5
// 全局资源变量
int g_num = 0;unsigned int __stdcall func(void *pPM)
{LOG_INFO("enter");Sleep(50);g_num++;LOG_INFO("g_num = %d", g_num);LOG_INFO("exit");return 0;
}int main()
{LOG *logger = LOG::getInstance();HANDLE  handle[THREAD_NUM];//线程编号int threadNum = 0;while (threadNum < THREAD_NUM){handle[threadNum] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, func, NULL, 0, NULL);//等子线程接收到参数时主线程可能改变了这个i的值threadNum++;}//保证子线程已全部运行结束WaitForMultipleObjects(THREAD_NUM, handle, TRUE, INFINITE);return 0;
}

上述代码中,Jungle一共开启了5个线程,理论上打印的日志文件里,TID应该出现5个不同的数值。每个线程里打印全局变量(即全局共享资源)的值。下面是输出的日志,一共运行了两次(第5、6行隔开):

问题来啦!

首先,在第一次运行输出的日志里,出现了乱码!(第1行和第4行),而且看起来该输出log的地方没有完全输出(真的吗?)

其次,在第二次运行输出的日志里,一行log里好像打印了两次日志(第8行)!

问题出在哪里呢?

为什么会出现乱码?仔细看第8行log,其实打印的都是同一个时刻、同一个位置,都是在调用writeLog函数(宏LOG_INFO即是调用writeLog函数)时出现的问题,也就是说在这个时刻,两个线程都跑到函数writeLog里写log,导致logBuffer缓冲区里存放了两次信息。只不过第8行运气较好,每次的编码都保存完整。而第1行和第4行就没这么走运了!(logBuffer里已经完全乱了!)所以根本问题是,多个线程在同一个时刻访问了同一个资源!所以针对多线程环境,我们需要做到共享资源的互斥

4.2.线程安全的日志系统

在单例模式的设计实现里已经提到了线程安全,Jungle用互斥锁达到了互斥的目的。本文也可以使用互斥锁(并且在日志对象实例的单例模式中已经使用),但在这里Jungle想用另一种方法:临界区。

在Log类成员里声明一个CRITICAL_SECTION对象criticalSection,初始化时:

InitializeCriticalSection(&criticalSection);

当然,最好在释放资源时加上下述代码:

DeleteCriticalSection(&criticalSection);

而在进入writeLog时和离开writeLog时加上下述代码:

int LOG::writeLog(...)
{int ret = 0;EnterCriticalSection(&criticalSection);// do somethingLeaveCriticalSection(&criticalSection);return 0;
}

需要提及的是,最好是在LeaveCriticalSection之后再DeleteCriticalSection。

接下来再在多线程环境里测试,Jungle测试了几次,但为了缩短篇幅,只展示一次的结果:

可以看到,日志完整记录了每个线程的运行过程(线程号TID不同)。

5.注意事项

尽管上述已经基本实现了日志系统,但仍有很大的改进空间,在调试代码和查阅资料的过程中,Jungle发现需要注意以下几个问题:

(1)字符编码问题:宽字符、ANSI编码等多种不同编码的兼容;

(2)Visio Studio版本的差异:Jungle本想将日志系统应用到之前设计的一个机器人仿真控制器里,但遗憾的是编译不通过,因为那个代码是用Visio Studio 2008写的,而Mutex是C++2011标准的内容,需要用支持该新标准的编译器,比如VS2012及以上版本。(当然了,可以用临界区等其他方法实现互斥,这里Jungle只是提出这个需要注意的问题);

(3)关于宏_CRT_SECURE_NO_WARNINGS:是的,需要在预处理器里加上这个宏或者代码里显示声明这个宏,否则编译不通过,如下图。原因是代码中使用的wcscat等函数不安全,可能会造成内存泄露等。解决方法除了前述提到的声明宏以外,还可以使用更安全的函数

源码地址:

日志系统几乎是每一个实际的软件项目从开发、测试到交付,再到后期的维护过程中极为重要的 查看软件代码运行流程还原错误现场记录运行错误位置及上下文等的重要依据。一个高性能的日志系统,能够准确记录重要的变量信息,同时又没有冗余的打印导致日志文件记录无效的数据。本文Jungle将用C++设计实现一个日志系统。

1.为什么需要日志

为什么需要日志?其实在引言中已经提到了,实际的软件项目的几乎每个过程,都离不开日志。初学代码时,Jungle的第一行代码是实现打印“hello world”,打印到控制台。在后来的学习中,Jungle又学会了设断点调试代码,在适当的地方通过断点来观察变量的值。但在实际的软件项目中,试想一下,通过输出到控制台或者通过设断点来调试代码,可能吗?

