C# 如何设计一个好用的日志库？【架构篇】

〇、前言

相信你在实际工作期间经常遇到或听到这样的说法：

“我现在加一下日志，等会儿你再操作下。”

“只有在程序出问题以后才会知道打一个好的日志有多么重要。”

可见日志的记录是日常开发的必备技能。

记录日志的必要性：

当业务比较复杂时，在关键代码附件添加合适的日志是非常重要的，这样可以出现异常后，有章可循，较快速的在不停服的情况下，定位问题并解决。特别是在项目组中，人员较多，若没有统一的日志记录规范，查找系统问题原因就更加费时费力。

记录日志的三种实现：

当业务比较简单，性能要求不高，只是单纯的记录程序的运行是否正常。此时就可以参考本文第一种实现，仅一种级别的文本记录。
当业务复杂较复杂，对性能有一定要求时，可以根据实际情况，参考本文的第二、第三种实现。
当业务非常复杂，必然运行的效率就要求比较高，如何即让程序稳定高效的运行，又能合理记录程序运行状态成为关键。高效的的日志操作可以参考本文的第三种实现。

一、日志的简单记录

如下，为简单的记录开发人员预输出的文本内容，其内容为自定义，输出的时间格式和固定标识需相同。

此方法的性能当然是最差的，针对同一个日志文件，需要独占访问，当同时出现多个记录需求时，会出现排队的情况，导致系统出现卡顿。当然，可以采用多目标文件的方式来提高性能表现，若业务较复杂，还是推荐使用后两种方式。

日志内容测试结果：

public static string strlock = string.Empty;
static void Main(string[] args)
{
    lock(strlock) // 在同一个日志文件操作范围添加同一个锁，避免多线程操作时因抢占资源而报错
    {
        WriteLogPublic.WriteLogFunStr("Program", "Main", "日志内容1");
        // 实际生成的路径：C:\Logs\Program\Main\202304\log07.log
        // 记录的内容：2023-04-07 11-21-31 --- 日志内容1
    }
}

日志类内容：

public class WriteLogPublic
{
    /// <summary>
    /// 记录日志
    /// </summary>
    /// <param name="projectname">项目名称</param>
    /// <param name="controllername">控制器名称</param>
    /// <param name="strlog">日志内容</param>
    public static void WriteLogFunStr(string projectname, string controllername, string strlog)
    {
        string sfilepath = $"C:\\Logs\\{projectname}\\{controllername}\\{DateTime.Now.ToString("yyyyMM")}"; // 根据项目名称等创建文件夹
        string sfilename = $"log{DateTime.Now.ToString("dd")}.log";
        sfilename = sfilepath + "\\" + sfilename; // 文件的绝对路径
        // if (!Directory.Exists(sfilepath)) // 验证路径是否存在（此句可省略，因为 CreateDirectory 方法创建文件路径前会判断是否存在）
            Directory.CreateDirectory(sfilepath); // 不存在则创建
        using (FileStream fs = new FileStream(sfilename, FileMode.Append, FileAccess.Write)) // FileMode.Append：追加内容
        {
            using (var sw = new StreamWriter(fs))
            {
                sw.WriteLine(DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH-mm-ss") + " --- " + strlog);
            }
        }
    }
}

二、通过开源库 HslCommunication 记录不同级别的日志

此方式记录日志，简单高效，可以实现不同级别日志的输出控制，日志选项的配置可以配置在程序的配置文件中，在程序启动时加载即可。

若想实现实时加载，这只能在每次写日志前初始化日志对象，这样估计就影响程序性能了。

日志内容测试结果：

static void Main(string[] args)
{
    // 先初始化配置 HslCommunicationOper
    HslCommunicationOper.HslComLogCollection("Test.ConsoleApp", "Main", 5, HslCommunication.LogNet.GenerateMode.ByEveryHour);
    // HslCommunicationOper.HslComLog("Test.ConsoleApp", "Main"); // 单文件
    // HslCommunicationOper.HslComLogSize("Test.ConsoleApp", "MainSize", 5); // 增加日志单文件大小配置
    // HslCommunicationOper.HslComLogByDate("Test.ConsoleApp", "MainDate", TimeType.Day); // 按照日期分文件保存
    HslCommunicationOper.SetMessageDegree(MessageDegree.WARN);//日志级别
    
    // 记录日志
    HslCommunicationOper.logNet.WriteDebug("调试信息");
    HslCommunicationOper.logNet.WriteInfo("一般信息"); 
    HslCommunicationOper.logNet.WriteWarn("警告信息");
    HslCommunicationOper.logNet.WriteError("错误信息");
    HslCommunicationOper.logNet.WriteFatal("致命信息");

    HslCommunicationOper.logNet.WriteDebug("KeyWord调试信息", "调试信息");
    HslCommunicationOper.logNet.WriteInfo("KeyWord一般信息", "一般信息");
    HslCommunicationOper.logNet.WriteWarn("KeyWord警告信息", "警告信息");
    HslCommunicationOper.logNet.WriteError("KeyWord错误信息", "错误信息");
    HslCommunicationOper.logNet.WriteFatal("KeyWord致命信息", "致命信息");
    HslCommunicationOper.logNet.WriteException("KeyWord-WriteException", new IndexOutOfRangeException());

