c++ 高性能日志库(muduo_AsyncLogging)

c++ 高性能日志库(muduo_AsyncLogging)

实现一个高效的网络日志库要解决那些问题？

首先明确一下问题的模型，这是一个典型的多生产者 单消费者问题，对于前端的日志库使用者来说，应该做到非阻塞添加，作为后端的文件写入，应该注意磁盘IO的瓶颈。

功能需求

1. 日志的级别分级
2. 发生时间和具体线程信息
3. 线程安全

实现思路

多个线程共有一个前端，通过后端写入磁盘文件

异步日志是必须的，所以需要一个缓冲区，在这里我们使用的是多缓冲技术，基本思路是准备多块Buffer，前端负责向Buffer中填数据，后端负责将Buffer中数据取出来写入文件，这种实现的好处在于在新建日志消息的时候不必等待磁盘IO操作，前端写的时候也不会阻塞。

实现结构

LogStream 负责写入消息的格式化

LogFile 负责文件写入

AsyncLogging 负责实现 多缓冲技术 协调前后端

LogFile

如果有必要就给日至文件加锁

void LogFile::append(const char* logline, int len)
{
  if (mutex_)
  {
    MutexLockGuard lock(*mutex_);
    append_unlocked(logline, len);
  }
  else
  {
    append_unlocked(logline, len);
  }
}

LogStream

重写流操作符

构造一个格式转化类，给日志中消息提供一个统一的格式

AsyncLogging

是及实现采用了四个缓冲区，这样可以进一步减少前端等待，数据结构

typedef boost::ptr_vector<LargeBuffer> BufferVector;
typedef BufferVector::auto_type BufferPtr;
MutexLock lock;
Condition cond;
BufferPtr nextBuffer;
BufferVector buffers_;

append的具体实现

在当前的缓冲区和备用缓冲区中选择一个足够使用的进行写入。

void AsynLogging::append(const char* logline, int len){
	LockGuard(mutex);
	if(curbuf->avail() > len){//当前缓冲区足够
		curbuf->append(logline,len);
	}
	else{
		buffers.push_back(curbuf->release());
		if(nextbuf){
			curbuf = std::move(nextbuf);
		}
		else{
			curbuf.reset(new LargeBuffer);
		}
		curbuf->append(logline, len);
		cond.notify();
	}
}

• 接收方的后端实现
  
  首先准备好两块空闲的buffer，已备在临界区内交换，等待条件标量出发的条件又两个，超时或者是前端写满了一个或者多个Buffer,当条件满足时，先将当前缓冲移入buffer，并且立刻将空闲的newBuffer1作为当前缓冲，接下来将buffers和buffersToWrite交换，随后将buffersToWrite写入文件，重新设计设置Buffer。

void AsyncLogging::threadFunc(){
	BufferPtr nweBuffer1(new LargeBuffer);
	BufferPtr newBuffer2(new LargeBuffer);
	BufferVector bufferToWrite;
	while(running_){
	{
		MutexLockGuard lock(mutex);
		if(buffers.empty()){
			cond.wait_for(muted,flushInterval_);
		}
		buffers.push_back(currentBuffer_.release());
		currentBuffer = move(newBuffer1);
		buffersTowrite.swap(buffers_);
		if(!nextBuf){
			nextBuf = std::move(newBuffer2);
		}
	}
	}
}

交给后端去写入，以及重新设置两个缓冲区

	   for (size_t i = 0; i < buffersToWrite.size(); ++i)
      {
        // FIXME: use unbuffered stdio FILE ? or use ::writev ?
        output.append(buffersToWrite[i].data(), buffersToWrite[i].length());
      }

      if (buffersToWrite.size() > 2)
      {
        // drop non-bzero-ed buffers, avoid trashing
        buffersToWrite.resize(2);
      }

      if (!newBuffer1)
      {
        assert(!buffersToWrite.empty());
        newBuffer1 = buffersToWrite.pop_back();
        newBuffer1->reset();
      }

      if (!newBuffer2)
      {
        assert(!buffersToWrite.empty());
        newBuffer2 = buffersToWrite.pop_back();
        newBuffer2->reset();
      }

      buffersToWrite.clear();
      output.flush();