  • 客户现场,会让你现场打印到控制台上调试吗?
  • 报了error的软件项目,你能够明确知道软件crash的位置吗?
  • 你能保证设断点可以还原error时候的现场吗?
  • 概率性的error事件,设断点还奏效吗?
  • 如果是时效性的代码(比如USB连接) ,设断点调试还合理吗?
  • ……

日志,可以记录每一时刻软件的运行情况,记录error或者crash时的信息(时间、关键变量的值、出错位置、线程等);另一方面,对于概率性error事件,可以在重复测试时通过日志来查询错误复现时候的情况。简言之,日志是跟踪和回忆某个时刻或者时间段内的程序行为进而定位问题的一种重要手段

2.日志系统设计

软件运行过程中,需要记录的有什么呢?前述已经提到,关键变量的值、运行的位置(哪个文件、哪个函数、哪一行)、时间线程号进程号。本文Jungle采用C++设计了LOG类,介绍LOG类的设计之前,需要提及的是log的级别和log位置。

2.1.1.log级别

Log级别是什么意思呢?在开发阶段,Jungle可能想尽可能详细地跟踪代码运行过程,所以可以打印尽可能多的信息到日志文件中;测试过程中,测试部可能不需要这么详细的信息,所以这时候有的信息可能不必输出到Log文件;产品交付客户使用时,为了软件运行更快、客户体验更好,这时候就只需打印关键信息到日志文件了,因为过多的写文件会耗费大量时间,影响软件运行速度。所以Jungle为LOG类定义了如下级别:

enum LOGLEVEL
{LOG_LEVEL_NONE,LOG_LEVEL_ERROR,     // errorLOG_LEVEL_WARNING,   // warningLOG_LEVEL_DEBUG,     // debugLOG_LEVEL_INFO,      // info	
};

在软件设计中,可以通过某些方法或者预留一些开关来设置Log级别,方便在开发、调试、测试和客户现场灵活地调整日志级别,以获取到有用的日志信息。

2.1.2.log输出位置

Log文件可以输出到控制台(其实也是不错的方法),也可以输出到指定路径下的某个文件里,也可能有别的需求。比如,开发或调试时,简单的信息直接就打印到软件某个界面上;测试或者交付客户时,最好将日志保存到文件里,这样可以保存尽可能多的信息。因此,Jungle进行了如下设计:

enum LOGTARGET
{LOG_TARGET_NONE      = 0x00,LOG_TARGET_CONSOLE   = 0x01,LOG_TARGET_FILE      = 0x10
};

2.1.3.log的作用域

一个软件系统,要在哪儿输出日志呢?Everywhere!只要是你想打印日志的地方,任何一个函数、任何一个文件,都应该而且必须可以打印。也就是说这个log类的对象(不妨叫做日志记录器),日志记录器必须是全局的

光是全局的就够了吗?你这个文件里有一个全局的日志记录器,输出日志到file.log文件里;另一个文件里也有一个日志记录器,也输出到file.log文件里……多个日志记录器同时往一个文件里写日志,这显然不合理。所以还必须保证日志记录器全局且唯一

怎么保证日志记录器唯一呢?即Log类在具体的软件系统中有且仅有一个实例化对象。答案是采用单例模式!(设计模式(九)——单例模式)