    HslCommunicationOper.logNet.WriteDebug("调试信息");
    HslCommunicationOper.logNet.WriteInfo("一般信息");
    HslCommunicationOper.logNet.WriteWarn("警告信息");
    HslCommunicationOper.logNet.WriteError("错误信息");
    HslCommunicationOper.logNet.WriteFatal("致命信息");
}
// 日志输出格式示例：
    [警告] 2023-04-07 18:22:03.565 Thread:[001] 警告信息
    [错误] 2023-04-07 18:22:03.605 Thread:[001] 错误信息
    [致命] 2023-04-07 18:22:03.605 Thread:[001] 致命信息
    [警告] 2023-04-07 18:22:03.605 Thread:[001] KeyWord警告信息 : 警告信息
    [错误] 2023-04-07 18:22:03.605 Thread:[001] KeyWord错误信息 : 错误信息
    [致命] 2023-04-07 18:22:03.605 Thread:[001] KeyWord致命信息 : 致命信息
    [致命] 2023-04-07 18:22:03.676 Thread:[001] KeyWord-WriteException : 错误信息：Index was outside the bounds of the array.
    错误源：
    错误堆栈：
    错误类型：System.IndexOutOfRangeException
    错误方法：
    /=================================================[    Exception    ]================================================/
    [警告] 2023-04-07 18:22:03.676 Thread:[001] 警告信息
    [错误] 2023-04-07 18:22:03.676 Thread:[001] 错误信息
    [致命] 2023-04-07 18:22:03.676 Thread:[001] 致命信息

三个相关日志类：

HslCommunicationOper：操作类；
LogNetCollection：扩展类（提供日志文件的大小、生成新文件频率的配置）；
MessageDegree：消息级别枚举。

public static class HslCommunicationOper
{
    public static ILogNet logNet = null;
    /// <summary>
    /// 日志文件根目录
    /// </summary>
    public static string rootpath = "C:\\Log";

    /// <summary>
    /// 单日志文件存储
    /// </summary>
    /// <param name="projectname"></param>
    /// <param name="opername">日志文件名</param>
    public static void HslComLog(string projectname, string opername)
    {
        logNet = new LogNetSingle($"{rootpath}\\{projectname}\\{opername}.txt");
        logNet.SetMessageDegree(HslMessageDegree.DEBUG); // 默认存储最低级别为 DEBUG
    }

    /// <summary>
    /// 限定日志文件大小
    /// </summary>
    /// <param name="projectname"></param>
    /// <param name="opername">日志上级文件夹名</param>
    /// <param name="logfilesize">日志文件大小（单位：M） 1~20，默认 5</param>
    public static void HslComLogSize(string projectname, string opername, int logfilesize = 5)
    {
        if (logfilesize < 1 || logfilesize > 20)
            logfilesize = 5;
        logNet = new LogNetFileSize($"{rootpath}\\{projectname}\\{opername}", logfilesize * 1024 * 1024); // 单位M（5M）：5 * 1024 * 1024
        logNet.SetMessageDegree(HslMessageDegree.DEBUG); // 默认存储最低级别为 DEBUG
    }

    /// <summary>
    /// 按照日期存储
    /// </summary>
    /// <param name="projectname"></param>
    /// <param name="opername">日志上级文件夹名</param>
    /// <param name="recodemode">传入枚举类型（TimeType），值范围：Minute、Hour、Day、Month、Season、Year</param>
    public static void HslComLogByDate(string projectname, string opername, GenerateMode generateMode = GenerateMode.ByEveryDay)
    {
        logNet = new LogNetDateTime($"{rootpath}\\{projectname}\\{opername}", generateMode); // 按每天
        logNet.SetMessageDegree(HslMessageDegree.DEBUG); // 默认存储最低级别为 DEBUG
    }

    /// <summary>
    /// 按照文件或日期存储
    /// </summary>
    /// <param name="projectname"></param>
    /// <param name="opername">日志上级文件夹名</param>
    /// <param name="generateMode">传入枚举类型 GenerateMode</param>
    public static void HslComLogCollection(string projectname, string opername, int filesize, GenerateMode generateMode = GenerateMode.ByEveryDay)
    {
        logNet = new LogNetCollection($"{rootpath}\\{projectname}\\{opername}", filesize * 1024 * 1024, generateMode);
        logNet.SetMessageDegree(HslMessageDegree.DEBUG); // 默认存储最低级别为 DEBUG
    }

