log包在Golang语言的标准库中是怎么使用的？

Golang 语言的标准库中提供了一个简单的 log 日志包，它不仅提供了很多函数，还定义了一个包含很多方法的类型 Logger。但是它也有缺点，比如不支持区分日志级别，不支持日志文件切割等。

Golang 的 log 包主要提供了以下几个具备输出功能的函数：

func Fatal(v ...interface{})  
func Fatalf(format string, v ...interface{})  
func Fatalln(v ...interface{})  
func Panic(v ...interface{})  
func Panicf(format string, v ...interface{})  
func Panicln(v ...interface{})  
func Print(v ...interface{})  
func Printf(format string, v ...interface{})  
func Println(v ...interface{}) 

这些函数的使用方法和 fmt 包完全相同，通过查看源码可以发现，Fatal[ln|f] 和 Panic[ln|f] 实际上是调用的 Print[ln|f]，而 Print[ln|f] 实际上是调用的 Output() 函数。

其中 Fatal[ln|f] 是调用 Print[ln|f] 之后，又调用了 os.Exit(1) 退出程序。

其中 Panic[ln|f] 是调用 Panic[ln|f] 之后，又调用了 panic() 函数，抛出一个恐慌。

所以，我们很有必要阅读一下 Output() 函数的源码。

函数 Output() 的源码：

func (l *Logger) Output(calldepth int, s string) error { 
 now := time.Now() // get this early. 
 var file string 
 var line int 
 l.mu.Lock() 
 defer l.mu.Unlock() 
 if l.flag&(Lshortfile|Llongfile) != 0 { 
  // Release lock while getting caller info - it's expensive. 
  l.mu.Unlock() 
  var ok bool 
  _, file, line, ok = runtime.Caller(calldepth) 
  if !ok { 
   file = "???" 
   line = 0 
  } 
  l.mu.Lock() 
 } 
 l.buf = l.buf[:0] 
 l.formatHeader(&l.buf, now, file, line) 
 l.buf = append(l.buf, s...) 
 if len(s) == 0 || s[len(s)-1] != '/n' { 
  l.buf = append(l.buf, '/n') 
 } 
 _, err := l.out.Write(l.buf) 
 return err 
} 

通过阅读 Output() 函数的源码，可以发现使用互斥锁来保证多个 goroutine 写日志的安全，并且在调用 runtime.Caller() 函数之前，先释放互斥锁，获取到信息后再加上互斥锁来保证安全。

使用 formatHeader() 函数来格式化日志的信息，然后保存到 buf 中，然后再把日志信息追加到 buf 的末尾，然后再通过判断，查看日志是否为空或末尾不是 /n，如果是就再把 /n 追加到 buf 的末尾，最后将日志信息输出。

函数 Output() 的源码也比较简单，其中最值得注意的是 runtime.Caller() 函数，源码如下：

func Caller(skip int) (pc uintptr, file string, line int, ok bool) { 
 rpc := make([]uintptr, 1) 
 n := callers(skip+1, rpc[:]) 
 if n < 1 { 
  return 
 } 
 frame, _ := CallersFrames(rpc).Next() 
 return frame.PC, frame.File, frame.Line, frame.PC != 0 
} 

通过阅读 runtime.Caller() 函数的源码，可以发现它接收一个 int 类型的参数 skip，该参数表示跳过栈帧数，log 包中的输出功能的函数，使用的默认值都是 2，原因是什么?

举例说明，比如在 main 函数中调用 log.Print，方法调用栈为 main->log.Print->*Logger.Output->runtime.Caller，所以此时参数 skip 的值为 2，表示 main 函数中调用 log.Print 的源文件和代码行号;

参数值为 1，表示 log.Print 函数中调用 *Logger.Output 的源文件和代码行号;参数值为 0，表示 *Logger.Output 函数中调用 runtime.Caller 的源文件和代码行号。

至此，我们发现 log 包的输出功能的函数，全部都是把信息输出到控制台，那么该怎么将信息输出到文件中呢?

函数 SetOutPut 就是用来设置输出目标的，源码如下：

func SetOutput(w io.Writer) { 
 std.mu.Lock() 
 defer std.mu.Unlock() 
 std.out = w 
} 

我们可以通过函数 os.OpenFile 来打开一个用于 I/O 的文件，返回值作为函数 SetOutput 的参数。

除此之外，读者应该还发现了一个问题，输出信息都是以日期和时间开头，我们该怎么记录更加丰富的信息呢?比如源文件和行号。

这就用到了函数 SetFlags，它可以设置输出的格式，源码如下：

func SetFlags(flag int) { 
 std.SetFlags(flag) 
} 

参数 flag 的值可以是以下任意常量：

const ( 
 Ldate         = 1 << iota     // the date in the local time zone: 2009/01/23 
 Ltime                         // the time in the local time zone: 01:23:23 
 Lmicroseconds                 // microsecond resolution: 01:23:23.123123.  assumes Ltime. 
 Llongfile                     // full file name and line number: /a/b/c/d.go:23 
 Lshortfile                    // final file name element and line number: d.go:23. overrides Llongfile 
 LUTC                          // if Ldate or Ltime is set, use UTC rather than the local time zone 
 Lmsgprefix                    // move the "prefix" from the beginning of the line to before the message 
 LstdFlags     = Ldate | Ltime // initial values for the standard logger 
) 

