跨平台 日志库 log4cpp ：使用指南
1.log4cpp日志介绍
log4cplus 是一个灵活的日志库，不仅仅可以跨平台，功能强大，受到了 Java 的 log4j 库的启发，并为 C++ 设计。它提供了丰富的日志级别、日志格式和输出目标的配置选项，使得开发者能够根据应用程序的需要灵活地记录信息。
2.特点
灵活性：log4cplus 提供了多种日志级别和输出选项，支持异步和同步日志记录。
易用性：它的 API 简单直观，易于集成到现有项目中。
可配置性：可以通过配置文件或编程方式配置日志行为。
3 log4cplus 的底层原理
log4cplus 的工作原理基于几个核心组件：记录器（Logger）、布局（Layout）和附加器（Appender）。记录器负责生成日志消息，布局负责格式化日志消息，附加器负责将格式化后的消息输出到不同的目标。
3.1 记录器
记录器是日志系统的入口点，开发者通过记录器记录消息。每个记录器都有一个名字和日志级别，只有当消息的级别高于或等于记录器的级别时，消息才会被记录。
3.2 布局
布局负责将日志消息转换为字符串，并按照特定的格式输出。log4cplus 提供了多种内置的布局，如简单布局、模式布局等。
3.3 附加器
附加器定义了日志消息的输出目标。常见的附加器有控制台附加器、文件附加器等。开发者可以根据需要配置一个或多个附加器。
3.4 log4cplus 的性能特点
log4cplus 的性能受到多种因素的影响，包括日志级别、输出目标和日志消息的复杂性。一般来说，异步日志记录的性能要优于同步日志记录。
3.4.1 日志级别
日志级别越高，记录的消息越少，性能越好。在生产环境中，建议将日志级别设置得较高，以提高性能。
3.4.2 输出目标
将日志消息输出到控制台通常比输出到文件要慢。如果对性能有较高要求，建议将日志消息输出到内存或网络。
3.4.3 异步日志记录
log4cplus 支持异步日志记录，这可以显著提高性能，特别是在高负载环境下。
3.5 log4cplus 的输出控制
log4cplus 提供了丰富的配置选项，允许开发者灵活地控制日志输出。
3.5.1 配置文件
开发者可以通过配置文件来设置日志级别、布局和附加器，实现灵活的输出控制。
3.5.2 编程方式配置
除了配置文件，log4cplus 也允许开发者通过编程方式来配置日志系统。
4. log4cplus 具体使用
4.1 下载
https://sourceforge.net/projects/log4cpp/files/latest/downloa4.2、log4cpp日志级别
enum LogLevel {
TRACE,
DEBUG,
INFO,
WARN,
ERROR,
FATAL,
NUM_LOG_LEVELS,
};在使⽤⽇志库的时候要注意不同⽇志库的级别有差异，⽐如有些⽇志库 DEBUG和INFO的级别是反过来 的。
4.3、log4cpp日志格式化
一般日志输出时会携带一些关注的信息，比如
20210410 14:18:15.299684Z 30836 INFO NO.1506710 Root Error Message! - log_test.cpp:17
格式包含：年月日 时分秒 微妙 时区 日志级别 日志内容 文件名 行号。
比如Log4cpp支持的转义定义：
◼ %% - 转义字符’%’
◼ %c - Category
◼ %d - 日期；日期可以进一步设置格式，用花括号包围，例如%d{%H:%M:%S,%l}。日期的格式符号与ANSI C函数strftime中的一致。但增加了一个格式符号%l，表示毫秒，占三个十进制位。
◼ %m - 消息
◼ %n - 换行符；会根据平台的不同而不同，但对用户透明。
◼ %p - 优先级
◼ %r - 自从layout被创建后的毫秒数
◼ %R - 从1970年1月1日开始到目前为止的秒数
◼ %u - 进程开始到目前为止的时钟周期数
◼ %x - NDC
◼ %t - 线程id4.4、log4cpp日志Loyout
log4cpp支持的日志布局有：
（1）BasicLayout::format。 基本布局。它会为你添加“时间”、“优先级”、“种类”、“NDC”。相当于PatternLayout格式化为：“%R %p %c %x: %m%n”。
（2） PassThroughLayout::format。 直通布局。顾名思义，这个就是没有布局的“布局”，你让它写什么它就写什么，它不会为你添加任何东西，连换行符都懒得为你加。但是，它支持自定义的布局，我们可以继承他实现自定义的日志格式。
（3） PatternLayout::format log4cpp。 格式化布局，支持用户配置日志格式。它的使用方式类似C语言中的printf，使用格式化它符串来描述输出格式；目前支持的转义定义。
（4） SimpleLayout::format 。 简单布局。比BasicLayout还简单的日志格式输出，它只会为你添加“优先级”的输出。相当于PatternLayout格式化为：“%p: %m%n”。
4.5、log4cpp日志输出
日志有不同的输出方式，以log4cpp为例： （1）日志输出到控制台。ConsoleAppender。 （2）日志输出到本地文件。FileAppender，值得注意的是，log4cpp使用write()来输出到文件，这种方式的性能不会太高i，因为要频繁的切换用户态和内核态。这是一个可以优化的地方。 （3）日志通过网络传输到远程服务器。RemoteSyslogAppender。
4.6、log4cpp日志回滚
日志库一般都具备如下功能： （1）本地日志支持最大文件限制。 （2）当本地日志达到最大文件限制的时候新建一个文件。 （3）每天至少一个文件。
比如log4cpp里的RollingFileAppender()。
RollingFileAppender(
const std::string& name,
const std::string& filename,
size_t maxFileSize=10*1024*1024//日志文件支持最大的大小
unsigned int maxBackupIndex=1,//最大生成文件数量
bool append=true,// 是否以追加的方式写入
mode_t mode = 00644
);4.7、log4cpp日志配置
成熟的日志文件要支持配置文件，通过修改配置文件来改变日志输出方式而不需要修改代码。
比如log4cpp日志配置：
#指定rootCategory的log优先级是ERROR，其Appenders有两个，分别是console,TESTAppender
log4cpp.rootCategory=ERROR, console,TESTAppender