    /// <summary>
    /// 单独配置日志级别
    /// </summary>
    /// <param name="messageDegree">默认 DEBUG</param>
    public static void SetMessageDegree(MessageDegree messageDegree = MessageDegree.DEBUG)
    {
        switch (messageDegree)
        {
            case MessageDegree.DEBUG:
                logNet.SetMessageDegree(HslMessageDegree.DEBUG); // 所有等级存储
                break;
            case MessageDegree.INFO:
                logNet.SetMessageDegree(HslMessageDegree.INFO); // 除 DEBUG 外，都存储
                break;
            case MessageDegree.WARN:
                logNet.SetMessageDegree(HslMessageDegree.WARN); // 除 DEBUG 和 INFO 外，都存储
                break;
            case MessageDegree.ERROR:
                logNet.SetMessageDegree(HslMessageDegree.ERROR); // 只存储 ERROR 和 FATAL
                break;
            case MessageDegree.FATAL:
                logNet.SetMessageDegree(HslMessageDegree.FATAL); // 只存储 FATAL
                break;
            case MessageDegree.None:
                logNet.SetMessageDegree(HslMessageDegree.None); // 不存储任何等级
                break;
        }
    }
}

public class LogNetCollection : LogPathBase, ILogNet, IDisposable
{
    private int fileMaxSize = 10485760; // 默认 10M
    private int currentFileSize = 0;
    private GenerateMode generateMode = GenerateMode.ByEveryYear;

    public LogNetCollection(string filePath, int fileMaxSize = 10485760, GenerateMode generateMode = GenerateMode.ByEveryDay, int fileQuantity = -1)
    {
        base.filePath = filePath;
        this.fileMaxSize = fileMaxSize;
        this.generateMode = generateMode;
        controlFileQuantity = fileQuantity;
        base.LogSaveMode = LogSaveMode.FileFixedSize;
        if (!string.IsNullOrEmpty(filePath) && !Directory.Exists(filePath))
        {
            Directory.CreateDirectory(filePath);
        }
    }

    protected override string GetFileSaveName()
    {
        if (string.IsNullOrEmpty(filePath))
        {
            return string.Empty;
        }

        if (string.IsNullOrEmpty(fileName))
        {
            fileName = GetLastAccessFileName();
        }

        if (File.Exists(fileName))
        {
            FileInfo fileInfo = new FileInfo(fileName);
            if (fileInfo.Length > fileMaxSize)
            {
                fileName = GetDefaultFileName();
            }
            else
            {
                currentFileSize = (int)fileInfo.Length;
            }
        }

        return fileName;
    }

    private string GetLastAccessFileName()
    {
        string[] existLogFileNames = GetExistLogFileNames();
        foreach (string result in existLogFileNames)
        {
            FileInfo fileInfo = new FileInfo(result);
            if (fileInfo.Length < fileMaxSize) // 判断已创建的日志文件是否达到最大内存
            {
                currentFileSize = (int)fileInfo.Length;
                return result;
            }
        }

        return GetDefaultFileName(); // 若未创建过，通过指定方式创建
    }

    private string GetDefaultFileName()
    {
        switch (generateMode)
        {
            case GenerateMode.ByEveryMinute:
                return Path.Combine(filePath, "Logs_" + DateTime.Now.ToString("yyyyMMdd_HHmm") + ".txt");
            case GenerateMode.ByEveryHour:
                return Path.Combine(filePath, "Logs_" + DateTime.Now.ToString("yyyyMMdd_HH") + ".txt");
            case GenerateMode.ByEveryDay:
                return Path.Combine(filePath, "Logs_" + DateTime.Now.ToString("yyyyMMdd") + ".txt");
            case GenerateMode.ByEveryWeek:
                {
                    GregorianCalendar gregorianCalendar = new GregorianCalendar();
                    int weekOfYear = gregorianCalendar.GetWeekOfYear(DateTime.Now, CalendarWeekRule.FirstDay, DayOfWeek.Monday);
                    return Path.Combine(filePath, "Logs_" + DateTime.Now.Year + "_W" + weekOfYear + ".txt");
                }
            case GenerateMode.ByEveryMonth:
                return Path.Combine(filePath, "Logs_" + DateTime.Now.ToString("yyyy_MM") + ".txt");
            case GenerateMode.ByEverySeason:
                return Path.Combine(filePath, "Logs_" + DateTime.Now.Year + "_Q" + (DateTime.Now.Month / 3 + 1) + ".txt");
            case GenerateMode.ByEveryYear:
                return Path.Combine(filePath, "Logs_" + DateTime.Now.Year + ".txt");
            default:
                return string.Empty;
        }
    }

    public override string ToString()
    {
        return $"LogNetFileSize[{fileMaxSize}];LogNetDateTime[{generateMode}]";
    }
}

/// <summary>
/// 消息级别
/// </summary>
public enum MessageDegree
{
    DEBUG = 1,
    INFO = 2,
    WARN = 3,
    ERROR = 4,
    FATAL = 5,
    None = 9
}

