Go日志库使用-logrus
golang日志库
golang标准库的日志框架非常简单，仅仅提供了print，panic和fatal三个函数对于更精细的日志级别、日志文件分割以及日志分发等方面并没有提供支持。
所以催生了很多第三方的日志库，但是在golang的世界里，没有一个日志库像slf4j那样在Java中具有绝对统治地位。golang中，流行的日志框架包括logrus、zap、zerolog、seelog等。
logrus是目前Github上star数量最多的日志库，目前(2018.08，下同)star数量为8119，fork数为1031。logrus功能强大，性能高效，而且具有高度灵活性，提供了自定义插件的功能。很多开源项目，如docker，prometheus等，都是用了logrus来记录其日志。
zap是Uber推出的一个快速、结构化的分级日志库。具有强大的ad-hoc分析功能，并且具有灵活的仪表盘。zap目前在GitHub上的star数量约为4.3k。
seelog提供了灵活的异步调度、格式化和过滤功能。目前在GitHub上也有约1.1k。
logrus特性
logrus具有以下特性：
- 完全兼容golang标准库日志模块：logrus拥有六种日志级别：debug、info、warn、error、fatal和panic，这是golang标准库日志模块的API的超集。如果您的项目使用标准库日志模块，完全可以以最低的代价迁移到logrus上。
- 可扩展的Hook机制：允许使用者通过hook的方式将日志分发到任意地方，如本地文件系统、标准输出、logstash、elasticsearch或者mq等，或者通过hook定义日志内容和格式等。
- 可选的日志输出格式：logrus内置了两种日志格式，JSONFormatter和TextFormatter，如果这两个格式不满足需求，可以自己动手实现接口Formatter，来定义自己的日志格式。
- Field机制：logrus鼓励通过Field机制进行精细化的、结构化的日志记录，而不是通过冗长的消息来记录日志。
- logrus是一个可插拔的、结构化的日志框架。
logrus的使用
第一个示例
package main import ( log "github.com/sirupsen/logrus" ) func main() { log.WithFields(log.Fields{ "animal": "walrus", }).Info("A walrus appears") }
上面代码执行后，标准输出上输出如下：
time="2018-08-11T15:42:22+08:00" level=info msg="A walrus appears" animal=walrus
logrus与golang标准库日志模块完全兼容，因此您可以使用log“github.com/sirupsen/logrus”替换所有日志导入。
logrus可以通过简单的配置，来定义输出、格式或者日志级别等。
1 package main 2 3 import ( 4 "os" 5 log "github.com/sirupsen/logrus" 6 ) 7 8 func init() { 9 // 设置日志格式为json格式 10 log.SetFormatter(&log.JSONFormatter{}) 11 12 // 设置将日志输出到标准输出（默认的输出为stderr，标准错误） 13 // 日志消息输出可以是任意的io.writer类型 14 log.SetOutput(os.Stdout) 15 16 // 设置日志级别为warn以上 17 log.SetLevel(log.WarnLevel) 18 } 19 20 func main() { 21 log.WithFields(log.Fields{ 22 "animal": "walrus", 23 "size": 10, 24 }).Info("A group of walrus emerges from the ocean") 25 26 log.WithFields(log.Fields{ 27 "omg": true, 28 "number": 122, 29 }).Warn("The group's number increased tremendously!") 30 31 log.WithFields(log.Fields{ 32 "omg": true, 33 "number": 100, 34 }).Fatal("The ice breaks!") 35 }
输出：
{"level":"warning","msg":"The group's number increased tremendously!","number":122,"omg":true,"time":"2020-01-14T10:28:02+08:00"}
{"level":"fatal","msg":"The ice breaks!","number":100,"omg":true,"time":"2020-01-14T10:28:02+08:00"}
exit status 1
Logger
logger是一种相对高级的用法, 对于一个大型项目, 往往需要一个全局的logrus实例，即logger对象来记录项目所有的日志。如：
package main import ( "github.com/sirupsen/logrus" "os" ) // logrus提供了New()函数来创建一个logrus的实例。 // 项目中，可以创建任意数量的logrus实例。 var log = logrus.New() func main() { // 为当前logrus实例设置消息的输出，同样地， // 可以设置logrus实例的输出到任意io.writer log.Out = os.Stdout // 为当前logrus实例设置消息输出格式为json格式。 // 同样地，也可以单独为某个logrus实例设置日志级别和hook，这里不详细叙述。 log.Formatter = &logrus.JSONFormatter{} log.WithFields(logrus.Fields{ "animal": "walrus", "size": 10, }).Info("A group of walrus emerges from the ocean") }
Fields
前一章提到过，logrus不推荐使用冗长的消息来记录运行信息，它推荐使用Fields来进行精细化的、结构化的信息记录。