2.2.日志类的设计

综上所述,Jungle设计的日志类LOG如下:

class LOG
{
public:// 初始化void init(LOGLEVEL loglevel, LOGTARGET logtarget);// void uninit();// fileint createFile();static LOG* getInstance();// Log级别LOGLEVEL getLogLevel();void setLogLevel(LOGLEVEL loglevel);// Log输出位置LOGTARGET getLogTarget();void setLogTarget(LOGTARGET logtarget);// 打logstatic int writeLog(LOGLEVEL loglevel,         // Log级别unsigned char* fileName,   // 函数所在文件名unsigned char* function,   // 函数名int lineNumber,            // 行号char* format,              // 格式化...);                      // 变量// 输出logstatic void outputToTarget();private:LOG();~LOG();static LOG* Log;// 互斥锁static mutex log_mutex;// 存储log的bufferstatic string logBuffer;// Log级别LOGLEVEL logLevel;// Log输出位置LOGTARGET logTarget;// Handlestatic HANDLE mFileHandle;
};

其中,互斥锁log_mutex是用于在多线程环境下保证只创建一个LOG类的实例 (设计模式(九)——单例模式);mFileHandle是log文件的句柄。

2.3.日志类的实现

2.3.1.初始化

LOG*             LOG::Log         = NULL;
string           LOG::logBuffer   = "";
HANDLE           LOG::mFileHandle = INVALID_HANDLE_VALUE;
mutex            LOG::log_mutex;LOG::LOG()
{// 初始化init(LOG_LEVEL_NONE, LOG_TARGET_FILE);
} void LOG::init(LOGLEVEL loglevel, LOGTARGET logtarget)
{setLogLevel(loglevel);setLogTarget(logtarget);createFile();
}void LOG::uninit()
{if (INVALID_HANDLE_VALUE != mFileHandle){CloseHandle(mFileHandle);}
}LOG* LOG::getInstance()
{if (NULL == Log){log_mutex.lock();if (NULL == Log){Log = new LOG();}log_mutex.unlock();}return Log;
}LOGLEVEL LOG::getLogLevel()
{return this->logLevel;
}void LOG::setLogLevel(LOGLEVEL iLogLevel)
{this->logLevel = iLogLevel;
}LOGTARGET LOG::getLogTarget()
{return this->logTarget;
}void LOG::setLogTarget(LOGTARGET iLogTarget)
{this->logTarget = iLogTarget;
}

初始化工作设置了日志的级别和输出位置(代码中提供了日志级别和输出位置的setter、getter方法)。函数createFile()是创建日志文件位置,并获取日志文件的句柄mFileHandle。代码如下:

int LOG::createFile()
{TCHAR fileDirectory[256];GetCurrentDirectory(256, fileDirectory);// 创建log文件的路径TCHAR logFileDirectory[256];_stprintf_s(logFileDirectory, _T("%s\\Test\\"), fileDirectory);// 使用_stprintf_s需要包含头文件<TCHAR.H>// 文件夹不存在则创建文件夹if (_taccess(logFileDirectory, 0) == -1){_tmkdir(logFileDirectory);}TCHAR cTmpPath[MAX_PATH] = { 0 };TCHAR* lpPos = NULL;TCHAR cTmp = _T('\0');WCHAR pszLogFileName[256];// wcscat:连接字符串wcscat(logFileDirectory, _T("test.log"));_stprintf_s(pszLogFileName, _T("%s"), logFileDirectory);mFileHandle = CreateFile(pszLogFileName,GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,FILE_SHARE_READ,NULL,OPEN_ALWAYS,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,NULL);if (INVALID_HANDLE_VALUE == mFileHandle){return -1;}return 0;
}

其中,需要介绍的是下述函数:

  • GetCurrentDirectory:在一个缓冲区中装载当前目录
  • _stprintf_s:将若干个参数按照format格式存到buffer中
  • _taccess:判断文件是否存在,返回值0表示该文件存在,返回-1表示文件不存在或者该模式下没有访问权限
  • _tmkdir:创建一个目录