参考：C# 日志记录分级功能使用按照日期，大小，或是单文件存储

三、通过开源库 NLog 实现通过配置文件配置日志选项

NLog 是一个基于 .net 平台编写的日志记录类库，我们可以使用 NLog 在应用程序中添加极为完善的跟踪调试代码。

本文将通过日志框架 Nlog 和 ConcurrentQueue 队列，实现一个高性能的日志库。

首先，为什么相中了 Nlog ？

NLog 是适用于各个 .net 平台的灵活且免费的日志记录平台。通过 NLog, 可以轻松地写入多个目标（例如：数据库、文件、控制台等）, 并可动态更改日志记录配置信息。
NLog 支持结构化和传统日志记录。
NLog 的特点: 高性能、易于使用、易于扩展和灵活配置。

ConcurrentQueue：表示线程安全的先进先出（FIFO）集合。所有公共成员和受保护成员 ConcurrentQueue<T> 都是线程安全的，可以从多个线程并发使用。

1. 配置文件

对于 ASP.NET 应用程序，存在嵌入程序配置文件和单独配置文件两种方式，程序在启动时，会在应用程序主目录下依次查找：web.config（*.exe.config、*.web.config）、web.nlog（*.exe.nlog）、NLog.config。

个人推荐单独文件配置，便于修改和迭代使用。

第一种方式：单独配置文件

常用名称为 NLog.config。此时需要在根节点 nlog 加上智能感知（Intellisense）的属性配置，详见下文配置文件 XML 代码。

1/5 targets（必须有） - 定义日志目标/输出

name：是指的输出地方的一个名词（给 rules 调用的）;
xsi:type：输出文件的类型，File 指的是文件，Console 控制台输出；
fileName：输出到目标文件的地址，使用的相对路径，可以自行配置输出的地点。
layout：在最简单的形式中，布局是带有嵌入标记的文本，这些嵌入标记样子例如：${xxxx}；
archiveFileName：表示滚动日志存放路径；
archiveAboveSize：单次日志的存储大小（单位是Byte），超过配置，会 archiveFileName 中创建新的日志文件；
maxArchiveFiles：最多保留日志文件的数量，超过后将最早的日志文件自动清除，若值 <=0 则不删除；
archiveNumbering：日志文件的编号顺序，Sequence（顺序，数字越大越近），Rolling（倒序，数字越小越近）；另有 Date、DateAndSequence，详见官网
maxArchiveDays：日志文件保留的最长天数，若值 <=0 则不删除，当 archiveNumbering 为 Rolling 时无效；
archiveEvery：指示在某个时间节点自动生成下一个日志文件，值示例：Year/Day/Minute/Sunday/Friday/None 等等；
concurrentWrites：支持多个并发一起写文件，提高文件写入性能；
keepFileOpen：为了提高文件写入性能，避免每次写入文件都开关文件；
autoFlush：为了提高日志写入性能，不必每次写入日志都直接写入到硬盘；
header/footer：给每个日志文件添加头/尾的固定内容；

其中，layout 属性的标记变量（${xxx}）解析可以参考以下代码：

点击展开查看标记释义

${cached} - 将缓存应用于另一个布局输出。
${db-null} - 为数据库呈现 DbNull
${exception} - 通过调用记录器方法之一提供的异常信息
${level} - 日志级别（例如错误、调试）或级别序号（数字）
${literal} - 字符串 literal。（文本） - 用于转义括号
${logger} - 记录器名称。GetLogger， GetCurrentClassLogger 等
${message} - （格式化的）日志消息。
${newline} - 换行符文字。
${object-path} - 呈现对象的（嵌套）属性
${onexception} - 仅在为日志消息定义了异常时才输出内部布局。
${onhasproperties} - 仅当事件属性包含在日志事件中时才输出内部布局。
${var} - 渲染变量

// 调用站点和堆栈跟踪
${callite} - 调用站点（类名、方法名和源信息）
${callite-filename} - 调用站点源文件名。
${callsite-linenumber} - 呼叫站点源行编号。
${stacktrace} - Render the Stack trace

// 条件
${when} - 仅在满足指定条件时输出内部布局。
${whenempty} - 当内部布局生成空结果时输出备用布局。

// 上下文信息
${activity} - 从 System.Diagnostics.Activity.Current NLog.DiagnosticSource External 捕获跟踪上下文
${activityid} - 将 System.Diagnostics 跟踪关联 ID 放入日志中。
${all-event-properties} - 记录所有事件上下文数据。
${event-context} - 记录事件属性数据 - 替换为 ${事件属性}
${event-properties} - 记录事件属性数据 - 重命名 ${事件-上下文}
${gdc} - 全局诊断上下文项。用于保存每个应用程序实例值的字典结构。
${install-context} - 安装参数（传递给 InstallNLogConfig）。
${mdc} - 映射的诊断上下文 - 线程本地结构。
${mdlc} - 异步映射诊断上下文 - 作用域内上下文的线程本地结构。MDC 的异步版本。
${ndc} - 嵌套诊断上下文 - 线程本地结构。
${ndlc} - 异步嵌套诊断上下文 - 线程本地结构。

// 计数器
${counter} - 计数器值（在每次布局呈现时增加）
${guid} - 全局唯一标识符（GUID）。
${sequenceid} - 日志序列 ID

