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前言：

日志的简单说明

编写日志

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前言：

在线程池部分我们纵观全文，可以发现全文有很多很多的IO流，看起来还是差点意思的，而我们今天提到的日志，是在今后的代码编写中会经常接触，或者说在这之前，我们也接触过日志，不过我们没有注意而已，比如平常常用的电脑，强制关机什么的都会在日志里面。

接下来，我们将简单介绍一下日志的相关知识，然后进行编写。

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日志的简单说明

对于日志来说，我们平常使用的日志有几个等级的，第一个等级是DEBUG，代表调试信息，第二个等级是INFO，代表普通信息，第三个等级是WARNING，代表警告，部分警告我们是不用过多在意的，比如在最新的编译器上使用头文件unistd.h的话，是有警告的，但是我们不必在意，第四个等级是ERROR，代表出错了，这种错误呢我们平时编写高级语言的代码的时候，出现了数据的越界啊，除0什么的都会出现ERROR，最后一个等级就十分危险了，大部分人到到现在应该是没有见到过的，是FATAL，代表的是致命的。

那么对于日志来说，我们需要时间吧？我们需要等级吧？文件名吧？发生了报错需要指定具体的行号吧？最后还有一个打印出来的信息吧？

由以上可得信息所需要的成员变量还是非常多的，加上有些函数我们还没有具体了解，所以其实编写日志也算是一个小小的挑战了。

那么废话不多说，我们直接进入编写日志的环节。

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编写日志

编写日志之前，由于日志的有多个不同的等级，所以我们不妨使用枚举变量用来表示日志的不同等级：

enum grade
{DEBUG = 1,INFO,WARNING,ERROR,FATAL
};

对于日志，我们也分析了需要当前时间，文件名，当前行号，进程pid也可以来一下，打印的信息，日志等级，那么我们可以用个结构体将它们全部组合在一起：

struct log_message
{std::string _level;pid_t _id;std::string _filename;int _filenumber;std::string _cur_time;std::string message_info;
};

好了，现在暂时有两个问题，第一个是，我们如何获取到当前的时间？方法肯定有很多种，这里我们推荐函数localtime。第二个是level我们是使用的枚举类型用来表示的，那么我们肯定需要将整数转换成对应的string类型。

我们不妨先来解决简单的，我们将整数转换为我们需要的日志等级信息，我们可以使用switch函数：

std::string GradeToString(int level)
{switch(level){case DEBUG:return "DEBUG";case INFO:return "INFO";case WARNING:return "WARNING";case ERROR:return "ERROR";case FATAL:return "FATAL";default:return "UNKNOWN";}
}

这段代码唯一的难点可能就是很久没有用到switch了导致的生疏而已。

那么对于第二个问题，我们先man localtime：

对于这个函数而言，返回值类型是结构体tm指针，所需要的头文件是time.h，那么在C++中，自然就是对应的ctime头文件了，对应的参数是time_t类型的变量，实际上就是time函数的返回值。

那么结构体tm的组成是这样的：

           struct tm {int tm_sec;    /* Seconds (0-60) */int tm_min;    /* Minutes (0-59) */int tm_hour;   /* Hours (0-23) */int tm_mday;   /* Day of the month (1-31) */int tm_mon;    /* Month (0-11) */int tm_year;   /* Year - 1900 */int tm_wday;   /* Day of the week (0-6, Sunday = 0) */int tm_yday;   /* Day in the year (0-365, 1 Jan = 0) */int tm_isdst;  /* Daylight saving time */};

year对应的就是年，mon对应的就是月，mday代表的是这个月的第几天，也就是日，hour min sec对应的就是时分秒了，对于其他成员变量我们看旁边的注释也能清楚。

那么get当前时间也挺简单的了就，但是为了方便起见，我们可以返回一个字符串，不然到时候打印的时候我们还需要转格式就有点麻烦了：

std::string GetCurTime()
{const time_t t = time(nullptr);struct tm* cur_time = localtime(&t);char buffer[128];snprintf(buffer,sizeof(buffer), "%d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d",cur_time->tm_year + 1990,cur_time->tm_mon + 1,cur_time->tm_mday,cur_time->tm_hour,cur_time->tm_min,cur_time->tm_sec);return buffer;
}

当然了，为了格式的美观，我们可以在除了年的所有格式里面加上02d，以及因为tm_year的值是减去了1990的，所以我们加上，month同理。

此时，时间的问题就解决了。

那么对于日志来说，可以打印在显示器上面，也可以打印到文件里面，所以我们不妨对于日志类设置一个变量，用来表示打印在哪里，一个用来表示文件，一个用来表示显示器文件：

const std::string default_logfile = "./log.txt";
#define SCREEN_TYPE 1
#define FILE_TYPE 2class log
{
public:log(const std::string &logfile = default_logfile): _log_file(logfile), _type(SCREEN_TYPE){}void ModifyType(int type){_type = type;}private:int _type;std::string _log_file;
};

对于日志的基本框架也搭建好了，现在我们需要考虑的有以下几个逻辑，如何将日志打印到显示器，如何将日志打印到文件里面？

对于以上的逻辑，我们不妨先将我们的信息封装好，在封装信息的这个过程中，我们会用到可变参数，以及用到新的宏和新的类型，我们先来简单介绍一下新的知识，va_list以及va_start,va_end：

