基于LGPL开源项目 Log4cpp安装与使用

　【IT168 专稿】Log4cpp是一个开源的C++类库，它提供了在C++程序中使用日志和跟踪调试的功能。使用log4cpp，可以很便利地将日志或者跟踪调试信息写入字符流、内存字符串队列、文件、回滚文件、调试器、Windows日志、syslog和远程syslog服务器中。

　　1、Log4cpp简介

　　Log4cpp是个基于LGPL的开源项目，移植自Java的日志处理跟踪项目log4j，并保持了API上的一致。其类似的支持库还包括Java(log4j)，C++(log4cpp、log4cplus)，C(log4c)，python(log4p)等。

　　Log4cpp有如下优点：

　　　　• 提供了可扩展的多种日志记录方式；
　　　　• 提供了NDC(嵌套诊断上下文)，可用于多线程、多场景的跟踪调试；
　　　　• 提供了完整的日志动态优先级控制，可随时调整需要记录的日志优先级；
　　　　• 可通过配置文件完成所有配置并动态加载；
　　　　• 性能优秀，内存占用小，经过编译后的log4cpp.dll大小仅有160kb；
　　　　• 代码级的平台无关性，Log4cpp源代码经过编译后，适用于大多数主流的操作系统和开发工具；
　　　　• 概念清晰，学习和使用方便，熟练程序员一天之内即可很好地应用log4cpp进行开发。

　　2、下载和安装

　　2.1 下载

　　Log4cpp的主页为：http://sourceforge.net/projects/log4cpp/

　　下载版本0.3.5rc3，这个版本目前是最稳定的，版本1.0在VC中表现不稳定。下载后的包名字为：log4cpp-0.3.5rc3.tar.gz(源代码包)和log4cpp-docs-0.3.5rc3.tar.gz(文档压缩包)。将它们解压后放入D盘。

　　2.2 在VC6中编译Log4cpp

　　进入D:\log4cpp-0.3.5rc3\msvc6目录，打开VC6的工作区msvc6.dsw，将其中的工程都删除，只保留log4cpp和log4cppDLL两个工程。分别编译它们的Debug和Release版本。

　　在VC6中编译Log4cpp会报错，其实只有一个错误，即不能在头文件中定义变量，同时给变量赋默认值。修改方法如下：将头文件Priority.hh中的这一行：

static   const   int  MESSAGE_SIZE  =   8 ;

　　改为：

static   const   int  MESSAGE_SIZE;

　　并在Priority.cpp中的所有include语句后加上：

const   int  log4cpp::Priority::MESSAGE_SIZE  =   8 ;

　　编译链接成功后会得到log4cppD.dll、log4cppD.lib(Debug版的dll和lib文件)和log4cpp.dll、log4cpp.lib(Release版的dll和lib文件)。新建目录D:\log4cpp-0.3.5rc3\lib，将以上四个文件拷贝到该目录下。

　　在VC中添加设置lib和include路径。

　　将D:\log4cpp-0.3.5rc3\lib加入系统的Path路径中。

　　2.3 例子程序

　　本文包含了大量的例子程序，这些程序被组织为多个工程，并放入了一个名为WxbLogDsw的VC工作区。所有代码被打包为一个名为WxbLogDsw.rar的压缩文件，解压后可在VC6以上版本中打开此工程并进行编译运行。

　　3、Log4cpp的HelloWorld

　　让我们从一个简单的例子开始，该例子将两条日志信息写入字符串流，该流会在标准控制台cout上输出，项目的名称是HelloLog4Cpp：

#include  < iostream >
#include  " log4cpp/Category.hh "
#include  " log4cpp/OstreamAppender.hh "
#include  " log4cpp/BasicLayout.hh "
#include  " log4cpp/Priority.hh "
using   namespace  std;

int  main( int  argc,  char *  argv[])
{
    log4cpp::OstreamAppender *  osAppender  =   new  log4cpp::OstreamAppender( " osAppender " ,  & cout);
    osAppender -> setLayout( new  log4cpp::BasicLayout());
    
    log4cpp::Category &  root  =  log4cpp::Category::getRoot();
    root.addAppender(osAppender);
    root.setPriority(log4cpp::Priority::DEBUG);
    
    root.error( " Hello log4cpp in a Error Message! " );
    root.warn( " Hello log4cpp in a Warning Message! " );
    
    log4cpp::Category::shutdown();    
     return   0 ;
}

　　要顺利编译运行还有两个地方需要设置，其一是引入的库中加上log4cppD.lib(debug版dll库的引入文件);其二是将C/C++的Code Generation中的Use Runtime library设置为“Debug Multithreaded DLL”。