// 日期和时间
${date} - 当前日期和时间。
${longdate} - 日期和时间采用长而可排序的格式"yyyy-MM-dd HH：mm：ss.ffff"。
${qpc} - 高精度计时器，基于从 QueryPerformanceCounter 返回的值。
${shortdate} - 可排序格式为 yyyy-MM-dd 的短日期。
${ticks} - 当前日期和时间的分笔报价值。
${time} - 24 小时可排序格式的时间 HH：mm：ss.mmm。

// 编码和字符串转换
${json-encode} - 使用 JSON 规则转义另一个布局的输出。
${left} - 文本的剩余部分
${lowercase} - 将另一个布局输出的结果转换为小写。
${norawvalue} - 防止将另一个布局呈现器的输出视为原始值
${pad} - 将填充应用于另一个布局输出。
${replace} - 将另一个布局输出中的字符串替换为另一个字符串。使用正则表达式可选
${replace-newlines} - 将换行符替换为另一个字符串。
${right} - 文本的右侧部分
${rot13} - 使用 ROT-13 解码"加密"的文本。
${substring} - 文本的子字符串
${trim-whitespace} - 从另一个布局呈现器的结果中修剪空格。
${uppercase} - 将另一个布局输出的结果转换为大写。
${url-encode} - 对另一个布局输出的结果进行编码，以便与 URL 一起使用。
${wrapline} - 以指定的行长度换行另一个布局输出的结果。
${xml-encode} - 将另一个布局输出的结果转换为符合 XML 标准。

// 环境和配置文件
${appsetting} - 来自 .config 文件 NLog.Extended 的应用程序配置设置
${configsetting} - 来自 appsettings.json 的值或 ASP.NET Core & .NET Core NLog.Extensions.LoggingNLog.Extensions.HostingNLog.Web.AspNetCore
${environment} - 环境变量。（例如 PATH、OSVersion）
${environment-user} - 用户标识信息（用户名）。
${registry} - 来自 Windows 注册表的值。

// 文件和目录
${basedir} - 当前应用程序域的基目录。
${currentdir} - 应用程序的当前工作目录。
${dir-separator} - 操作系统相关目录分隔符。
${file-contents} - 呈现指定文件的内容。
${filesystem-normalize} - 通过将文件名中不允许使用的字符替换为安全字符来筛选它们。
${nlogdir} - NLog.dll所在的目录。
${processdir} - 应用程序的可执行进程目录。
${specialfolder} - 系统特殊文件夹路径（包括"我的文档"、"我的音乐"、"程序文件"、"桌面"等）。
${tempdir} - 一个临时目录。

// 身份
${identity} - 线程标识信息（名称和身份验证信息）。
${windows-identity} - Thread Windows identity information （username）
${windows-identity} - Thread Windows identity information （username） Nlog.WindowsIdentity

// 集成
${gelf} - 将 LogEvents 转换为 GELF 格式以发送到 Graylog NLog.GelfLayout External
${log4jxmlevent} - XML 事件描述与 log4j、Chainsaw 和 NLogViewer 兼容。

// 进程、线程和程序集
${appdomain} - 当前应用域。
${assembly-version} - 默认应用程序域中可执行文件的版本。
${gc} - 有关垃圾回收器的信息。
${hostname} - 运行进程的计算机的主机名。
${local-ip} - 来自网络接口的本地 IP 地址。
${machinename} - 运行进程的计算机名称。
${performancecounter} - 性能计数器。
${processid} - 当前进程的标识符。
${processinfo} - 有关正在运行的进程的信息，例如 StartTime、PagedMemorySize
${processname} - 当前进程的名称。
${processtime} - 格式为 HH：mm：ss.mmm 的处理时间。
${threadid} - 当前线程的标识符。
${threadname} - 当前线程的名称。

// 银光
${document-uri} - 承载当前 Silverlight 应用程序的 HTML 页面的 URI。
${sl-appinfo} - 有关 Silverlight 应用程序的信息。

