告别空洞理论！手写高性能日志模块

为什么需要高性能日志模块？

在并发环境中，如线程池应用，日志模块必须处理多线程写入，避免性能瓶颈。一个优秀的Linux日志模块应具备：异步写入、线程安全、低延迟、易扩展。我们将逐步实现这些特性。

设计目标：为线程池集成做准备

我们的手写日志模块将支持多种日志级别（如DEBUG、INFO、ERROR），输出到文件和控制台，并通过异步队列提升性能。这直接服务于线程池日志集成，确保多任务日志不混乱。

图：日志模块工作流程，核心是异步处理以提升性能。

步骤一：定义日志级别和结构

用C语言示例，小白也能懂。首先，创建头文件log.h，定义枚举和结构体。

      typedef enum {    LOG_DEBUG,    LOG_INFO,    LOG_ERROR} log_level_t;typedef struct {    log_level_t level;    char message[256];    time_t timestamp;} log_entry_t;    

这为高性能日志系统奠定了基础，确保日志数据结构化。

步骤二：实现异步日志写入

高性能的关键是异步：主线程不直接写文件，而是将日志推入队列，由后台线程处理。我们使用POSIX线程库。

      #include #include // 全局队列和线程pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;std::queue log_queue;void* log_thread_func(void* arg) {    while (1) {        pthread_mutex_lock(&lock);        if (!log_queue.empty()) {            log_entry_t entry = log_queue.front();            log_queue.pop();            // 写入文件（示例简化）            FILE* fp = fopen("app.log", "a");            fprintf(fp, "[%ld] %s", entry.timestamp, entry.message);            fclose(fp);        }        pthread_mutex_unlock(&lock);    }    return NULL;}    

这个Linux日志模块片段展示了线程安全队列，避免多线程竞争。

步骤三：集成日志接口和线程池

现在，提供简易API供线程池调用。例如，log_write(LOG_INFO, "Task completed")。在线程池日志集成中，每个工作线程可安全调用此API。

      void log_write(log_level_t level, const char* msg) {    log_entry_t entry;    entry.level = level;    entry.timestamp = time(NULL);    strncpy(entry.message, msg, 255);    pthread_mutex_lock(&lock);    log_queue.push(entry);    pthread_mutex_unlock(&lock);}    

通过此设计，手写日志模块能高效处理并发日志，不影响线程池性能。

步骤四：优化和测试

为了更高性能，可添加队列大小限制、批量写入、日志轮转。测试时，模拟多线程场景，确保日志不丢失、顺序合理。

本高性能日志系统已为线程池实战铺平道路。在后续教程中，我们将把此模块嵌入线程池，实现完整应用。

总结

通过本教程，你已掌握Linux日志模块的核心原理和实现。我们从理论走向实战，手写了支持异步和线程安全的日志系统，为线程池日志集成打下基础。记住，高性能日志是系统稳定的关键——继续探索，告别空洞理论！