例如下面的记录日志的方式：
log.Fatalf("Failed to send event %s to topic %s with key %d", event, topic, key)
在logrus中不太提倡，logrus鼓励使用以下方式替代之：
log.WithFields(log.Fields{ "event": event, "topic": topic, "key": key, }).Fatal("Failed to send event")
前面的WithFields API可以规范使用者按照其提倡的方式记录日志。但是WithFields依然是可选的，因为某些场景下，使用者确实只需要记录仪一条简单的消息。
通常，在一个应用中、或者应用的一部分中，都有一些固定的Field。比如在处理用户http请求时，上下文中，所有的日志都会有request_id和user_ip。为了避免每次记录日志都要使用log.WithFields(log.Fields{"request_id": request_id, "user_ip": user_ip})，我们可以创建一个logrus.Entry实例，为这个实例设置默认Fields，在上下文中使用这个logrus.Entry实例记录日志即可。
requestLogger := log.WithFields(log.Fields{"request_id": request_id, "user_ip": user_ip})
requestLogger.Info("something happened on that request") # will log request_id and user_ip
requestLogger.Warn("something not great happened")
Hook
logrus最令人心动的功能就是其可扩展的HOOK机制了，通过在初始化时为logrus添加hook，logrus可以实现各种扩展功能。
Hook接口
logrus的hook接口定义如下，其原理是每此写入日志时拦截，修改logrus.Entry。
// logrus在记录Levels()返回的日志级别的消息时会触发HOOK， // 按照Fire方法定义的内容修改logrus.Entry。 type Hook interface { Levels() []Level Fire(*Entry) error }
一个简单自定义hook如下，DefaultFieldHook定义会在所有级别的日志消息中加入默认字段appName="myAppName"。
type DefaultFieldHook struct { } func (hook *DefaultFieldHook) Fire(entry *log.Entry) error { entry.Data["appName"] = "MyAppName" return nil } func (hook *DefaultFieldHook) Levels() []log.Level { return log.AllLevels }
hook的使用也很简单，在初始化前调用log.AddHook(hook)添加相应的hook即可。
logrus官方仅仅内置了syslog的hook。
此外，但Github也有很多第三方的hook可供使用，文末将提供一些第三方HOOK的连接。
记录文件名和行号
logrus的一个很致命的问题就是没有提供文件名和行号，这在大型项目中通过日志定位问题时有诸多不便。Github上的logrus的issue#63：Log filename and line number创建于2014年，四年过去了仍是open状态~~~
网上给出的解决方案分位两类，一就是自己实现一个hook；二就是通过装饰器包装logrus.Entry。两种方案网上都有很多代码，但是大多无法正常工作。但总体来说，解决问题的思路都是对的：通过标准库的runtime模块获取运行时信息，并从中提取文件名，行号和调用函数名。
标准库runtime模块的Caller(skip int)函数可以返回当前goroutine调用栈中的文件名，行号，函数信息等，参数skip表示表示返回的栈帧的层次，0表示runtime.Caller的调用着。返回值包括响应栈帧层次的pc(程序计数器)，文件名和行号信息。为了提高效率，我们先通过跟踪调用栈发现，从runtime.Caller()的调用者开始，到记录日志的生成代码之间，大概有8到11层左右，所有我们在hook中循环第8到11层调用栈应该可以找到日志记录的生产代码。
此外，runtime.FuncForPC(pc uintptr) *Func可以返回指定pc的函数信息。
所有我们要实现的hook也是基于以上原理，使用runtime.Caller()依次循环调用栈的第7~11层，过滤掉sirupsen包内容，那么第一个非siupsenr包就认为是我们的生产代码了，并返回pc以便通过runtime.FuncForPC()获取函数名称。然后将文件名、行号和函数名组装为source字段塞到logrus.Entry中即可。
import ( "fmt" log "github.com/sirupsen/logrus" "runtime" "strings" ) // line number hook for log the call context, type lineHook struct { Field string // skip为遍历调用栈开始的索引位置 Skip int levels []log.Level } // Levels implement levels func (hook lineHook) Levels() []log.Level { return log.AllLevels } // Fire implement fire func (hook lineHook) Fire(entry *log.Entry) error { entry.Data[hook.Field] = findCaller(hook.Skip) return nil } func findCaller(skip int) string { file := "" line := 0 var pc uintptr // 遍历调用栈的最大索引为第11层. for i := 0; i < 11; i++ { file, line, pc = getCaller(skip + i) // 过滤掉所有logrus包，即可得到生成代码信息 