2.3.2.写日志

以下是writeLog()方法的实现:

int LOG::writeLog(LOGLEVEL loglevel,         // Log级别unsigned char* fileName,   // 函数所在文件名unsigned char* function,   // 函数名int lineNumber,            // 行号char* format,              // 格式化...)
{int ret = 0;// 获取日期和时间char timeBuffer[100];ret = getSystemTime(timeBuffer);logBuffer += string(timeBuffer);// LOG级别char* logLevel;if (loglevel == LOG_LEVEL_DEBUG){logLevel = "DEBUG";}else if (loglevel == LOG_LEVEL_INFO){logLevel = "INFO";}else if (loglevel == LOG_LEVEL_WARNING){logLevel = "WARNING";}else if (loglevel == LOG_LEVEL_ERROR){logLevel = "ERROR";}// [进程号][线程号][Log级别][文件名][函数名:行号]char locInfo[100];char* format2 = "[PID:%4d][TID:%4d][%s][%-s][%s:%4d]";ret = printfToBuffer(locInfo, 100, format2,GetCurrentProcessId(),GetCurrentThreadId(),logLevel,fileName,function,lineNumber);logBuffer += string(locInfo);	// 日志正文char logInfo2[256];va_list ap;va_start(ap, format);ret = vsnprintf(logInfo2, 256, format, ap);va_end(ap);logBuffer += string(logInfo2);logBuffer += string("\n");outputToTarget();return 0;
}

2.3.3.输出日志

void LOG::outputToTarget()
{if (LOG::getInstance()->getLogTarget() & LOG_TARGET_FILE){SetFilePointer(mFileHandle, 0, NULL, FILE_END);DWORD dwBytesWritten = 0;WriteFile(mFileHandle, logBuffer.c_str(), logBuffer.length(), &dwBytesWritten, NULL);FlushFileBuffers(mFileHandle);}if (LOG::getInstance()->getLogTarget() & LOG_TARGET_CONSOLE){printf("%s", logBuffer.c_str());}// 清除bufferlogBuffer.clear();
}
  • SetFilePointer:将文件指针移动到文件指定的位置
  • FlushFileBuffers:把写文件缓冲区的数据强制写入磁盘

为了使用方便,可以定义一些宏来简化函数的使用,本文不再赘述。

3.测试

Jungle将上述设计实现的日志系统应用到了之前写的一些小程序里,比如在之前的“欲戴王冠,必承其重”——深度解析职责链模式的代码。如何添加呢?就是将两个文件(头文件和源文件)加入工程,包含头文件,再在需要打log的地方加上Jungle在日志类里定义的宏即可。下列是示例log:

因为程序比较简单,代码量很小,所以只有一个线程(log中TID都是一样的)。但上述测试结果验证了Jungle设计的日志系统是可行的。

4.多线程环境

4.1.多线程环境测试

接下来Jungle设计一个简单的多线程环境,测试一下上述日志系统,测试代码如下:

#define THREAD_NUM 5
// 全局资源变量
int g_num = 0;unsigned int __stdcall func(void *pPM)
{LOG_INFO("enter");Sleep(50);g_num++;LOG_INFO("g_num = %d", g_num);LOG_INFO("exit");return 0;
}int main()
{LOG *logger = LOG::getInstance();HANDLE  handle[THREAD_NUM];//线程编号int threadNum = 0;while (threadNum < THREAD_NUM){handle[threadNum] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, func, NULL, 0, NULL);//等子线程接收到参数时主线程可能改变了这个i的值threadNum++;}//保证子线程已全部运行结束WaitForMultipleObjects(THREAD_NUM, handle, TRUE, INFINITE);return 0;
}

上述代码中,Jungle一共开启了5个线程,理论上打印的日志文件里,TID应该出现5个不同的数值。每个线程里打印全局变量(即全局共享资源)的值。下面是输出的日志,一共运行了两次(第5、6行隔开):

问题来啦!

首先,在第一次运行输出的日志里,出现了乱码!(第1行和第4行),而且看起来该输出log的地方没有完全输出(真的吗?)

其次,在第二次运行输出的日志里,一行log里好像打印了两次日志(第8行)!

问题出在哪里呢?