　　设置完成后编译运行结果如下：

1248337987  ERROR : Hello log4cpp  in  a Error Message !
1248337987  WARN : Hello log4cpp  in  a Warning Message !

　　以上两条日志格式很简陋，要设置合乎心意的日志格式，请参考后续的PatternLayout章节。

　　4、概念

　　Log4cpp中的概念继承自log4j，最重要的是Category(种类)、Appender(附加目的地)和Layout(布局)三个概念，此外还有Priority(优先级)和NDC(嵌套的诊断上下文)等。

　　简言之，Category负责向日志中写入信息，Appender负责指定日志的目的地，Layout负责设定日志的格式，Priority被用来指定Category的优先级和日志的优先级， NDC则是一种用来区分不同场景中交替出现的日志的手段。

　　Log4cpp记录日志的原理如下：每个Category都有一个优先级，该优先级可以由setPriority方法设置，或者从其父Category中继承而来。每条日志也有一个优先级，当Category记录该条日志时，若日志优先级高于Category的优先级时，该日志被记录，否则被忽略。系统中默认的优先级等级如下：

        typedef  enum   {EMERG  = 0, 
              FATAL  = 0,
                      ALERT  = 100,
                      CRIT   = 200,
                      ERROR  = 300, 
                      WARN   = 400,
                      NOTICE = 500,
                      INFO   = 600,
                      DEBUG  = 700,
                      NOTSET = 800
        }  PriorityLevel;

　　注意：取值越小，优先级越高。例如一个Category的优先级为101，则所有EMERG、FATAL、ALERT日志都可以记录下来，而其他则不能。

　　Category、Appender和Layout三者的关系如下：系统中可以有多个Category，它们都是继承自同一个根，每个Category负责记录自己的日志;每个Category可以添加多个Appender，每个Appender指定了一个日志的目的地，例如文件、字符流或者Windows日志，当Category记录一条日志时，该日志被写入所有附加到此Category的Appender;每个Append都包含一个Layout，该Layout定义了这个Appender上日志的格式。

　　现在重温前面的HelloWorld程序，可以发现其流程如下：

　　　　1. 创建一个Appender，并指定其包含的Layout；
　　　　2. 从系统中得到Category的根，将Appender添加到该Category中；
　　　　3. 设置Category的优先级；
　　　　4. 记录日志；
　　　　5. 关闭Category。

　　下面，我们按照Layout、Appender、Category、NDC的顺序来依次介绍这些概念并给出例子。

　　5、Layout(布局)

　　首先回顾一下HelloWorld的日志格式，它使用了最简单的BasicLayout：

1248337987  ERROR  : Hello log4cpp  in  a Error Message !
1248337987  WARN  : Hello log4cpp  in  a Warning Message !

　　上面的日志格式还可以，但显然不是许多程序员心中理想的格式，许多人理想的格式应该是这样的：

2009 - 07 - 24   15 : 59 : 55 , 703 : INFO infoCategory : system  is  running
2009 - 07 - 24   15 : 59 : 55 , 703 : WARN infoCategory : system has a warning
2009 - 07 - 24   15 : 59 : 55 , 703 : ERROR infoCategory : system has a error, can ' t find a file
2009 - 07 - 24   15 : 59 : 55 , 718 : FATAL infoCategory : system has a fatal error, must be shutdown
2009 - 07 - 24   15 : 59 : 55 , 718 : INFO infoCategory : system shutdown, you can find some information  in  system log

　　要获得上面的格式，必须使用比BasicLayout复杂的PatternLayout，而且要花一个小时来熟悉一下PatternLayout的格式定义方式，如果你认为值得的话。

　　5.1 PatternLayout

　　在介绍PatternLayout以前，首先来看看log4cpp中所有的Layout子类(Layout本身是个虚类)，一共三个：BasicLayout、PatternLayout和SimpleLayout，其中SimapleLayout并不建议使用，而BaiscLayout过于简单，因此如果程序员不自己扩展Layout的话，就只能使用PatternLayout了，值得庆幸的是，PatternLayout还是比较好用的。

　　PatternLayout使用setConversionPattern函数来设置日志的输出格式。该函数的声明如下：

void  log4cpp::PatternLayout::setConversionPattern  (   const  std:: string   &   conversionPattern   )   throw  (ConfigureFailure) [ virtual ]

