golang log4go的日志输出优化详解

前言

在go语言中，自身已经集成了一定log模块，开发者可以使用go语言自身的log包(import “log”) 。也有不少对自身log的开源封装。对于一些简单的开发，自身的log模块就已经足够应付。但是对一些大型，复杂的开发，log需要分门别类的输出，或者通过网络进行输出，自身log模块将难以应对。

当前也有一些比较重量级的log模块，比如logrus，可以实现比较复杂的功能。这里介绍一个轻量级的log模块――log4go

最近又看了一些golang的日志包和相关的文章，仔细阅读了go 1.9.2系统提供的log和go-log，产生了对log4go的日志输出进行优化的想法。

结构化与multiwriter

log使用multiwriter支持多个日志输出，用 Mutex 加锁解决多线程日志输出的冲突。log4go 则采用结构化编程用 channel 传递 LogRecord 日志记录。

原来以为 channel 的效率比较高……其实这是一个伪命题。channel 是一个全局加锁的队列，可以用来加锁，但效率比较低。因为它多了传递数据、协调顺序处理、timout等功能，并不仅仅是加锁。跟Mutex不是一回事儿。

log4go 将屏幕日志输出 termlog 放在了结构里，这带来一个小问题。当我们用log4go调试小程序时，运行的太快，termlog 的 goroutine 还没有运行起来，程序就退出了。结果屏幕上没有显示日志。这个问题只能通过在 Close() 时加延时，等待 goroutine 启动来解决。然后还要检查 channel ……

func (f *Filter) Close() {
 if f.closed {
  return
 }
 // sleep at most one second and let go routine running
 // drain the log channel before closing
 for i := 10; i > 0; i-- {
  // Must call Sleep here, otherwise, may panic send on closed channel
  time.Sleep(100 * time.Millisecond)
  if len(f.rec) <= 0 {
   break
  }
 }
 // block write channel
 f.closed = true
 defer f.LogWriter.Close()
 close(f.rec)
 if len(f.rec) <= 0 {
  return
 }
 // drain the log channel and write driect
 for rec := range f.rec {
  f.LogWrite(rec)
 }
}

log直接将格式化日志信息输出到屏幕，简单多了。

试着兼顾两者，在 log4go 中增加了 writer，直接输出到屏幕。拟将FileLog，SocketLog作为backend，仍然放在结构里。这样，调试小程序和生产程序可以使用同一个日志库。实测效率略有降低。不知道 windows 下的 ColorLog 如何，以后再说。

在log4go中可以通过调用 SetOutput(nil) ，使out = nil 来关闭屏幕输出。

Determine caller func - it's expensive

这句话注释在 log 源文件中，log4go也要调用runtime.Caller(skip int)函数来获取源文件名和行号。它是昂贵的――消耗了CPU。建议在生产环境中关闭，log.SetSkip(-1) 。如果要对log4go进行封装，设置 log.SetSkip(log.GetSkip()+1) 。

format优化

其实，这才是文章的主题。

日志输出避免不了打印日期和时间，linux 环境下还要打印微秒，说不定还要打印时区。log4go的pattlog.go就是完成这些工作的。

• 有一个1秒更新一次的cache机制。很漂亮。
• 大量使用字符串格式化函数――fmt.Sprintf。
• 返回字符串。而writer一般支持的是[]byte。多做一次转换。
• 每次都bytes.Splite讲format字符串以%字符分解成[][]byte。

在log里边自备了一个cheap的itoa函数。

// Cheap integer to fixed-width decimal ASCII. Give a negative width to avoid zero-padding.
func itoa(buf *[]byte, i int, wid int) {
 // Assemble decimal in reverse order.
 var b [20]byte
 bp := len(b) - 1
 for i >= 10 || wid > 1 {
  wid--
  q := i / 10
  b[bp] = byte('0' + i - q*10)
  bp--
  i = q
 }
 // i < 10
 b[bp] = byte('0' + i)
 *buf = append(*buf, b[bp:]...)
}

用这个函数替换日期和时间的字符串格式化函数。用[]byte代替string。

优化前，log4go 的 benchmark。

BenchmarkFormatLogRecord-4    300000    4480 ns/op
BenchmarkConsoleLog-4     1000000    1748 ns/op
BenchmarkConsoleNotLogged-4    20000000    97.5 ns/op
BenchmarkConsoleUtilLog-4     300000    3496 ns/op
BenchmarkConsoleUtilNotLog-4   20000000    104 ns/op

优化后：

BenchmarkFormatLogRecord-4  1000000    1443 ns/op
BenchmarkConsoleLog-4   2000000    982 ns/op
BenchmarkConsoleUtilLog-4   500000    3242 ns/op
BenchmarkConsoleUtilNotLog-4 30000000    48.4 ns/op

格式化日期时间所花的时间是原来的1/3。

打印无格式化信息所花的时间是原来的1/2。

BenchmarkConsoleUtilLog调用了runtime.Caller，格式化信息，且新增了输出信息到屏幕的时间。

字符串格式化――比较昂贵。

总结