如何使用GO语言从零实现日志包

背景

当前的开源日志包有很多，像go中的标准库log包、glog、logrus、zap。它们每种日志包都有相应的应用场景。四种日志包相关对比如下所示：

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从头开发一个日志包，可以让我们了解日志包的底层逻辑，使得我们对日志包有定制需求的时候，可以能够基于开源的日志包实现我们的功能。所以本文以cuslog为例，看看如何实现我们自己的日志包（代码：
https://github.com/marmotedu/gopractise-demo/tree/master/log/cuslog）。

代码结构

cuslog目录代码结构

cuslog代码结构

要实现一个日志包，就需要实现下面三个基本的对象，Entry,Logger,Options。

Entry

代码：
https://github.com/marmotedu/gopractise-demo/blob/master/log/cuslog/entry.go。

//构造函数
func entry(logger *logger) *Entry {
  return &Entry{logger: logger, Buffer: new(bytes.Buffer), Map: make(map[string]interface{}, 5)}
}
/*entry主要方法是write方法，它首先通过e.logger.opt.level 与 level的比较，来判断
是否要将日志输出，其中DEBUG最低，FATAL最高，这个从
https://github.com/marmotedu/gopractise-demo/blob/master/log/cuslog/options.go#L19
中可以看到。
*/
func (e *Entry) write(level Level, format string, args ...interface{}) {
  if e.logger.opt.level > level {
    return
  }
  e.Time = time.Now()
  e.Level = level
  e.Format = format
  e.Args = args
  if !e.logger.opt.disableCaller {
    if pc, file, line, ok := runtime.Caller(2); !ok {
      e.File = "???"
      e.Func = "???"
    } else {
      e.File, e.Line, e.Func = file, line, runtime.FuncForPC(pc).Name()
      e.Func = e.Func[strings.LastIndex(e.Func, "/")+1:]
    }
  }
  e.format()
  e.writer()
  e.release()
}

Entry的write方法实现了将它Buffer中的数据，写入到它的logger所配置的output中。

Logger

代码：
https://github.com/marmotedu/gopractise-demo/blob/master/log/cuslog/logger.go。

/*创建方法，通过sync.Pool缓存对象，提升性能，initOptions是用于初始化logger的options的
各种属性*/
func New(opts ...Option) *logger {
  logger := &logger{opt: initOptions(opts...)}
  logger.entryPool = &sync.Pool{New: func() interface{} { return entry(logger) }}
  return logger
}

Options

代码：
https://github.com/marmotedu/gopractise-demo/blob/68e100ee78a3093e6f2434439e7d4b143b9ebf60/log/cuslog/options.go。

/*opts 参数是一系列的用于设置options属性的函数，比如下面的WithOutput和WithLevel
都是这种函数，initOptions会接收这些函数作为输入，对o = &options{}进行设置*/
type Option func(*options)

func initOptions(opts ...Option) (o *options) {
  o = &options{}
  for _, opt := range opts {
    opt(o)
  }

  if o.output == nil {
    o.output = os.Stderr
  }

  if o.formatter == nil {
    o.formatter = &TextFormatter{}
  }

  return
}

func WithOutput(output io.Writer) Option {
  return func(o *options) {
    o.output = output
  }
}

func WithLevel(level Level) Option {
  return func(o *options) {
    o.level = level
  }
}

应用

通过下面的代码，我们看看整个代码是如何串起来的。

// 输出到文件
  fd, err := os.OpenFile("test.log", os.O_APPEND|os.O_CREATE|os.O_WRONLY, 0644)
  if err != nil {
    log.Fatalln("create file test.log failed")
  }
  defer fd.Close()

  l := cuslog.New(cuslog.WithLevel(cuslog.InfoLevel),
    cuslog.WithOutput(fd),
    cuslog.WithFormatter(&cuslog.JsonFormatter{IgnoreBasicFields: false}),
  )
  l.Info("custom log with json formatter")

1. 上面的整体实现是，将"custom log with json formatter"这段字符串写入到指定文件里面
2. 1到6行创建并打开文件
3. 重点是8行，cuslog.WithLevel(cuslog.InfoLevel)、cuslog.WithOutput(fd)、cuslog.WithFormatter(&cuslog.JsonFormatter{IgnoreBasicFields: false})三个函数调用，返回三个函数func(o *options)，这些函数都是Option类型，因为type Option func(*options)。
4. 然后调用cuslog.New，这个函数上面也给出了，它里面通过initOptions依次调用上面的Option函数，对options对象进行设置，然后把options赋给opt, 并创建logger. logger := &logger{opt: initOptions(opts...)}
5. 最后调用l.Info("custom log with json formatter")把字符串输出到文件中.整个调用链是l.info===>通过l的pool获取entry===>调用entry的write(InfoLevel, FmtEmptySeparate, args...),在这个write函数里面，只有infoLevel比logger.level优先级大或相等，才输出。并且通过runtime.Caller(2)获取最上层调用info时的，文件名，行号，函数名等信息。因为这个地方有2层嵌套才调用到entry的write，所以runtime.Caller(2)的参数是2

总结

上面的代码实现了基本的日志功能，包括日志级别、日志格式配置、输出文件或标准输出的设置。但是一些高级的功能，比如按级别分类输出，Hook能力，结构化日志。这些目前都不支持。

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