C++ 自定义日志库实现：策略模式与线程安全

C++ 日志库采用策略模式设计，支持屏幕与文件两种输出方式。通过互斥锁确保多线程环境下的安全性，利用 C++17 filesystem 管理日志路径。封装 LogMessage 类自动捕获时间、进程 ID、文件名及行号，配合宏定义简化调用流程。涵盖 DEBUG 至 FATAL 五级日志，满足开发调试与生产监控需求。

极光发布于 2026/3/260 浏览

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什么是日志（Log）？

1. 日志的定义

日志（Log）是程序运行时记录的重要信息，通常用于调试、监控和故障排查。它可以帮助开发者了解程序的运行状态，分析错误，甚至用于安全审计。

2. 常见的日志级别

级别	描述
DEBUG	详细信息，仅在调试时使用
INFO	关键信息，如程序启动、结束等
WARNING	警告信息，不影响运行，但需要注意
ERROR	发生错误，可能影响功能
FATAL	严重错误，程序可能崩溃

实现日志类

思路

[2024-08-04 12:27:03][DEBUG][202938][main.cc][16]- hello world

我们想实现一个日志类，helloworld 是我们手动输入的，前面的日志信息，是日志类自己做的。DEBUG 是我们传进去的参数，我们来实现一下这个类。

首先日志类，我们看到要实现两种打印方式，一种是直接打印在屏幕上，一种是打印在文件当中。由于是两种模式，所以第一时间想到的肯定是虚类，我们创建一个虚类，然后内部定义一个打印方式，打印方式的函数我们定义为虚函数。我们在创建一个打印在屏幕上的类，创建一个打印在文件当中的类，两个类继承虚类，然后实现打印方式。为了防止和系统当中的命名冲突，所以我们使用命名空间

namespace lyrics {}

输出方式的实现

虚类：

// 策略模式
class Strategy_Pattern {
public:
    // 使用系统默认的析构函数
    virtual ~Strategy_Pattern() = default;
    // 纯虚函数，需要基类实现
    virtual void Log_refresh_mode = ;
};

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class Log { public: class LogMessage { public: // 初始化信息 LogMessage(std::string filename, LogLevel level, int line, Log &logger) : _filename(filename), _line(line), _loglevel(level), _currtime(GetCurrtime()), _pid(getpid()), _logger(logger) { std::stringstream ssbuffer; ssbuffer << "[" << _currtime << "] " << "[" << LogLevelToStr(_loglevel) << "] " << "[" << _pid << "] " << "[" << _filename << "] " << "[" << _line << "] - "; _loginfo = ssbuffer.str(); } template<class T> LogMessage& operator<<(const T& data) { std::stringstream ss; ss << data; _loginfo += ss.str(); return *this; } ~LogMessage() { if (_logger._Strategy) { _logger._Strategy->Log_refresh_mode(_loginfo); } } private: std::string _filename; // 文件名 LogLevel _loglevel; // 日志等级 std::string _currtime; // 当前时间 pid_t _pid; // 进程 pid int _line; // 行号 std::string _loginfo; // 完整的日志信息 Log &_logger; // 日志 }; public: // 默认刷新方式 Log() { // 刷新到屏幕上 _Strategy = std::make_shared<Refresh_to_screen>(); } // operator() 重载----传递文件还有行号，构建临时对象返回拷贝 LogMessage operator()(LogLevel level, const std::string filename, int line) { return LogMessage(filename, level, line, *this); } // 刷新到文件当中 void RefreshToFile() { _Strategy = std::make_shared<Refresh_to_file>(); } // 刷先到屏幕上 void RefreshToScreen() { _Strategy = std::make_shared<Refresh_to_screen>(); } ~Log() {} private: std::shared_ptr<Strategy_Pattern> _Strategy; }; Log logger;

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什么是日志（Log）？

1. 日志的定义

2. 常见的日志级别

实现日志类

思路

输出方式的实现

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总结

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