【Linux】日志

日志是记录软件运行过程中发生的事件的一种手段，通常包含以下内容：

时间戳：记录日志条目创建的确切时间。这对于追踪事件发生的时间顺序至关重要。
日志级别：表示日志信息的严重性或重要性，常见的级别包括 DEBUG、INFO、WARNING、ERROR 和 FATAL。
消息：日志条目的主要文本内容，描述了发生了什么事件或情况。
来源：生成日志条目的组件、模块、类或函数名，有助于定位日志信息在代码中的位置。
线程信息：在多线程应用程序中，记录产生日志的线程ID或名称。
进程信息：记录产生日志的进程ID或名称。
用户信息：如果是用户驱动的应用程序，可能需要记录进行操作的用户ID或名称。
主机信息：记录生成日志的服务器或主机的名称或IP地址。
异常信息：如果日志是由于异常情况而产生的，通常包括异常的类型、消息、堆栈跟踪等。
自定义上下文：根据应用程序的需要，可能包括与事件相关的特定上下文信息，如交易ID、会话ID、请求参数等。

在C++标准库中，并没有直接提供专门的日志记录功能，然而，C++标准库中的一些组件可以用来模拟实现日志记录。

需要实现：

日志级别：Debug, Info, Warning, Error, Fatal：这些枚举值定义了不同的日志级别。
日志输出风格：Screen, OneFile, ClassFile：定义了日志消息的输出方式，分别对应控制台输出、单个文件输出和按类别分文件输出。
获取当前时间戳：TimeStampToLocalTime获取当前时间戳并转换为本地时间。
输出日志消息：屏幕、单个文件、多类文件。

Log.hpp如下：

#pragma once

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <cstdarg>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <ctime>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

// 日志级别
enum
{
    Debug = 0,
    Info,
    Warning,
    Error,
    Fatal
};

// 输出风格
enum
{
    Screen = 10,
    OneFile,
    ClassFile
};

// 日志级别的字符串输出
std::string LevelToString(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";
    }
}

// 获取当前时间戳并转换为本地时间
std::string TimeStampToLocalTime()
{
    time_t curtime = time(nullptr);
    struct tm *cur = localtime(&curtime);
    char time_buffer[128];
    snprintf(time_buffer, sizeof(time_buffer), "%d/%d/%d %d:%d:%d",
             cur->tm_year + 1900, cur->tm_mon + 1, cur->tm_mday,
             cur->tm_hour, cur->tm_min, cur->tm_sec);
    return time_buffer;
}

const int default_Style = Screen;
const std::string default_filename = "log.";
const std::string default_logdir = "log"; // 文件的默认存储路径

class Log
{
public:
    Log()
        : _style(default_Style),
          _filename(default_filename)
    {
        mkdir(default_logdir.c_str(), 0775);
    }

    // 更改输出风格
    void ChangeStyle(int style)
    {
        _style = style;
    }

    // 输出消息到单个文件
    void WriteLogToOneFile(const std::string &logname, const std::string &message)
    {
        umask(0);
        int fd = open(logname.c_str(), O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND, 0666);
        if (fd < 0)
            return;
        write(fd, message.c_str(), message.size());
        close(fd);
    }

    // 输出消息到多类文件
    void WriteLogToClassFile(const std::string &levelstr, const std::string &message)
    {
        std::string logname = default_logdir;
        logname += "/";
        logname += _filename;
        logname += levelstr;
        WriteLogToOneFile(logname, message);
    }

    void WriteLog(const std::string &levelstr, const std::string &message)
    {
        switch (_style)
        {
        case Screen:
            std::cout << message << std::endl;
            break;
        case OneFile:
            WriteLogToOneFile("all", message);
            break;
        case ClassFile:
            WriteLogToClassFile(levelstr, message);
            break;
        default:
            break;
        }
    }

    void LogMessage(int level, const char *format, ...)
    {
        char leftbuffer[1024];
        std::string levelstr = LevelToString(level);
        std::string curtime = TimeStampToLocalTime();
        std::string pid = std::to_string(getpid());
        snprintf(leftbuffer, sizeof(leftbuffer), "[%s][%s][%s]  ",
            levelstr.c_str(),curtime.c_str(),pid.c_str());
        
        char rightbuffer[1024];
        va_list args;   //用于访问可变参数列表
        va_start(args, format); //使用 va_start 宏初始化 args，使其指向 format 后面的第一个可变参数
        // args 指向了可变参数部分
        vsnprintf(rightbuffer,sizeof(rightbuffer),format,args);//使用 vsnprintf 函数将可变参数列表按照 format 格式化后的字符串写入 rightbuffer，同时限制写入的字符数不超过 rightbuffer 的大小
        va_end(args);   //args = nullptr;

        std::string loginfo = leftbuffer;
        loginfo += rightbuffer;
        WriteLog(levelstr, loginfo);
    }

    ~Log()
    {}
private:
    int _style;            // 输出风格
    std::string _filename; // 文件名称
};

Main.cc如下：

#include "Log.hpp"

int main()
{
    Log lg;
    // lg.ChangeStyle(Screen);
    lg.ChangeStyle(ClassFile);
    lg.LogMessage(Debug, "this is a log message: %d, %lf\n", 123, 3.14);
    lg.LogMessage(Info, "this is a log message: %d, %lf\n", 123, 3.14);
    lg.LogMessage(Warning, "this is a log message: %d, %lf\n", 123, 3.14);
    lg.LogMessage(Error, "this is a log message: %d, %lf\n", 123, 3.14);
    lg.LogMessage(Fatal, "this is a log message: %d, %lf\n", 123, 3.14);
    lg.LogMessage(Debug, "this is a log message: %d, %lf\n", 123, 3.14);
    lg.LogMessage(Info, "this is a log message: %d, %lf\n", 123, 3.14);
    lg.LogMessage(Warning, "this is a log message: %d, %lf\n", 123, 3.14);
    lg.LogMessage(Error, "this is a log message: %d, %lf\n", 123, 3.14);
    lg.LogMessage(Fatal, "this is a log message: %d, %lf\n", 123, 3.14);
    lg.LogMessage(Debug, "this is a log message: %d, %lf\n", 123, 3.14);
    lg.LogMessage(Info, "this is a log message: %d, %lf\n", 123, 3.14);
    lg.LogMessage(Warning, "this is a log message: %d, %lf\n", 123, 3.14);
    lg.LogMessage(Error, "this is a log message: %d, %lf\n", 123, 3.14);
    lg.LogMessage(Fatal, "this is a log message: %d, %lf\n", 123, 3.14);
    return 0;
}