#-------定义console属性-------
#consoleAppender类型:控制台输出
#下面这三条语句表示控制台输出的log输出的布局按照指定的格式；输出格式是：[%p] %d{%H:%M:%S.%l} (%c): %m%n
log4cpp.appender.console=ConsoleAppender
log4cpp.appender.console.layout=PatternLayout
log4cpp.appender.console.layout.ConversionPattern=[%p] %d{%H:%M:%S.%l} (%c): %m%n
#-------定义TESTAppender的属性-------
#RollingFileAppender类型：输出到回卷文件，即文件到达某个大小的时候产生一个新的文件
#下面的语句表示文件输出到指定的log文件，输出的布局按照指定的格式，输出的格式是：[%d{%Y-%m-%d %H:%M:%S.%l} - %p] (%c): %m%n
log4cpp.appender.TESTAppender=RollingFileAppender
#当日志文件到达maxFileSize大小时，将会自动滚动
log4cpp.appender.TESTAppender.maxFileSize=400000
#maxBackupIndex指定可以产生的滚动文件的最大数
log4cpp.appender.TESTAppender.maxBackupIndex=3
#fileName指定信息输出到logs/TESTAppender.txt文件
log4cpp.appender.TESTAppender.fileName=logs/TESTAppender.txt
#PatternLayout 表示可以灵活指定布局模式
log4cpp.appender.TESTAppender.layout=PatternLayout
#append=true 信息追加到上面指定的日志文件中，false表示将信息覆盖指定文件内容
log4cpp.appender.TESTAppender.append=true
log4cpp.appender.TESTAppender.layout.ConversionPattern=[%d{%Y-%m-%d %H:%M:%S.%l} - %p] (%c): %m%n ConversionPattern的参数含义：
%d 输出日志时间点的日期或时间，可以在其后指定格式，如上%d{%Y-%m-%d %H:%M:%S.%l}，输出类似：2017-02-14 09:25:00.953
%p 优先级，即DEBUG,INFO,WARN,ERROR,FATAL
%c 输出日志信息所属的类目，通常就是所在类的全名
%m 输出log的具体信息
%n 回车换行
读取配置文件示例代码：
#include "log4cpp/Category.hh"
#include "log4cpp/PropertyConfigurator.hh"
int main(int argc,char *argv[])
{
//读取解析配置文件
try
{
log4cpp::PropertyConfigurator::configure("./log4cpp.conf");
}
catch (log4cpp::ConfigureFailure &f)
{
std::cout << "Configure Problem " << f.what() << std::endl;
return -1;
}
// 实例化category对象
log4cpp::Category &root = log4cpp::Category::getRoot();
// 正常使用这些category对象进行日志处理。
root.debug("root debug");
root.info("root info");
root.notice("root notice");
root.warn("root warn");
root.error("root error");
root.crit("root crit");
root.alert("root alert");
root.fatal("root fatal");
root.emerg("root emerg");
// ...
// clean up and flush all appenders
log4cpp::Category::shutdown();
return 0;
}主要分为几个步骤： （1） 读取解析配置文件。读取出错, 完全可以忽略，可以定义一个缺省策略或者使用系统缺省策略。 （2）2 实例化category对象。这些对象即使配置文件没有定义也可以使用，不过其属性继承其父category；通常使用引用可能不太方便，可以使用指针，以后做指针使用。 （3）使用这些category对象进行日志处理。 （4）清理并刷新所有的appenders。
5、Log4cpp日志回滚
数字越大，数据越久。 当文件内容和文件数据都达到设定的阈值时，会执行如下操作（假如设置了最大文件数是5）：
（1）删除数字最大的文件。删除log5.txt。
（2）文件重命名。
（3）新建log文件。
6、log4cpp日志性能分析
（1）实时写入磁盘 单笔 write。 多行（100行）日记累积再写入 -> 累积了99行，下一行一直不来。 a.单独起一个定时器（比如1秒）去刷新。 b.同一个日志管理线程去刷新数据。 注：实际glog他是累积一定的行数或者过了一定的时间间隔就让刷新。
（2） 回滚日志每次都取读取日志文件大小 肯定不能每次读取文件大小。
6.1、FileAppender优化
异步日志，从批量写入和超时方向的考量。
日志落盘线程，比如超过100条写入磁盘、超时一秒钟写入磁盘。
6.2、FileAppender改进之glog同步日志线程
glog日志线程逻辑相对简单。 （1）积累一定数量日志再写入。 （2）超时写入。比如，第一条日志1秒的时候写入；第二条日志3秒的时候写入。跟上一次刷新超过一定的时间，也会把所有的缓存日志刷新磁盘中。
这种方式支持批量写入，但不是最好的解决方案。
7、总结
通过剖析log4cpp日志库的日志框架，可以清晰一个成熟的、完善的日志框架应该支持：
（1）日志级别。 （2）日志格式化。 （3）日志输出方式。 （4）日志回滚。 （5）日志配置文件。
注意：
（1）日志的树状模块输出。 （2）支持多种输出方式，每种输出方式都可以有不同的格式化。 （3）log4cpp代码结构组织。
（4）不要直接把log4cpp用在服务器中，因为log4cpp的性能稍差
