第四部分：Spdlog日志库的核心组件分析-logger

Spdlog是一个快速且可扩展的C++日志库，它支持多线程和异步日志记录。在本文中，我们将分析Spdlog日志库的核心代码，探究其实现原理和代码结构。

Spdlog的基本架构

上一篇文章介绍了spdlog的五个主要组件，其中最重要是Logger、Sink和Formatter其中，Logger负责日志的记录和管理，Sink负责将日志输出到不同的目标（比如控制台、文件、网络等），Formatter负责将日志格式化为字符串。我们会在下面详细的介绍下它们。

Logger

Logger是Spdlog日志库的核心组件，它负责记录和管理日志。Logger的定义如下：

class logger {
public:
    explicit logger(std::string logger_name, sinks_init_list sinks);
 
    template<typename T>
    void log(level::level_enum lvl, const T &msg);
    
		template<typename... Args>
    void log(source_loc loc, level::level_enum lvl, format_string_t<Args...> fmt, Args &&... args);
    
    template<typename... Args>
    void log(level::level_enum lvl, format_string_t<Args...> fmt, Args &&... args);
    
    // ...
    template<typename... Args>
    void trace(format_string_t<Args...> fmt, Args &&... args);
    
    template<typename... Args>
    void debug(format_string_t<Args...> fmt, Args &&... args);
 
    template<typename... Args>
    void info(format_string_t<Args...> fmt, Args &&... args);
 
    // ....
 
private:
    std::string name_;
    std::vector<sink_ptr> sinks_;
    // ...
};
 

Logger主要包含一个名称和一组Sink，它还提供了log()方法用于记录日志。当调用log()方法时，Logger会将日志消息传递给每个Sink，并由Sink将日志输出到目标。Logger还提供了其他一些方法，比如设置日志级别、添加和删除Sink等。

Logger 是个日志包装器，包含了日志名称和一组Sink，它提供了输出不同级别日志的方法，通过不同Sink的组合可以输出到一个或多个不同输出路径（文件，控制台，网络等）。

日志名全局唯一

每个 logger 都有一个名称，并且是全局唯一的，通过上一篇提到的 register 组件注册到全局的 map里，代码如下， registry 的 loggers_ 字段通过名字记录了所有的 logger 实例。

class registry
{
public:
    // ..... 
    // 注册日志
	  void register_logger(std::shared_ptr<logger> new_logger);
 
 private:
  // ....
	std::unordered_map<std::string, std::shared_ptr<logger>> loggers_;
}

registry 提供 register_logger 接口注册日志。这里值得注意点是：注册时候如果发现已经存在则会抛异常， throw_if_exists_ 会检查是否已经存在同名日志实例，存在则通过 throw_spdlog_ex 抛出异常。

SPDLOG_INLINE void registry::throw_if_exists_(const std::string &logger_name)
{
    if (loggers_.find(logger_name) != loggers_.end())
    {
        throw_spdlog_ex("logger with name '" + logger_name + "' already exists");
    }
}
 
SPDLOG_INLINE void registry::register_logger_(std::shared_ptr<logger> new_logger)
{
    auto logger_name = new_logger->name();
    throw_if_exists_(logger_name);
    loggers_[logger_name] = std::move(new_logger);
}

日志输出控制

• 提供不同级别日志的输出接口

在 logger 类中，Spdlog 提供了不同级别日志的输出接口，包括 trace()、debug()、info()、warn()、error() 和 critical() 等。下面是 logger 类中提供的不同级别日志输出接口的代码示例：

template<typename... Args>
void trace(format_string_t<Args...> fmt, Args &&... args);
 
template<typename... Args>
void debug(format_string_t<Args...> fmt, Args &&... args);
 
template<typename... Args>
void info(format_string_t<Args...> fmt, Args &&... args);
 
template<typename... Args>
void warn(format_string_t<Args...> fmt, Args &&... args);
 
template<typename... Args>
void error(format_string_t<Args...> fmt, Args &&... args);
 
template<typename... Args>
void critical(format_string_t<Args...> fmt, Args &&... args);
 

使用这些接口，可以根据不同的日志级别输出不同的日志信息，比如 logger.info("This is an info message."); 将输出一条信息级别为 info 的日志。

• 日志输出级别控制

logger 提供了 set_level 接口来设置日志级别，这个级别可以是枚举类型 level 中的任何一个，比如 spdlog::set_level(spdlog::level::trace); 将设置日志级别为 trace，这样所有级别的日志都会被记录下来。如果想要只记录 info 级别及以上的日志，则可以使用 spdlog::set_level(spdlog::level::info);。

如果想要在运行时动态地设置日志级别，可以使用 set_level() 方法，例如 logger->set_level(spdlog::level::trace); 将设置当前 logger 的日志级别为 trace。

注意：如果想要关闭日志，则可以将日志级别设置为 off，例如 spdlog::set_level(spdlog::level::off);。

enum class level
{
    trace,
    debug,
    info,
    warn,
    err,
    critical,
    off
};

• 日志刷新控制

logger提供了一些控制日志刷新的方法，最重要的方法是flush()。当调用flush()方法时，Logger会将所有挂起的日志消息刷新到Sink中。Logger还提供了set_pattern()方法，用于设置日志格式化模式。这个方法可以用于修改日志的输出格式，例如添加时间戳、线程ID等信息。

void flush();

• 日志格式设置

logger 提供了设置日志格式的方法 set_pattern 通过此方法可以设置包含的 skin的日志格式，具体的格式信息可以参考上一篇。

// 日志格式设置
void set_pattern(std::string pattern, pattern_time_type time_type = pattern_time_type::local);

通过格式字符串 pattern，会生成 formatter 实例，调用 skin的set_formatter 接口设置日志格式。

SPDLOG_INLINE void logger::set_pattern(std::string pattern, pattern_time_type time_type)
{
    auto new_formatter = details::make_unique<pattern_formatter>(std::move(pattern), time_type);
    set_formatter(std::move(new_formatter));
}
 
// set formatting for the sinks in this logger.
// each sink will get a separate instance of the formatter object.
SPDLOG_INLINE void logger::set_formatter(std::unique_ptr<formatter> f)
{
    for (auto it = sinks_.begin(); it != sinks_.end(); ++it)
    {
        if (std::next(it) == sinks_.end())
        {
            // last element - we can be move it.
            (*it)->set_formatter(std::move(f));
            break; // to prevent clang-tidy warning
        }
        else
        {
            (*it)->set_formatter(f->clone());
        }
    }
}