[C++][第三方库][spdlog]详细讲解

编程语言 2024-11-04 23:37:37 阅读次数: 0

目录

1.介绍

  • spdlog是一个高性能、超快速、零配置的C++日志库，它旨在提供简洁的API和丰富的功能，同时保持高性能的日志记录。它支持多种输出目标、格式化选项、线程安全以及异步日志记录
  • Github
  • 特点：
    • 高性能：spdlog专为速度而设计，即使在高负载情况下也能保持良好的性能
    • 零配置：无需复杂的配置，只需包含头文件即可在项目中使用
    • 异步日志：支持异步日志记录，减少对主线程的影响
    • 格式化：支持自定义日志消息的格式化，包括时间戳、线程ID、日志级别等
    • 多平台：跨平台兼容，支持Windows、Linux、MacOS等操作系统
    • 丰富的API：提供丰富的日志级别和操作符重载，方便记录各种类型的日志

2.安装

  • 直接命令安装：sudo apt install libspdlog-dev
  • 源码安装：clone后，使用cmake安装即可，详细可参照官方文档

3.使用

1.包含头文件

#include <spdlog/spdlog.h>

2.日志输出等级枚举

namespace level 
{
    
     
    enum level_enum : int 
    {
    
     
        trace = SPDLOG_LEVEL_TRACE, 
        debug = SPDLOG_LEVEL_DEBUG, 
        info = SPDLOG_LEVEL_INFO, 
        warn = SPDLOG_LEVEL_WARN, 
        err = SPDLOG_LEVEL_ERROR, 
        critical = SPDLOG_LEVEL_CRITICAL, 
        off = SPDLOG_LEVEL_OFF, 
        n_levels 
    }; 
}

3.日志输出格式自定义

  • 可以自定义日志消息的格式
    logger->set_pattern("%Y-%m-%d %H:%M:%S [%t] [%-7l] %v"); 
 
%t - 线程ID（Thread ID）
%n - 日志器名称（Logger name）
%l - 日志级别名称（Level name），如 INFO, DEBUG, ERROR 等
%v - 日志内容（message）
%Y - 年（Year）
%m - 月（Month）
%d - 日（Day）
%H - 小时（24-hour format）
%M - 分钟（Minute）
%S - 秒（Second）

4.日志记录器类

  • 创建一个基本的日志记录器，并设置日志级别和输出模式
    namespace spdlog 
{
      
       
	class logger 
	{
      
       
	    logger(std::string name)； 
	    logger(std::string name, sink_ptr single_sink) 
	    logger(std::string name, sinks_init_list sinks) 
	    
	    void set_level(level::level_enum log_level); 
	    void set_formatter(std::unique_ptr<formatter> f); 
	    
	    template<typename... Args> 
	    void trace(fmt::format_string<Args...> fmt, Args &&...args) 
	    
	    template<typename... Args> 
	    void debug(fmt::format_string<Args...> fmt, Args &&...args) 
	    
	    template<typename... Args> 
	    void info(fmt::format_string<Args...> fmt, Args &&...args) 
	    
	    template<typename... Args> 
	    void warn(fmt::format_string<Args...> fmt, Args &&...args) 
	    
	    template<typename... Args> 
	    void error(fmt::format_string<Args...> fmt, Args &&...args) 
	    
	    template<typename... Args> 
	    void critical(fmt::format_string<Args...> fmt, Args &&...args) 
	     
	    void flush(); //刷新日志 
	    //策略刷新--触发指定等级日志的时候立即刷新日志的输出 
	    void flush_on(level::level_enum log_level); 
	}； 
}

5.异步日志记录类

  • 为了异步记录日志，可以使用spdlog::async::logger
    class async_logger final : public logger 
{
      
       
    async_logger(std::string logger_name, 
                 sinks_init_list sinks_list, 
                 std::weak_ptr<details::thread_pool> tp, 
                 async_overflow_policy overflow_policy = 
                 async_overflow_policy::block);
                 
    async_logger(std::string logger_name, 
                 sink_ptr single_sink, 
                 std::weak_ptr<details::thread_pool> tp, 
                 async_overflow_policy overflow_policy = 
                 async_overflow_policy::block); 
                  