为什么会出现乱码?仔细看第8行log,其实打印的都是同一个时刻、同一个位置,都是在调用writeLog函数(宏LOG_INFO即是调用writeLog函数)时出现的问题,也就是说在这个时刻,两个线程都跑到函数writeLog里写log,导致logBuffer缓冲区里存放了两次信息。只不过第8行运气较好,每次的编码都保存完整。而第1行和第4行就没这么走运了!(logBuffer里已经完全乱了!)所以根本问题是,多个线程在同一个时刻访问了同一个资源!所以针对多线程环境,我们需要做到共享资源的互斥

4.2.线程安全的日志系统

在单例模式的设计实现里已经提到了线程安全,Jungle用互斥锁达到了互斥的目的。本文也可以使用互斥锁(并且在日志对象实例的单例模式中已经使用),但在这里Jungle想用另一种方法:临界区。

在Log类成员里声明一个CRITICAL_SECTION对象criticalSection,初始化时:

InitializeCriticalSection(&criticalSection);

当然,最好在释放资源时加上下述代码:

DeleteCriticalSection(&criticalSection);

而在进入writeLog时和离开writeLog时加上下述代码:

int LOG::writeLog(...)
{int ret = 0;EnterCriticalSection(&criticalSection);// do somethingLeaveCriticalSection(&criticalSection);return 0;
}

需要提及的是,最好是在LeaveCriticalSection之后再DeleteCriticalSection。

接下来再在多线程环境里测试,Jungle测试了几次,但为了缩短篇幅,只展示一次的结果:

可以看到,日志完整记录了每个线程的运行过程(线程号TID不同)。

5.注意事项

尽管上述已经基本实现了日志系统,但仍有很大的改进空间,在调试代码和查阅资料的过程中,Jungle发现需要注意以下几个问题:

(1)字符编码问题:宽字符、ANSI编码等多种不同编码的兼容;

(2)Visio Studio版本的差异:Jungle本想将日志系统应用到之前设计的一个机器人仿真控制器里,但遗憾的是编译不通过,因为那个代码是用Visio Studio 2008写的,而Mutex是C++2011标准的内容,需要用支持该新标准的编译器,比如VS2012及以上版本。(当然了,可以用临界区等其他方法实现互斥,这里Jungle只是提出这个需要注意的问题);

(3)关于宏_CRT_SECURE_NO_WARNINGS:是的,需要在预处理器里加上这个宏或者代码里显示声明这个宏,否则编译不通过,如下图。原因是代码中使用的wcscat等函数不安全,可能会造成内存泄露等。解决方法除了前述提到的声明宏以外,还可以使用更安全的函数

源码地址:

https://github.com/FengJungle/Log​github.com/FengJungle/Log

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springcloud旅游网站源码

开发技术&#xff1a; jdk1.8&#xff0c;mysql5.7&#xff0c;idea&#xff0c;nodejs&#xff0c;vscode springcloud springboot mybatis vue 功能介绍&#xff1a; 用户端&#xff1a; 登录注册 首页显示搜索景区&#xff0c;轮播图&#xff0c;旅游攻略列表 点击攻…

dameng数据库数据id decimal类型,精度丢失

问题处理 这一次也是精度丢失&#xff0c;但是问题呢还是不一样&#xff0c;这一次所有的id都被加一了&#xff0c;只有id字段被加一&#xff0c;还有的查询查出来封装成对象之后对象的id字段被减一了&#xff0c;数据库id字段使用的decimal&#xff08;20,6&#xff09;&…

新版本Idea设置启动参数

1.进入配置页面 2.点击下图红框的部分&#xff0c;会看到有很多操作可选 3.选择添加VM参数即可 此时就会多出一个可以输入参数的框了&#xff0c;如下&#xff1a;

Python编程题集(第二部分循环语句)

目录 Demo27 打印数字I Demo28 打印数字II Demo29 打印数字III Demo30 打印菱形I Demo31 打印菱形II Demo32 打印菱形III Demo33 猜数字 Demo34 最大公约数I Demo35 判断素数 Demo36 最小公倍数 Demo37 整数的素因子 Demo38 完全数 Demo39 前50个素数 Demo40 计算…

Postman for Mac(HTTP请求发送调试工具)v10.18.10官方版

Postman for mac是一个提供在MAC设备上功能强大的开发&#xff0c;监控和测试API的绝佳工具。非常适合开发人员去使用。此版本通过Interceptor添加了对请求捕获的支持&#xff0c;修正了使用上下文菜单操作未复制响应正文的问题和预请求脚本的垂直滚动条与自动完成下拉列表重叠…