if !strings.HasPrefix(file, "logrus") { break } } fullFnName := runtime.FuncForPC(pc) fnName := "" if fullFnName != nil { fnNameStr := fullFnName.Name() // 取得函数名 parts := strings.Split(fnNameStr, ".") fnName = parts[len(parts)-1] } return fmt.Sprintf("%s:%d:%s()", file, line, fnName) } func getCaller(skip int) (string, int, uintptr) { pc, file, line, ok := runtime.Caller(skip) if !ok { return "", 0, pc } n := 0 // 获取包名 for i := len(file) - 1; i > 0; i-- { if file[i] == '/' { n++ if n >= 2 { file = file[i+1:] break } } } return file, line, pc }
效果如下：
time="2018-08-11T19:10:15+08:00" level=warning msg="postgres_exporter is ready for scraping on 0.0.0.0:9295..." source="postgres_exporter/main.go:60:main()" time="2018-08-11T19:10:17+08:00" level=error msg="!!!msb info not found" source="postgres/postgres_query.go:63:QueryPostgresInfo()" time="2018-08-11T19:10:17+08:00" level=error msg="get postgres instances info failed, scrape metrics failed, error:msb env not found" source="collector/exporter.go:71:Scrape()"
日志本地文件分割
logrus本身不带日志本地文件分割功能，但是我们可以通过file-rotatelogs进行日志本地文件分割。 每次当我们写入日志的时候，logrus都会调用file-rotatelogs来判断日志是否要进行切分。关于本地日志文件分割的例子网上很多，这里不再详细介绍，奉上代码：
import ( "github.com/lestrrat-go/file-rotatelogs" "github.com/rifflock/lfshook" log "github.com/sirupsen/logrus" "time" ) func newLfsHook(logLevel *string, maxRemainCnt uint) log.Hook { writer, err := rotatelogs.New( logName+".%Y%m%d%H", // WithLinkName为最新的日志建立软连接，以方便随着找到当前日志文件 rotatelogs.WithLinkName(logName), // WithRotationTime设置日志分割的时间，这里设置为一小时分割一次 rotatelogs.WithRotationTime(time.Hour), // WithMaxAge和WithRotationCount二者只能设置一个， // WithMaxAge设置文件清理前的最长保存时间， // WithRotationCount设置文件清理前最多保存的个数。 //rotatelogs.WithMaxAge(time.Hour*24), rotatelogs.WithRotationCount(maxRemainCnt), ) if err != nil { log.Errorf("config local file system for logger error: %v", err) } level, ok := logLevels[*logLevel] if ok { log.SetLevel(level) } else { log.SetLevel(log.WarnLevel) } lfsHook := lfshook.NewHook(lfshook.WriterMap{ log.DebugLevel: writer, log.InfoLevel: writer, log.WarnLevel: writer, log.ErrorLevel: writer, log.FatalLevel: writer, log.PanicLevel: writer, }, &log.TextFormatter{DisableColors: true}) return lfsHook }
使用上述本地日志文件切割的效果如下：
将日志发送到elasticsearch
将日志发送到elasticsearch是很多日志监控系统的选择，将logrus日志发送到elasticsearch的原理是在hook的每次fire调用时，使用golang的es客户端将日志信息写到elasticsearch。elasticsearch官方没有提供golang客户端，但是有很多第三方的go语言客户端可供使用，我们选择elastic。elastic提供了丰富的文档，以及Java中的流式接口，使用起来非常方便。
client, err := elastic.NewClient(elastic.SetURL("http://localhost:9200")) if err != nil { log.Panic(err) } // Index a tweet (using JSON serialization) tweet1 := Tweet{User: "olivere", Message: "Take Five", Retweets: 0} put1, err := client.Index(). Index("twitter"). Type("tweet"). Id("1"). BodyJson(tweet1). Do(context.Background())
考虑到logrus的Fields机制，可以实现如下数据格式：
