Go语言系列之日志库zap

在许多Go语言项目中，我们需要一个好的日志记录器能够提供下面这些功能：

• 能够将事件记录到文件中，而不是应用程序控制台。
• 日志切割-能够根据文件大小、时间或间隔等来切割日志文件。
• 支持不同的日志级别。例如INFO，DEBUG，ERROR等。
• 能够打印基本信息，如调用文件/函数名和行号，日志时间等。

Go自带log库的优势和劣势

• 优势

它最大的优点是使用非常简单。我们可以设置任何io.Writer作为日志记录输出并向其发送要写入的日志。

• 劣势

  • 仅限基本的日志级别
    • 只有一个Print选项。不支持INFO/DEBUG等多个级别。
  • 对于错误日志，它有Fatal和Panic
    • Fatal日志通过调用os.Exit(1)来结束程序
    • Panic日志在写入日志消息之后抛出一个panic
    • 但是它缺少一个ERROR日志级别，这个级别可以在不抛出panic或退出程序的情况下记录错误
  • 缺乏日志格式化的能力——例如记录调用者的函数名和行号，格式化日期和时间格式。等等。
  • 不提供日志切割的能力。

Uber-go Zap

Zap是非常快的、结构化的，分日志级别的Go日志库。

为什么选择Uber-go zap

• 它同时提供了结构化日志记录和printf风格的日志记录
• 它非常的快

根据Uber-go Zap的文档，它的性能比类似的结构化日志包更好——也比标准库更快。 以下是Zap发布的基准测试信息

记录一条消息和10个字段:

Package	Time	Time % to zap	Objects Allocated
️ zap	862 ns/op	+0%	5 allocs/op
️ zap (sugared)	1250 ns/op	+45%	11 allocs/op
zerolog	4021 ns/op	+366%	76 allocs/op
go-kit	4542 ns/op	+427%	105 allocs/op
apex/log	26785 ns/op	+3007%	115 allocs/op
logrus	29501 ns/op	+3322%	125 allocs/op
log15	29906 ns/op	+3369%	122 allocs/op

记录一个静态字符串，没有任何上下文或printf风格的模板：

Package	Time	Time % to zap	Objects Allocated
️ zap	118 ns/op	+0%	0 allocs/op
️ zap (sugared)	191 ns/op	+62%	2 allocs/op
zerolog	93 ns/op	-21%	0 allocs/op
go-kit	280 ns/op	+137%	11 allocs/op
standard library	499 ns/op	+323%	2 allocs/op
apex/log	1990 ns/op	+1586%	10 allocs/op
logrus	3129 ns/op	+2552%	24 allocs/op
log15	3887 ns/op	+3194%	23 allocs/op

安装

运行下面的命令安装zap

go get -u go.uber.org/zap

配置Zap Logger

Zap提供了两种类型的日志记录器—Sugared Logger和Logger。

在性能很好但不是很关键的上下文中，使用SugaredLogger。它比其他结构化日志记录包快4-10倍，并且支持结构化和printf风格的日志记录。

在每一微秒和每一次内存分配都很重要的上下文中，使用Logger。它甚至比SugaredLogger更快，内存分配次数也更少，但它只支持强类型的结构化日志记录。

Logger

• 通过调用zap.NewProduction()/zap.NewDevelopment()或者zap.Example()创建一个Logger。
• 上面的每一个函数都将创建一个logger。唯一的区别在于它将记录的信息不同。例如production logger默认记录调用函数信息、日期和时间等。
• 通过Logger调用Info/Error等。
• 默认情况下日志都会打印到应用程序的console界面。

var logger *zap.Logger

func main() {
	InitLogger()
  defer logger.Sync()
	simpleHttpGet("www.google.com")
	simpleHttpGet("http://www.google.com")
}

func InitLogger() {
	logger, _ = zap.NewProduction()
}

func simpleHttpGet(url string) {
	resp, err := http.Get(url)
	if err != nil {
		logger.Error(
			"Error fetching url..",
			zap.String("url", url),
			zap.Error(err))
	} else {
		logger.Info("Success..",
			zap.String("statusCode", resp.Status),
			zap.String("url", url))
		resp.Body.Close()
	}
}