其中 Ldate、Ltime 和 Lmicroseconds 分别表示日期、时间和微秒，需要注意的是，如果设置 Lmicroseconds，那么设置 Ltime，也不会生效。

其中 Llongfile 和 Lshortfile 分别代码绝对路径、源文件名、行号，和代码相对路径、源文件名、行号，需要注意的是，如果设置 Lshortfile，那么即使设置 Llongfile，也不会生效。

其中 LUTC 表示设置时区为 UTC 时区。

其中 LstdFlags 表示标准记录器的初始值，包含日期和时间。

截止到现在，还缺少点东西，就是日志信息的前缀，比如我们需要区分日志信息为 DEBUG、INFO 和 ERROR。是的，我们还有一个函数 SetPrefix 可以实现此功能，源码如下：

func SetPrefix(prefix string) { 
 std.SetPrefix(prefix) 
} 

函数 SetPrefix 接收一个 string 类型的参数，用来设置日志信息的前缀。

log 包定义了一个包含很多方法的类型 Logger。我们通过查看输出功能的函数，发现它们都是调用 std.Output，std 是什么?我们查看 log 包的源码。

type Logger struct { 
 mu     sync.Mutex // ensures atomic writes; protects the following fields 
 prefix string     // prefix on each line to identify the logger (but see Lmsgprefix) 
 flag   int        // properties 
 out    io.Writer  // destination for output 
 buf    []byte     // for accumulating text to write 
} 
 
func New(out io.Writer, prefix string, flag int) *Logger { 
 return &Logger{out: out, prefix: prefix, flag: flag} 
} 
 
var std = New(os.Stderr, "", LstdFlags) 

通过阅读源码，我们发现 std 实际上是 Logger 类型的一个实例，Output 是 Logger 的一个方法。

std 通过 New 函数创建，参数分别是 os.Stderr、空字符串和 LstdFlags，分别表示标准错误输出、空字符串前缀和日期时间。

Logger 类型的字段，注释已经说明了，这里就不再赘述了。

自定义 Logger：

func main () { 
 logFile, err := os.OpenFile("error1.log", os.O_RDWR|os.O_CREATE|os.O_APPEND, 0755) 
 if err != nil { 
  fmt.Println(err) 
  return 
 } 
 defer logFile.Close() 
 logs := DefinesLogger(logFile, "", log.LstdFlags|log.Lshortfile) 
 logs.Debug("message") 
 logs.Debugf("%s", "content") 
} 
 
// 自定义 logger 
type Logger struct { 
 definesLogger *log.Logger 
} 
 
type Level int8 
 
const( 
 LevelDebug Level = iota 
 LevelInfo 
 LevelError 
) 
 
func (l Level) String() string { 
 switch l { 
 case LevelDebug: 
  return " [debug] " 
 case LevelInfo: 
  return "  " 
 case LevelError: 
  return " [error] " 
 } 
 return "" 
} 
 
func DefinesLogger(w io.Writer, prefix string, flag int) *Logger { 
 l := log.New(w, prefix, flag) 
 return &Logger{definesLogger: l} 
} 
 
func (l *Logger) Debug(v ...interface{}) { 
 l.definesLogger.Print(LevelDebug, fmt.Sprint(v...)) 
} 
 
func (l *Logger) Debugf(format string, v ...interface{}) { 
 l.definesLogger.Print(LevelDebug, fmt.Sprintf(format, v...)) 
} 
 
func (l *Logger) Info(v ...interface{}) { 
 l.definesLogger.Print(LevelInfo, fmt.Sprint(v...)) 
} 
 
func (l *Logger) Infof(format string, v ...interface{}) { 
 l.definesLogger.Print(LevelInfo, fmt.Sprintf(format, v...)) 
} 
 
func (l *Logger) Error(v ...interface{}) { 
 l.definesLogger.Print(LevelError, fmt.Sprint(v...)) 
} 
 
func (l *Logger) Errorf(format string, v ...interface{}) { 
 l.definesLogger.Print(LevelError, fmt.Sprintf(format, v...)) 
} 

本文主要介绍 Golang 语言的标准库中的 log 包，包括 log 包的函数和自定义类型 logger 的使用方法和一些细节上的注意事项。开篇也提到了，log 包不支持日志文件的切割，我们需要自己编码去实现，或者使用三方库，比如 lumberjack。在生产环境中，一般比较少用 log 包来记录日志，通常会使用三方库来记录日志，比如 zap 和 logrus 等。