msg := struct { Host string Timestamp string `json:"@timestamp"` Message string Data logrus.Fields Level string }
其中Host记录产生日志主机信息，在创建hook是指定。其他数据需要从logrus.Entry中取得。测试过程我们选择按照此原理实现的第三方HOOK：elogrus。其使用如下：
import ( "github.com/olivere/elastic" "gopkg.in/sohlich/elogrus" ) func initLog() { client, err := elastic.NewClient(elastic.SetURL("http://localhost:9200")) if err != nil { log.Panic(err) } hook, err := elogrus.NewElasticHook(client, "localhost", log.DebugLevel, "mylog") if err != nil { log.Panic(err) } log.AddHook(hook) }
从Elasticsearch查询得到日志存储，效果如下：
GET http://localhost:9200/mylog/_search HTTP/1.1 200 OK content-type: application/json; charset=UTF-8 transfer-encoding: chunked { "took": 1, "timed_out": false, "_shards": { "total": 5, "successful": 5, "failed": 0 }, "hits": { "total": 2474, "max_score": 1.0, "hits": [ { "_index": "mylog", "_type": "log", "_id": "AWUw13jWnMZReb-jHQup", "_score": 1.0, "_source": { "Host": "localhost", "@timestamp": "2018-08-13T01:12:32.212818666Z", "Message": "!!!msb info not found", "Data": {}, "Level": "ERROR" } }, { "_index": "mylog", "_type": "log", "_id": "AWUw13jgnMZReb-jHQuq", "_score": 1.0, "_source": { "Host": "localhost", "@timestamp": "2018-08-13T01:12:32.223103348Z", "Message": "get postgres instances info failed, scrape metrics failed, error:msb env not found", "Data": { "source": "collector/exporter.go:71:Scrape()" }, "Level": "ERROR" } }, //... { "_index": "mylog", "_type": "log", "_id": "AWUw2f1enMZReb-jHQu_", "_score": 1.0, "_source": { "Host": "localhost", "@timestamp": "2018-08-13T01:15:17.212546892Z", "Message": "!!!msb info not found", "Data": { "source": "collector/exporter.go:71:Scrape()" }, "Level": "ERROR" } }, { "_index": "mylog", "_type": "log", "_id": "AWUw2NhmnMZReb-jHQu1", "_score": 1.0, "_source": { "Host": "localhost", "@timestamp": "2018-08-13T01:14:02.21276903Z", "Message": "!!!msb info not found", "Data": {}, "Level": "ERROR" } } ] } } Response code: 200 (OK); Time: 16ms; Content length: 3039 bytes
将日志发送到其他位置
将日志发送到日志中心也是logrus所提倡的，虽然没有提供官方支持，但是目前Github上有很多第三方hook可供使用：
logrus_amqp：Logrus hook for Activemq。
logrus-logstash-hook:Logstash hook for logrus。
mgorus:Mongodb Hooks for Logrus。
logrus_influxdb:InfluxDB Hook for Logrus。
logrus-redis-hook:Hook for Logrus which enables logging to RELK stack (Redis, Elasticsearch, Logstash and Kibana)。
等等，上述第三方hook我这里没有具体验证，大家可以根据需要自行尝试。
其他注意事项
Fatal处理
和很多日志框架一样，logrus的Fatal系列函数会执行os.Exit(1)。但是logrus提供可以注册一个或多个fatal handler函数的接口logrus.RegisterExitHandler(handler func() {} )，让logrus在执行os.Exit(1)之前进行相应的处理。fatal handler可以在系统异常时调用一些资源释放api等，让应用正确的关闭。
线程安全
默认情况下，logrus的api都是线程安全的，其内部通过互斥锁来保护并发写。互斥锁工作于调用hooks或者写日志的时候，如果不需要锁，可以调用logger.SetNoLock()来关闭之。可以关闭logrus互斥锁的情形包括：
没有设置hook，或者所有的hook都是线程安全的实现。
写日志到logger.Out已经是线程安全的了，如logger.Out已经被锁保护，或者写文件时，文件是以O_APPEND方式打开的，并且每次写操作都小于4k。