// 网络、ASP.NET 和 ASP.NET 核心
${aspnet-appbasepath} - ASP.NET Application base path （Content Root） NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-application} - ASP.NET Application variable. NLog.Web
${aspnet-environment} - ASP.NET Environment name NLog.Web.AspNetCore
${aspnet-item} - ASP.NET 'HttpContext' item variable. NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-mvc-action} - ASP.NET MVC Action Name from routing parameters NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-mvc-controller} - ASP.NET MVC Controller Name from routing parameters NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-request} - ASP.NET Request variable. NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-request-contenttype} - ASP.NET Content-Type header （Ex. application/json） NLog.Web.AspNetCore
${aspnet-request-cookie} - ASP.NET Request cookie content. NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-request-form} - ASP.NET Request form content. NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-request-headers} - ASP.NET Header key/value pairs. NLog.Web.Web.AspNetCore
${aspnet-request-host} - ASP.NET Request host. NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-request-ip} - Client IP. NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-request-method} - ASP.NET Request method （GET， POST etc）. NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-request-posted-body} - ASP.NET posted body / payload NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-request-querystring} - ASP.NET Request querystring. NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-request-referrer} - ASP.NET Request referrer. NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-request-routeparameters} - ASP.NET Request route parameters. NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-request-url} - ASP.NET Request URL. NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-request-useragent} - ASP.NET Request useragent. NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-response-statuscode} - ASP.NET Response status code content. NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-session} - ASP.NET Session variable. NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-sessionid} - ASP.NET Session ID variable. NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-traceidentifier} - ASP.NET trace identifier NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-user-authtype} - ASP.NET User auth. NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-user-claim} - ASP.NET User Claims 授权值 NLog.Web.AspNetCore
${aspnet-user-identity} - ASP.NET User variable. NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-user-isauthenticated} - ASP.NET User authenticated？ NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${aspnet-webrootpath} - ASP.NET Web root path （wwwroot） NLog.WebNLog.Web.AspNetCore
${iis-site-name} - IIS site name. NLog.WebNLog.Web.AspNetCore

//参考： https://www.cnblogs.com/zmy2020/p/15936886.html

2/5 rules（必须有） - 定义日志路由规则

rules 下只有一种节点 logger（可同时配置多个），其属性释义如下：

name：logger 名称，若为 * 则表示适用于所有日志，?：匹配单个字符；
minlevel：表示记录的最低日志级别，只有大于等于该日志级别才会被记录；
maxlevel：记录的最高级别；
level：单极记录，只记录一个级别日志；
levels：同时记录多个级别的日志，用逗号分隔；
writeTo：和 target 节点的 name 属性值匹配，一个 rules 对应一个 target；
enabled：通过值为 false 禁用规则，而不用删除；
ruleName：规则标识符，允许使用 Configuration.FindRuleByName 和进行规则查找 Configuration.RemoveRuleByName，在 NLog 4.6.4 中引入。

3/5 variables - 声明变量的值

variable 元素定义了配置文件中需要用到的变量，一般用来表示复杂或者重复的表达式（例如文件名）。变量需要先定义后使用，否则配置文件将初始化失败。

name：变量名；
value：变量值。

定义变量之后，可以通过 ${my_name} 语法来使用。

4/5 extensions - 定义要加载的 NLog 扩展项 *.dll 文件

extensions 节点可以添加额外的 NLog 元包或自定义功能，assembly 属性指定的被包含程序集不带后缀 .dll 。示例如下：

<nlog>
    <extensions> 
        <add assembly="MyAssembly" />
    </extensions>
    <targets>
        <target name="a1" type="MyFirst" host="localhost" />
    </targets>
    <rules>
        <logger name="*" minLevel="Info" appendTo="a1" />
    </rules>
</nlog>

NLog 4.0 之后，与 NLog.dll 同目录下名如 NLog*.dll 的程序集（如：NLog.CustomTarget.dll）会被自动加载。

5/5 includes - 指定当前配置文件包含多个子配置文件

通过 ${} 语法可以使用环境变量，下例展示包含一个名为当前机器名的配置文件。

<nlog>
    ...
    <include file="${machinename}.config" />
    ...
</nlog>

NLog 4.4.2 之后可以使用通配符 * 指定多个文件。例如：<include file="nlog-*.config" />。

示例配置：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<nlog xmlns="http://www.nlog-project.org/schemas/NLog.xsd"
        xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
        xsi:schemaLocation="http://www.nlog-project.org/schemas/NLog.xsd NLog.xsd"
        autoReload="true"
        throwExceptions="false"
        internalLogLevel="Off" internalLogFile="c:\temp\nlog-internal.log">
    <variable name="appName" value="ConsoleAppDemo"/>
    <targets>
    <target name="logconsole" xsi:type="Console"
				layout="${longdate} [${uppercase:${level}}] ${callsite}(${callsite-filename:includeSourcePath=False}:${callsite-linenumber}) - ${message} ${exception:format=ToString}"
		/>
    <target name="logfile"
				xsi:type="File"
				fileName="${basedir}/logs/${appName}-${shortdate}.log"
				layout="${longdate} [${uppercase:${level}}] ${callsite}(${callsite-filename:includeSourcePath=False}:${callsite-linenumber}) - ${message} ${exception:format=ToString}"
				maxArchiveFiles="999"
				archiveFileName="${basedir}/logs/${appName}-${shortdate}-${###}.log"
				createDirs="true"
				archiveAboveSize="102400"
				archiveEvery="Day"
				encoding="UTF-8"
		/>
    </targets>
    <rules>
    <logger name="*" minlevel="Debug" writeTo="logfile" />
    </rules>
</nlog>

参考：完善 .Net Core 项目 — NLog入门 (日志组件)