计算机网络课后作业2023秋

计算机网络第三版吴功宜版 课后作业 第一章作业三、计算与问答3.73.8 第二章作业三、计算与问答3.23.53.6 第三章作业三、计算与问答3.13.53.73.8 第四章作业三、计算与问答3.13.2 第五章作业三、计算与问答3.13.33.4VLAN交换机模式模式切换重置交换机VLA&#xff2e;配置命令其…

esp32-rust-no_std-examples-blinky

什么是裸机环境&#xff1f; 裸机环境是指没有可供使用的操作系统环境。当编译的 Rust 程序拥有 no_std 属性时&#xff0c;该程序无权访问上述 std 章节中提到的某些特定功能。尽管仍支持使用配网或引入复杂数据结构等功能&#xff0c;但实现方式将会更加复杂。 no_std…

前端注册登录

前端注册登录 设计 登录&#xff0c;注册&#xff0c;都写成组件 ⇢ \dashrightarrow ⇢ 在任意页面中&#xff0c;都能点击显示登录模态框写好的组件&#xff0c;应该放在那个组件中 ⇢ \dashrightarrow ⇢ 不是页面组件(小组件)击登录按钮&#xff0c;把Login.vue 通过定…

Flutter之Json序列化

前言 使用 json_annotation 框架实现json字符串序列化和反序列化 框架官方地址&#xff1a;json_serializable 一、引入依赖&#xff1a;在pubspec.yaml中添加 dependencies:json_annotation: ^4.8.1dev_dependencies:build_runner: ^2.3.3json_serializable: ^6.6.0 二、…

深入理解JVM虚拟机第二十四篇:详解JVM当中的动态链接和常量池的作用

大神链接&#xff1a;作者有幸结识技术大神孙哥为好友&#xff0c;获益匪浅。现在把孙哥视频分享给大家。 孙哥链接&#xff1a;孙哥个人主页 作者简介&#xff1a;一个颜值99分&#xff0c;只比孙哥差一点的程序员 本专栏简介&#xff1a;话不多说&#xff0c;让我们一起干翻J…

在虚拟环境下安装python包

PyCharm可以自己给项目创建虚拟环境&#xff0c;示例如下&#xff1a; 首先通过File—>Setting—>Project&#xff1a;【项目名称】—>Project Interpreter—>设置—>add—>Virtuallenv Environment配置虚拟环境即可 添加解释器&#xff1a; 当创建虚拟环…

sqli-labs关卡13(基于post提交的单引号加括号的报错盲注)通关思路

文章目录 前言一、回顾第十二关知识点二、靶场第十三关通关思路1、判断注入点2、爆显位3、爆数据库名4、爆数据库表5、爆数据库列6、爆数据库关键信息 总结 前言 此文章只用于学习和反思巩固sql注入知识&#xff0c;禁止用于做非法攻击。注意靶场是可以练习的平台&#xff0c;…

c++范围for语句

语法格式 for(declaration:expression)statement 基本使用 遍历输出 vector<int> nums { 1,2,3,4,5}; for (int num : nums) {num;cout << num << " "; } cout << endl; 遍历时修改 vector<int> nums { 1,2,3,4,5}; for (int&…

浏览器Cookie是什么?如何在MaskFog指纹浏览器中导入Cookie?

在使用互联网时我们常常听到cookie这个词&#xff0c;那到底什么是cookie呢&#xff1f; Cookie是某些网站为了辨别用户身份而储存在用户本地终端上的数据&#xff08;通常经过加密&#xff09;&#xff0c;由用户客户端计算机暂时或永久保存的信息客户端向服务器发起请求&…

Python使用带账密的Socks5代理

测试代码如下 import requestsip 146.78.85.145 port 9527 username ********* password ********* proxies {http: fsocks5://{username}:{password}{ip}:{port},https: fsocks5://{username}:{password}{ip}:{port} } print(proxies) body requests.get("https:/…

OpenCV中更稳更快的边缘检测方法,快速查找线、圆、椭圆--EdgeDrawing-C++代码

计算机视觉之家看到快速圆检测Edge Drawing&#xff0c;其效果比霍夫要好&#xff0c;速度更快&#xff08;具体效果可以参考视觉之家的文章&#xff09;&#xff0c;上面C代码不全&#xff0c;那么好的检测效果国内资料竟然那么少&#xff0c;后在opencv的开发文档中找到了C代…