    //异步日志输出需要异步工作线程的支持，这里是线程池类 
    class SPDLOG_API thread_pool 
    {
      
       
        thread_pool(size_t q_max_items, 
		            size_t threads_n, 
		            std::function<void()> on_thread_start, 
		            std::function<void()> on_thread_stop); 
		            
        thread_pool(size_t q_max_items, size_t threads_n,  
		            std::function<void()> on_thread_start); 
		            
        thread_pool(size_t q_max_items, size_t threads_n); 
    }; 
} 
 
std::shared_ptr<spdlog::details::thread_pool> thread_pool() 
{
      
       
    return details::registry::instance().get_tp(); 
} 
 
//默认线程池的初始化接口 
inline void init_thread_pool(size_t q_size, size_t thread_count) 
 
auto async_logger = spdlog::async_logger_mt("async_logger", 
											"logs/async_log.txt"); 
											
async_logger->info("This is an asynchronous info message");

6.日志记录器工厂类

using async_factory = async_factory_impl<async_overflow_policy::block>; 
 
template<typename Sink, typename... SinkArgs> 
inline std::shared_ptr<spdlog::logger> create_async(std::string logger_name, 
													SinkArgs &&...sink_args) 
 
 
// 创建一个彩色输出到标准输出的日志记录器，默认工厂创建同步日志记录器 
template<typename Factory = spdlog::synchronous_factory> 
std::shared_ptr<logger> stdout_color_mt(const std::string &logger_name, 
									    color_mode mode = color_mode::automatic); 
//标准错误 
template<typename Factory = spdlog::synchronous_factory> 
std::shared_ptr<logger> stderr_color_mt(const std::string &logger_name, 
										color_mode mode = color_mode::automatic); 
//指定文件  
template<typename Factory = spdlog::synchronous_factory> 
std::shared_ptr<logger> basic_logger_mt(const std::string &logger_name, 
										const filename_t &filename, 
										bool truncate = false, 
								const file_event_handlers &event_handlers = {
    
    }) 
//循环文件 
template<typename Factory = spdlog::synchronous_factory> 
std::shared_ptr<logger> rotating_logger_mt(const std::string &logger_name,  
										   const filename_t &filename,  
										   size_t max_file_size,  
										   size_t max_files,  
										   bool rotate_on_open = false) 
...

7.日志落地类

namespace spdlog 
{
    
     
	namespace sinks 
	{
    
     
	    class SPDLOG_API sink 
	    {
    
     
	    public: 
	        virtual ~sink() = default; 
	        virtual void log(const details::log_msg &msg) = 0; 
	        virtual void flush() = 0; 
	        virtual void set_pattern(const std::string &pattern) = 0; 
	        virtual void set_formatter(std::unique_ptr<spdlog::formatter> sink_formatter) = 0;
	     
	        void set_level(level::level_enum log_level); 
	    }; 
	     
	    using stdout_sink_mt; 
	    using stderr_sink_mt; 
	    using stdout_color_sink_mt; 
	    using stderr_color_sink_mt; 
	    //滚动日志文件-超过一定大小则自动重新创建新的日志文件 
	    sink_ptr rotating_file_sink(filename_t base_filename, 
			                        std::size_t max_size, 
			                        std::size_t max_files, 
			                        bool rotate_on_open = false, 
							   const file_event_handlers &event_handlers = {
    
    }); 
	    using rotating_file_sink_mt = rotating_file_sink<std::mutex>; 
	    //普通的文件落地对啊ing 
	    sink_ptr basic_file_sink(const filename_t &filename, 
			                     bool truncate = false, 
			                     const file_event_handlers &event_handlers = {
    
    }); 
	    using basic_file_sink_mt = basic_file_sink<std::mutex>; 
	     
	    using kafka_sink_mt = kafka_sink<std::mutex>; 
	    using mongo_sink_mt = mongo_sink<std::mutex>; 
	    using tcp_sink_mt = tcp_sink<std::mutex>; 
	    using udp_sink_mt = udp_sink<std::mutex>; 
	    ..... 
	    //*_st：单线程版本，不用加锁，效率更高。 
	    //*_mt：多线程版本，用于多线程程序是线程安全的。 
	} 
}

8.全局接口

//输出等级设置接口 
void set_level(level::level_enum log_level); 
//日志刷新策略-每隔N秒刷新一次 
void flush_every(std::chrono::seconds interval) 
//日志刷新策略-触发指定等级立即刷新 
void flush_on(level::level_enum log_level);