第二种方式：嵌入程序配置文件

NLog 配置信息可以嵌入在 .net 应用程序自身的配置文件中，例如 *.exe.config 或者 *.web.config 中，需要使用 configSections 节点配置，如下 XML 代码，再将其他配置填入 nlog 节点即可。

nlog 节点内的内容，参考前边‘第一种方式’。

<configuration>
  <configSections>
    <section name="nlog" type="NLog.Config.ConfigSectionHandler, NLog"/>
  </configSections>
  <nlog>
      ......
  </nlog>
</configuration>

2. 测试代码

static void Main(string[] args)
{
    try
    {
        LoggerHelper._.Info($"完成");
        LoggerHelper._.Debug($"Debug完成");
        LoggerHelper._.Error($"Error完成");
        throw (new Exception());
    }
    catch (Exception ex)
    {
        LoggerHelper._.Error(ex.Message);
    }
}
// 输出日志
2023-04-04 17:14:45.6651 [INFO] YOKAVerse.Net.Log.LoggerHelper.Info(Logger.cs:40) - 完成 
2023-04-04 17:14:46.7303 [DEBUG] YOKAVerse.Net.Log.LoggerHelper.Debug(Logger.cs:28) - Debug完成 
2023-04-04 17:14:47.2924 [ERROR] YOKAVerse.Net.Log.LoggerHelper.Error(Logger.cs:76) - Error完成 
2023-04-04 17:14:49.5869 [ERROR] YOKAVerse.Net.Log.LoggerHelper.Error(Logger.cs:76) - Exception of type 'System.Exception' was thrown.

3. 日志记录类

后续跟新内容：再次感谢评论区的大佬们，博主已经意识到实际上 Nlog 本身已经足够强大，本身就支持队列缓存，此部分就画蛇添足了，不建议使用！

以下代码对 NLog 进行了封装，将日志记录先存在线程安全的队列里，以避免调用写入文件时 I/O 的耗时操作拖垮应用程序。

队列有两个，一个是操作队列-concurrentQueue_operation，一个是助手队列-concurrentQueue_assistant，程序中的日志记录需求直接写入助手队列，避免影响程序频繁写入造成的系统等待。当操作队列中的记录处理完成后，再将助手队列的记录转至操作队列，继续进行比较耗时的写入操作。

当然这种方法在提高系统响应速度的同时，也存在一个弊端，就是在程序崩溃而异常退出时，可能造成积压在队列中的日志记录未全部完成落地，导致日志内容丢失。所以使用时还请权衡利弊，慎重使用。

此部分代码额外添加了 ConcurrentQueue 支持，效果不及 NLog async="true" 的异步方式，不建议参考

public class LoggerHelper
{
    /// <summary>
    /// 实例化nLog，即为获取配置文件相关信息(获取以当前正在初始化的类命名的记录器)
    /// </summary>
    private readonly NLog.Logger logger = LogManager.GetCurrentClassLogger();
    private static LoggerHelper _obj;
    /// <summary>
    /// 辅助队列
    /// </summary>
    private static ConcurrentQueue<LogModel> concurrentQueue_assistant = new ConcurrentQueue<LogModel>();
    /// <summary>
    /// 操作队列
    /// </summary>
    private static ConcurrentQueue<LogModel> concurrentQueue_operation = new ConcurrentQueue<LogModel>();
    private static string lockobj_assistant = string.Empty;
    private static string lockobj_operation = string.Empty;

    public static LoggerHelper LHR
    {
        get => _obj ?? (_obj = new LoggerHelper());
        set => _obj = value;
    }

    public LoggerHelper()
    {
        InitializeTask();
    }

    private static LogModel logModel_init = null;
    /// <summary>
    /// 初始化后台线程
    /// </summary>
    private void InitializeTask()
    {
        if (logModel_init == null)
        {
            logModel_init = new LogModel();
            Thread t = new Thread(new ThreadStart(LogOperation));
            t.IsBackground = false;
            t.Start();
        }
    }

    /// <summary>
    /// 记录日志
    /// </summary>
    private void LogOperation()
    {
        while (true) // 线程持续处理
        {
            if (concurrentQueue_assistant.Count > 0 && concurrentQueue_operation.Count == 0)
            {
                lock (lockobj_assistant)
                {
                    concurrentQueue_operation = concurrentQueue_assistant; // 将数据转至操作队列
                    concurrentQueue_assistant = new ConcurrentQueue<LogModel>(); // 注意此处不可用 .Clear() 因为 ConcurrentQueue<T> 为引用类型
                }
                LogModel logModel;
                // 取出队列 concurrentQueue_operation 中待写入的日志记录，直至全部记录完成
                while (concurrentQueue_operation.Count > 0 && concurrentQueue_operation.TryDequeue(out logModel))
                {
                    switch (logModel.type) // 日志类型分流
                    {
                        case NLogLevel.Trace:
                            if (logModel.exobj != null)
                                logger.Trace(logModel.content);
                            else
                                logger.Trace(logModel.content, logModel.exobj);
                            break;
                        case NLogLevel.Debug:
                            if (logModel.exobj != null)
                                logger.Debug(logModel.content);
                            else
                                logger.Debug(logModel.content, logModel.exobj);
                            break;
                        case NLogLevel.Info:
                            if (logModel.exobj != null)
                                logger.Info(logModel.content, logModel.exobj);
                            else
                                logger.Info(logModel.content);
                            break;
                        case NLogLevel.Error:
                            if (logModel.exobj != null)
                                logger.Error(logModel.content, logModel.exobj);
                            else
                                logger.Error(logModel.content);
                            break;
                        case NLogLevel.Warn:
                            if (logModel.exobj != null)
                                logger.Warn(logModel.content, logModel.exobj);
                            else
                                logger.Warn(logModel.content);
                            break;
                        case NLogLevel.Fatal:
                            if (logModel.exobj != null)
                                logger.Fatal(logModel.content, logModel.exobj);
                            else
                                logger.Fatal(logModel.content);
                            break;
                        default:
                            break;
                    }
                }
            }
            else
                Thread.Sleep(1000);
        }
    }