在上面的代码中，我们首先创建了一个Logger，然后使用Info/ Error等Logger方法记录消息。

日志记录器方法的语法是这样的：

func (log *Logger) MethodXXX(msg string, fields ...Field) 

其中MethodXXX是一个可变参数函数，可以是Info / Error/ Debug / Panic等。每个方法都接受一个消息字符串和任意数量的zapcore.Field场参数。

每个zapcore.Field其实就是一组键值对参数。

我们执行上面的代码会得到如下输出结果：

{"level":"error","ts":1590662574.8328245,"caller":"go_Logger/main.go:31","msg":"Error fetching url..","url":"www.google.com","error":"Get www.google.com: unsupported protocol scheme \"\"","stacktrace":"main.simpleHttpGet\n\tE:/go/project/src/go_Logger/main.go:31\nmain.main\n\tE:/go/project/src/go_Logger/main.go:20\nruntime.main\n\tD:/Go/src/runtime/proc.go:203"}
{"level":"error","ts":1590662575.9375718,"caller":"go_Logger/main.go:31","msg":"Error fetching url..","url":"http://www.google.com","error":"Get http://www.google.com: dial tcp 127.0.0.1:80: connectex: No connection could be made because the target machine actively refused it.","stacktrace":"main.simpleHttpGet\n\tE:/go/project/src/go_Logger/main.go:31\nmain.main\n\tE:/go/project/src/go_Logger/main.go:21\nruntime.main\n\tD:/Go/src/runtime/proc.go:203"}

现在让我们使用Sugared Logger来实现相同的功能。

• 大部分的实现基本都相同。
• 惟一的区别是，我们通过调用主logger的. Sugar()方法来获取一个SugaredLogger。
• 然后使用SugaredLogger以printf格式记录语句

下面是修改过后使用SugaredLogger代替Logger的代码：

var sugarLogger *zap.SugaredLogger

func main() {
	InitLogger()
	defer sugarLogger.Sync()
	simpleHttpGet("www.google.com")
	simpleHttpGet("http://www.google.com")
}

func InitLogger() {
  logger, _ := zap.NewProduction()
	sugarLogger = logger.Sugar()
}

func simpleHttpGet(url string) {
	sugarLogger.Debugf("Trying to hit GET request for %s", url)
	resp, err := http.Get(url)
	if err != nil {
		sugarLogger.Errorf("Error fetching URL %s : Error = %s", url, err)
	} else {
		sugarLogger.Infof("Success! statusCode = %s for URL %s", resp.Status, url)
		resp.Body.Close()
	}
}

当你执行上面的代码会得到如下输出：

{"level":"error","ts":1572159149.923002,"caller":"logic/temp2.go:27","msg":"Error fetching URL www.sogo.com : Error = Get www.sogo.com: unsupported protocol scheme \"\"","stacktrace":"main.simpleHttpGet\n\t/Users/q1mi/zap_demo/logic/temp2.go:27\nmain.main\n\t/Users/q1mi/zap_demo/logic/temp2.go:14\nruntime.main\n\t/usr/local/go/src/runtime/proc.go:203"}
{"level":"info","ts":1572159150.192585,"caller":"logic/temp2.go:29","msg":"Success! statusCode = 200 OK for URL http://www.sogo.com"}

你应该注意到的了，到目前为止这两个logger都打印输出JSON结构格式。

在本博客的后面部分，我们将更详细地讨论SugaredLogger，并了解如何进一步配置它。

定制logger

将日志写入文件而不是终端

我们要做的第一个更改是把日志写入文件，而不是打印到应用程序控制台。

• 我们将使用zap.New(…)方法来手动传递所有配置，而不是使用像zap.NewProduction()这样的预置方法来创建logger。

func New(core zapcore.Core, options ...Option) *Logger

zapcore.Core需要三个配置——Encoder，WriteSyncer，LogLevel。

1.Encoder:编码器(如何写入日志)。我们将使用开箱即用的NewJSONEncoder()，并使用预先设置的ProductionEncoderConfig()。

   zapcore.NewJSONEncoder(zap.NewProductionEncoderConfig())