9.记录日志

  • 使用日志记录器记录不同级别的日志
    logger->trace("This is a trace message"); 
logger->debug("This is a debug message"); 
logger->info("This is an info message"); 
logger->warn("This is a warning message"); 
logger->error("This is an error message"); 
logger->critical("This is a critical message");

4.使用示例

0.makefile

all:sync_stdout sync_file async

sync_stdout:sync_stdout.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++17 -lspdlog -lfmt

sync_file:sync_file.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++17 -lspdlog -lfmt

async:async.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++17 -lspdlog -lfmt

.PHONY:clean
clean:
	rm sync_stdout
	rm sync_file

1.同步日志并输出到标准输出

  • main.cc：
    #include <iostream>
#include <spdlog/spdlog.h>
#include <spdlog/sinks/stdout_color_sinks.h>

int main()
{
      
         
	// 1.设置全局的刷新策略
	// (1) 每秒刷新
	spdlog::flush_every(std::chrono::seconds(1));
	// (2) 遇到debug以上等级的日志立即刷新
	spdlog::flush_on(spdlog::level::level_enum::debug);
	// (3) 设置全局的日志输出等级 -> 无所谓, 每个日治其可以独立进行设置
	spdlog::set_level(spdlog::level::level_enum::debug);

	// 2.创建同步日志器(标准输出/文件) --> 工厂接口默认创建的是同步日志器
	auto logger = spdlog::stdout_color_mt("default-logger");

	// 设置日期的刷新策略, 以及设置日志器的输出等级
	// logger->flush_on(spdlog::level::level_enum::debug);
	// logger->set_level(spdlog::level::level_enum::debug);

	// 3.设置日志输出格式
	logger->set_pattern("[%H:%M:%S][%t][%-8l] %v");

	// 4.进行简单的日志输出
	logger->trace("Hello {}", "SnowK");
	logger->debug("Hello {}", "SnowK");
	logger->info("Hello {}", "SnowK");
	logger->warn("Hello {}", "SnowK");
	logger->error("Hello {}", "SnowK");
	logger->critical("Hello {}", "SnowK");

	std::cout << "spdlog 日志输出完毕" << std::endl;

	return 0;
}
  • 输出结果：
    [15:26:28][27831][debug   ] Hello SnowK
[15:26:28][27831][info    ] Hello SnowK
[15:26:28][27831][warning ] Hello SnowK
[15:26:28][27831][error   ] Hello SnowK
[15:26:28][27831][critical] Hello SnowK
spdlog 日志输出完毕

2.同步日志并输出到文件

  • main.cc：
    #include <iostream>
#include <spdlog/spdlog.h>
#include <spdlog/sinks/basic_file_sink.h>

int main()
{
      
         
	// 1.设置全局的刷新策略
	// (1) 每秒刷新
	spdlog::flush_every(std::chrono::seconds(1));
	// (2) 遇到debug以上等级的日志立即刷新
	spdlog::flush_on(spdlog::level::level_enum::debug);
	// (3) 设置全局的日志输出等级 -> 无所谓, 每个日治其可以独立进行设置
	spdlog::set_level(spdlog::level::level_enum::debug);

	// 2.创建同步日志器(标准输出/文件) --> 工厂接口默认创建的是同步日志器
	auto logger = spdlog::basic_logger_mt("file_logger", "log");

	// 设置日期的刷新策略, 以及设置日志器的输出等级
	// logger->flush_on(spdlog::level::level_enum::debug);
	// logger->set_level(spdlog::level::level_enum::debug);

	// 3.设置日志输出格式
	logger->set_pattern("[%H:%M:%S][%t][%-8l] %v");

	// 4.进行简单的日志输出
	logger->trace("Hello {}", "SnowK");
	logger->debug("Hello {}", "SnowK");
	logger->info("Hello {}", "SnowK");
	logger->warn("Hello {}", "SnowK");
	logger->error("Hello {}", "SnowK");
	logger->critical("Hello {}", "SnowK");

	std::cout << "spdlog 日志输出完毕" << std::endl;

	return 0;
}
  • 输出结果：
    # stdout
spdlog 日志输出完毕

# log文件
[15:34:45][28382][debug   ] Hello SnowK
[15:34:45][28382][info    ] Hello SnowK
[15:34:45][28382][warning ] Hello SnowK
[15:34:45][28382][error   ] Hello SnowK
[15:34:45][28382][critical] Hello SnowK