    /// <summary>
    /// 加入队列前，根据日志级别统一验证
    /// </summary>
    /// <param name="logModel"></param>
    public void EnqueueLogModel(LogModel logModel)
    {
        if ((logModel.type == NLogLevel.Trace && logger.IsTraceEnabled) || (logModel.type == NLogLevel.Debug && logger.IsDebugEnabled)
            || (logModel.type == NLogLevel.Info && logger.IsInfoEnabled) || (logModel.type == NLogLevel.Warn && logger.IsWarnEnabled)
            || (logModel.type == NLogLevel.Error && logger.IsErrorEnabled) || (logModel.type == NLogLevel.Fatal && logger.IsFatalEnabled))
        {
            lock (lockobj_assistant)
            {
                concurrentQueue_assistant.Enqueue(logModel);
            }
        }
    }

    /// <summary>
    /// Trace，追踪，非常详细的日志，该日志等级通常仅在开发过程中被使用
    /// </summary>
    /// <param name="msg"></param>
    public void Trace(string logcontent)
    {
        EnqueueLogModel(new LogModel() { type = NLogLevel.Trace, content = logcontent });
    }
    public void Trace(string logcontent, Exception exception)
    {
        EnqueueLogModel(new LogModel() { type = NLogLevel.Trace, content = logcontent, exobj = exception });
    }

    /// <summary>
    /// Debug，调试，详尽信息次于 Trace，在生产环境中通常不启用
    /// </summary>
    /// <param name="msg"></param>
    public void Debug(string logcontent)
    {
        EnqueueLogModel(new LogModel() { type = NLogLevel.Debug, content = logcontent });
    }
    public void Debug(string logcontent, Exception exception)
    {
        EnqueueLogModel(new LogModel() { type = NLogLevel.Debug, content = logcontent, exobj = exception });
    }

    /// <summary>
    /// Info，信息，通常在生产环境中通常启用
    /// </summary>
    /// <param name="msg"></param>
    public void Info(string logcontent)
    {
        EnqueueLogModel(new LogModel() { type = NLogLevel.Info, content = logcontent });
    }
    public void Info(string logcontent, Exception exception)
    {
        EnqueueLogModel(new LogModel() { type = NLogLevel.Info, content = logcontent, exobj = exception });
    }

    /// <summary>
    /// Warn，警告，通常用于非关键问题，这些问题可以恢复，或者是暂时的故障
    /// </summary>
    /// <param name="msg"></param>
    public void Warn(string logcontent)
    {
        EnqueueLogModel(new LogModel() { type = NLogLevel.Warn, content = logcontent });
    }
    public void Warn(string logcontent, Exception exception)
    {
        EnqueueLogModel(new LogModel() { type = NLogLevel.Warn, content = logcontent, exobj = exception });
    }

    /// <summary>
    /// Error，错误，多数情况下记录Exceptions（异常）信息
    /// </summary>
    /// <param name="msg"></param>
    public void Error(string logcontent)
    {
        EnqueueLogModel(new LogModel() { type = NLogLevel.Error, content = logcontent });
    }
    public void Error(string logcontent, Exception exception)
    {
        EnqueueLogModel(new LogModel() { type = NLogLevel.Error, content = logcontent, exobj = exception });
    }

    /// <summary>
    /// Fatal,致命错误，非常严重的错误
    /// </summary>
    /// <param name="msg"></param>
    public void Fatal(string logcontent)
    {
        EnqueueLogModel(new LogModel() { type = NLogLevel.Fatal, content = logcontent });
    }
    public void Fatal(string logcontent, Exception exception)
    {
        EnqueueLogModel(new LogModel() { type = NLogLevel.Fatal, content = logcontent, exobj = exception });
    }
}
public class LogModel
{
    public NLogLevel type { get; set; }
    public string content { get; set; }
    public Exception exobj { get; set; }
}
/// <summary>
/// NLog 日志等级
/// </summary>
public enum NLogLevel
{
    Trace,
    Debug,
    Info,
    Warn,
    Error,
    Fatal
}

参考：C# 超高速高性能写日志代码开源 .net core 中的那些常用的日志框架（NLog篇）