2.WriterSyncer ：指定日志将写到哪里去。我们使用zapcore.AddSync()函数并且将打开的文件句柄传进去。

   file, _ := os.Create("./test.log")
   writeSyncer := zapcore.AddSync(file)

3.Log Level：哪种级别的日志将被写入。

我们将修改上述部分中的Logger代码，并重写InitLogger()方法。其余方法—main()/SimpleHttpGet()保持不变。

func InitLogger() {
	writeSyncer := getLogWriter()
	encoder := getEncoder()
	core := zapcore.NewCore(encoder, writeSyncer, zapcore.DebugLevel)

	logger := zap.New(core)
	sugarLogger = logger.Sugar()
}

func getEncoder() zapcore.Encoder {
	return zapcore.NewJSONEncoder(zap.NewProductionEncoderConfig())
}

func getLogWriter() zapcore.WriteSyncer {
	file, _ := os.Create("./test.log")
	return zapcore.AddSync(file)
}

当使用这些修改过的logger配置调用上述部分的main()函数时，以下输出将打印在文件——test.log中。

{"level":"debug","ts":1572160754.994731,"msg":"Trying to hit GET request for www.sogo.com"}
{"level":"error","ts":1572160754.994982,"msg":"Error fetching URL www.sogo.com : Error = Get www.sogo.com: unsupported protocol scheme \"\""}
{"level":"debug","ts":1572160754.994996,"msg":"Trying to hit GET request for http://www.sogo.com"}
{"level":"info","ts":1572160757.3755069,"msg":"Success! statusCode = 200 OK for URL http://www.sogo.com"}

将JSON Encoder更改为普通的Log Encoder

现在，我们希望将编码器从JSON Encoder更改为普通Encoder。为此，我们需要将NewJSONEncoder()更改为NewConsoleEncoder()。

return zapcore.NewConsoleEncoder(zap.NewProductionEncoderConfig())

当使用这些修改过的logger配置调用上述部分的main()函数时，以下输出将打印在文件——test.log中。

1.572161051846623e+09	debug	Trying to hit GET request for www.sogo.com
1.572161051846828e+09	error	Error fetching URL www.sogo.com : Error = Get www.sogo.com: unsupported protocol scheme ""
1.5721610518468401e+09	debug	Trying to hit GET request for http://www.sogo.com
1.572161052068744e+09	info	Success! statusCode = 200 OK for URL http://www.sogo.com

更改时间编码并添加调用者详细信息

鉴于我们对配置所做的更改，有下面两个问题：

• 时间是以非人类可读的方式展示，例如1.572161051846623e+09
• 调用方函数的详细信息没有显示在日志中

我们要做的第一件事是覆盖默认的ProductionConfig()，并进行以下更改:

• 修改时间编码器
• 在日志文件中使用大写字母记录日志级别

func getEncoder() zapcore.Encoder {
	encoderConfig := zap.NewProductionEncoderConfig()
	encoderConfig.EncodeTime = zapcore.ISO8601TimeEncoder
	encoderConfig.EncodeLevel = zapcore.CapitalLevelEncoder
	return zapcore.NewConsoleEncoder(encoderConfig)
}

接下来，我们将修改zap logger代码，添加将调用函数信息记录到日志中的功能。为此，我们将在zap.New(..)函数中添加一个Option。

logger := zap.New(core, zap.AddCaller())

当使用这些修改过的logger配置调用上述部分的main()函数时，以下输出将打印在文件——test.log中。

2019-10-27T15:33:29.855+0800	DEBUG	logic/temp2.go:47	Trying to hit GET request for www.sogo.com
2019-10-27T15:33:29.855+0800	ERROR	logic/temp2.go:50	Error fetching URL www.sogo.com : Error = Get www.sogo.com: unsupported protocol scheme ""
2019-10-27T15:33:29.856+0800	DEBUG	logic/temp2.go:47	Trying to hit GET request for http://www.sogo.com
2019-10-27T15:33:30.125+0800	INFO	logic/temp2.go:52	Success! statusCode = 200 OK for URL http://www.sogo.com