3.异步日志并输出到标准输出

  • main.cc：
    #include <iostream>
#include <spdlog/spdlog.h>
#include <spdlog/sinks/stdout_color_sinks.h>
#include <spdlog/async.h>

int main()
{
      
         
	// 1.设置全局的刷新策略
	// (1) 每秒刷新
	spdlog::flush_every(std::chrono::seconds(1));
	// (2) 遇到debug以上等级的日志立即刷新
	spdlog::flush_on(spdlog::level::level_enum::debug);
	// (3) 设置全局的日志输出等级 -> 无所谓, 每个日治其可以独立进行设置
	spdlog::set_level(spdlog::level::level_enum::debug);

	// 2.创建异步日志器(标准输出/文件) --> 工厂接口默认创建的是同步日志器
	spdlog::init_thread_pool(2048, 1);
	auto logger = spdlog::stdout_color_mt<spdlog::async_factory>("async-logger");

	// 设置日期的刷新策略, 以及设置日志器的输出等级
	// logger->flush_on(spdlog::level::level_enum::debug);
	// logger->set_level(spdlog::level::level_enum::debug);

	// 3.设置日志输出格式
	logger->set_pattern("[%H:%M:%S][%t][%-8l] %v");

	// 4.进行简单的日志输出
	logger->trace("Hello {}", "SnowK");
	logger->debug("Hello {}", "SnowK");
	logger->info("Hello {}", "SnowK");
	logger->warn("Hello {}", "SnowK");
	logger->error("Hello {}", "SnowK");
	logger->critical("Hello {}", "SnowK");

	std::cout << "spdlog 日志输出完毕" << std::endl;

	return 0;
}
  • 输出结果：
    spdlog 日志输出完毕
[15:41:47][28793][debug   ] Hello SnowK
[15:41:47][28793][info    ] Hello SnowK
[15:41:47][28793][warning ] Hello SnowK
[15:41:47][28793][error   ] Hello SnowK
[15:41:47][28793][critical] Hello SnowK

5.spdlog与glog组件对比

0.前言

  • glog和spdlog都是流行的C++日志库，它们各自具有不同的特点和优势
  • 以下是对这两个库的对比分析，包括性能测试的结果和使用场景的考量

1.glog

  • glog是由Google开发的一个开源C++日志库，它提供了丰富的日志功能，包括多种日志级别、条件日志记录、日志文件管理、信号处理、自定义日志格式等
  • glog默认情况下是同步记录日志的，这意味着每次写日志操作都会阻塞直到日志数据被写入磁盘
  • 性能：根据张生荣的性能对比测试分析，glog在同步调用的场景下的性能较spdlog慢
    • 在一 台低配的服务器上，glog耗时1.027秒处理十万笔日志数据，而在固态硬盘上的耗时 为0.475秒

2.spdlog

  • spdlog是一个开源的、高性能的C++日志库，它支持异步日志记录，允许在不影响主线程的情况下进行日志写入
  • 性能：在同样的性能测试中，spdlog在同步调用的场景下比glog快
    • 在低配服务器上的耗时为0.135秒，而在固态硬盘上的耗时为0.057秒
    • 此外，spdlog还提供了异步日志记录的功能，其简单异步模式的耗时为0.158秒

3.对比总结

  • 性能：从性能测试结果来看，spdlog在同步调用场景下的性能优于glog，当涉及到大量日志数据时，spdlog显示出更快的处理速度。
  • 异步日志：spdlog支持异步日志记录，这在处理高负载应用程序时非常有用，可以减少日志操作对主线程的影响。
  • 易用性：spdlog提供了更简单的集成和配置方式，只需包含头文件即可使用，而glog可能需要额外的编译和配置步骤。
  • 功能：glog提供了一些特定的功能，如条件日志记录和信号处理，这些在某些场景下可能非常有用
  • 使用场景：
    • glog可能更适合那些对日志性能要求不是特别高，但需要一些特定功能的场景
    • spdlog则适合需要高性能日志记录和异步日志能力的应用程序
    • 在选择日志库时，开发者应根据项目的具体需求和性能要求来决定使用哪个库
      • 如果项目对日志性能有较高要求，或者需要异步日志记录来避免阻塞主线程，spdlog可能是更好的选择
      • 如果项目需要一些特定的日志功能，或者已经在使用glog且没有显著的性能问题，那么继续使用glog也是合理的

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转载自blog.csdn.net/qq_37281656/article/details/142680075
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