其中va_list是通过 __gnuc_va_list重命名过来的，对于va_start和va_end都是一个宏。

对于va_list来说，是获取可变参数列表里面的可变参数，通过是使用一个内部指针指向它。

对于va_start来说，第一个参数是va_list的类型，对于第二个参数往往是可变参数列表的前一个类型。

对于va_end来说是用来清理va_list变量的一个宏。

而要注意的是，va_list这种都是C语言标准库里面的，并不是C++语言直接提供的。

现在我们不妨反问一下，如果没有va_list，我们如何访问可变参数列表？

这里使用到的函数栈帧的知识，函数的参数是从右往左进行压栈的，所以如果我们想要访问参数，需要一个指针，并且确切的知道可变参数列表里面参数的类型，便于在栈中易于通过指针运算找到每一个参数。

当然，这种方法是非常不安全也是非常不具有移植性的，非常不推荐，咱们了解一下即可。

有了va_list之后，我们对于可变参数的处理就十分简单了，不过我们现在知道了可变参数可以有va_list获取之后，我们应该如何处理呢？这里就需要使用到函数vnsprintf了，函数原型为：

int vnsprintf(char *str, size_t size, const char *format, va_list ap);

• char *str：指向存储结果字符串的缓冲区的指针。
• size_t size：缓冲区的大小，即str可以容纳的最大字符数（包括空字符'\0'）。
• const char *format：格式化字符串，用于指定输出格式。这个字符串可以包含普通字符和格式说明符（如%d、%s等），这些格式说明符会被va_list中的相应参数替换。
• va_list ap：一个可变参数列表，包含了要格式化的数据。这个列表通常使用va_start宏初始化，使用va_arg宏访问，最后使用va_end宏清理。

    void logMessage(const std::string &filename, int filenumber, int level, const char *format, ...){log_message lg;lg._level = GradeToString(level);lg._id = getpid();lg._filenumber = filenumber;lg._filename = filename;lg._cur_time = GetCurTime();va_list va;va_start(va, format);char log_info[1024];vsnprintf(log_info, sizeof(log_info), format, va);va_end(va);lg._message_info = log_info;// 开始打印日志FlushLog(lg);}

信息处理完毕了，我们现在开始实现打印日志的逻辑：

    void FlushLog(log_message &lg){pthread_mutex_lock(&gmutex);if (_type == SCREEN_TYPE)FlushScreen(lg);elseFlushFile(lg);pthread_mutex_unlock(&gmutex);}

对于打印来说，打印访问的资源都是log_message，所以我们是有必要加锁的，加一把全局的锁就可以了。如果不加锁会发生打印错乱的现象，现在就是最后两个函数了，一个打印到显示器上：

    void FlushScreen(log_message &lg){printf("[%s][%d][%s][%d][%s] %s",lg._level.c_str(),lg._id,lg._filename.c_str(),lg._filenumber,lg._cur_time.c_str(),lg._message_info.c_str());}

    void FlushFile(log_message &lg){std::ofstream out(_log_file, std::ios::app);if (!out.is_open())return;char logtxt[2048];snprintf(logtxt, sizeof(logtxt), "[%s][%d][%s][%d][%s] %s",lg._level.c_str(),lg._id,lg._filename.c_str(),lg._filenumber,lg._cur_time.c_str(),lg._message_info.c_str());out.write(logtxt, strlen(logtxt));out.close();}

以上是日志的基本编写，别急，我们不妨测试一下：

// 测试日志编写
int main()
{log().logMessage("test filename1",1, DEBUG, "Hello world %d\n", 1200);log().logMessage("test filename2",2, INFO, "Hello world %d\n", 1201);log().logMessage("test filename3",3, FATAL, "Hello world %d\n", 1202);log().logMessage("test filename4",4, ERROR, "Hello world %d\n", 1203);log().logMessage("test filename5",5, DEBUG, "Hello world %d\n", 1204);log().logMessage("test filename6",6, FATAL, "Hello world %d\n", 1205);return 0;
}

只能说日志编写太不错了。

但是但是，还是差点意思，我们还要定义匿名对象，还要手动的写文件名，文件行号，实在麻烦，所以我们可以使用宏进行封装，这里使用宏的时候，如果涉及了续航符，编译器是不会省略的，但是之前的printf那些编译器是会省略的。这点需要注意。

log lg;#define LOG(Level, Format, ...)                                        \do                                                                 \{                                                                  \lg.logMessage(__FILE__, __LINE__, Level, Format, ##__VA_ARGS__); \} while (0)
#define EnableScreen()          \do                          \{                           \lg.ModifyType(SCREEN_TYPE); \} while (0)
#define EnableFILE()          \do                        \{                         \lg.ModifyType(FILE_TYPE); \} while (0)

在class log的最后面，我们不妨定义一个宏，有点函数的意思，对于宏__FILE__ __LINE__的意思是当前文件的名字和当前行号，后面的就是等级，格式了，对于##代表的是如果没有可变参数，那么自动忽视__VA_ARGS__。

int main()
{log().logMessage("test filename1",1, DEBUG, "Hello world %d\n", 1200);log().logMessage("test filename2",2, INFO, "Hello world %d\n", 1201);// log().logMessage("test filename3",3, FATAL, "Hello world %d\n", 1202);// log().logMessage("test filename4",4, ERROR, "Hello world %d\n", 1203);// log().logMessage("test filename5",5, DEBUG, "Hello world %d\n", 1204);// log().logMessage("test filename6",6, FATAL, "Hello world %d\n", 1205);LOG(DEBUG,"Hello linux\n", 520,1314);LOG(INFO,"Hello linux\n");EnableFILE();LOG(WARNING,"Hello linux\n");LOG(FATAL,"Hello C++", "Today leanring how to write log\n");return 0;
}

此时，日志编写就非常完美的结束了。

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感谢阅读！