使用Lumberjack进行日志切割归档

这个日志程序中唯一缺少的就是日志切割归档功能。

Zap本身不支持切割归档日志文件

为了添加日志切割归档功能，我们将使用第三方库Lumberjack来实现。

安装

执行下面的命令安装Lumberjack

go get -u github.com/natefinch/lumberjack

zap logger中加入Lumberjack

要在zap中加入Lumberjack支持，我们需要修改WriteSyncer代码。我们将按照下面的代码修改getLogWriter()函数：

func getLogWriter() zapcore.WriteSyncer {
	lumberJackLogger := &lumberjack.Logger{
		Filename:   "./test.log",
		MaxSize:    10,
		MaxBackups: 5,
		MaxAge:     30,
		Compress:   false,
	}
	return zapcore.AddSync(lumberJackLogger)
}

Lumberjack Logger采用以下属性作为输入:

• Filename: 日志文件的位置
• MaxSize：在进行切割之前，日志文件的最大大小（以MB为单位）
• MaxBackups：保留旧文件的最大个数
• MaxAges：保留旧文件的最大天数
• Compress：是否压缩/归档旧文件

测试所有功能

最终，使用Zap/Lumberjack logger的完整示例代码如下：

package main

import (
	"net/http"

	"github.com/natefinch/lumberjack"
	"go.uber.org/zap"
	"go.uber.org/zap/zapcore"
)

var sugarLogger *zap.SugaredLogger

func main() {
	InitLogger()
	defer sugarLogger.Sync()
	simpleHttpGet("www.sogo.com")
	simpleHttpGet("http://www.sogo.com")
}

func InitLogger() {
	writeSyncer := getLogWriter()
	encoder := getEncoder()
	core := zapcore.NewCore(encoder, writeSyncer, zapcore.DebugLevel)

	logger := zap.New(core, zap.AddCaller())
	sugarLogger = logger.Sugar()
}

func getEncoder() zapcore.Encoder {
	encoderConfig := zap.NewProductionEncoderConfig()
	encoderConfig.EncodeTime = zapcore.ISO8601TimeEncoder
	encoderConfig.EncodeLevel = zapcore.CapitalLevelEncoder
	return zapcore.NewConsoleEncoder(encoderConfig)
}

func getLogWriter() zapcore.WriteSyncer {
	lumberJackLogger := &lumberjack.Logger{
		Filename:   "./test.log",
		MaxSize:    1,
		MaxBackups: 5,
		MaxAge:     30,
		Compress:   false,
	}
	return zapcore.AddSync(lumberJackLogger)
}

func simpleHttpGet(url string) {
	sugarLogger.Debugf("Trying to hit GET request for %s", url)
	resp, err := http.Get(url)
	if err != nil {
		sugarLogger.Errorf("Error fetching URL %s : Error = %s", url, err)
	} else {
		sugarLogger.Infof("Success! statusCode = %s for URL %s", resp.Status, url)
		resp.Body.Close()
	}
}

执行上述代码，下面的内容会输出到文件——test.log中。

2019-10-27T15:50:32.944+0800	DEBUG	logic/temp2.go:48	Trying to hit GET request for www.sogo.com
2019-10-27T15:50:32.944+0800	ERROR	logic/temp2.go:51	Error fetching URL www.sogo.com : Error = Get www.sogo.com: unsupported protocol scheme ""
2019-10-27T15:50:32.944+0800	DEBUG	logic/temp2.go:48	Trying to hit GET request for http://www.sogo.com
2019-10-27T15:50:33.165+0800	INFO	logic/temp2.go:53	Success! statusCode = 200 OK for URL http://www.sogo.com

同时，可以在main函数中循环记录日志，测试日志文件是否会自动切割和归档（日志文件每1MB会切割并且在当前目录下最多保存5个备份）。

至此，我们总结了如何将Zap日志程序集成到Go应用程序项目中。