　　其中参数类型为std::string，类似于C语言中的printf，使用格式化字符串来描述输出格式，其具体含义如下：

%c category；
%d 日期；日期可以进一步的设置格式，用花括号包围，例如%d{%H:%M:%S,%l} 或者 %d{%d %m %Y %H:%M:%S,%l}。如果不设置具体日期格式，则如下默认格式被使用“Wed Jan 02 02:03:55 1980”。日期的格式符号与ANSI C函数strftime中的一致。但增加了一个格式符号%l，表示毫秒，占三个十进制位。
%m 消息；
%n 换行符，会根据平台的不同而不同，但对于用户透明；
%p 优先级；
%r 自从layout被创建后的毫秒数；
%R 从1970年1月1日0时开始到目前为止的秒数；
%u 进程开始到目前为止的时钟周期数；
%x NDC。

　　因此，要得到上述的理想格式，可以将setConversionPattern的参数设置为“%d: %p %c %x: %m%n”，其具体含义是“时间: 优先级 Category NDC: 消息 换行”。使用PatternLayout的例子程序如下，项目名称是LayoutExam：

#include  < iostream >
#include  < log4cpp / Category.hh >
#include  < log4cpp / OstreamAppender.hh >
#include  < log4cpp / Priority.hh >
#include  < log4cpp / PatternLayout.hh >
using   namespace  std;

int  main( int  argc,  char *  argv[])
{
    log4cpp::OstreamAppender* osAppender = new log4cpp::OstreamAppender("osAppender", &cout);
    
    log4cpp::PatternLayout* pLayout = new log4cpp::PatternLayout();
    pLayout->setConversionPattern("%d: %p %c %x: %m%n");
    osAppender->setLayout(pLayout);
        
    log4cpp::Category& root = log4cpp::Category::getRoot();
    log4cpp::Category& infoCategory = root.getInstance("infoCategory");
    infoCategory.addAppender(osAppender);
    infoCategory.setPriority(log4cpp::Priority::INFO);

    infoCategory.info("system is running");
    infoCategory.warn("system has a warning");
    infoCategory.error("system has a error, can't find a file");
    infoCategory.fatal("system has a fatal error,must be shutdown");
    infoCategory.info("system shutdown,you can find some information in system log");

    log4cpp::Category::shutdown();
    
    return 0;
}

　　其运行结果即如下所示：

2009-07-24 15:59:55,703: INFO infoCategory : system is running
2009-07-24 15:59:55,703: WARN infoCategory : system has a warning
2009-07-24 15:59:55,703: ERROR infoCategory : system has a error, can't find a file
2009-07-24 15:59:55,718: FATAL infoCategory : system has a fatal error, must be shutdown
2009-07-24 15:59:55,718: INFO infoCategory : system shutdown, you can find some information in system log

　　6、Appender

　　笔者认为Appender是log4cpp中最精彩的一个部分。我仔细阅读了大部分Appender的源代码并对设计者感到非常敬仰。

　　Log4cpp中所有可直接使用的Appender列表如下：

log4cpp::IdsaAppender             // 发送到IDS或者
log4cpp::FileAppender             // 输出到文件
log4cpp::RollingFileAppender     // 输出到回卷文件，即当文件到达某个大小后回卷
log4cpp::OstreamAppender         // 输出到一个ostream类
log4cpp::RemoteSyslogAppender     // 输出到远程syslog服务器
log4cpp::StringQueueAppender     // 内存队列
log4cpp::SyslogAppender         // 本地syslog
log4cpp::Win32DebugAppender     // 发送到缺省系统调试器
log4cpp::NTEventLogAppender     // 发送到win 事件日志

　　其中SyslogAppender和RemoteSyslogAppender需要与Syslog配合使用，因此这里不介绍。顺便提一句，Syslog是类Unix系统的一个核心服务，用来提供日志服务，在Windows系统中并没有直接提供支持，当然可以用相关工具提供Windows系统中的syslog服务。

　　IdsaAppender的功能是将日志写入Idsa服务，这里也不介绍。因此主要介绍以下Appender：

log4cpp::FileAppender             // 输出到文件
log4cpp::RollingFileAppender     // 输出到回卷文件，即当文件到达某个大小后回卷
log4cpp::OstreamAppender         // 输出到一个ostream类
log4cpp::StringQueueAppender     // 内存队列
log4cpp::Win32DebugAppender     // 发送到缺省系统调试器
log4cpp::NTEventLogAppender     // 发送到win 事件日志

　　6.1 OstreamAppender

　　在我刚刚学习C/C++编程时，一位老师告诉我，如果没有好用的调试工具，就在代码中加入printf语句，将调试信息打印出来(当时在linux下面，确实没有什么易用的c++调试工具)。现在有了OstreamAppender，一切都好办了，它可以将日志记入一个流，如果该流恰好是cout，则会在标准控制台上输出。比printf优越的是，除了输出消息外，还可以轻松的输出时间、时钟数、优先级等大量有用信息。

　　OstreamAppender的使用非常简单，在前面的HelloWorld程序中已经见过，创建一个OstreamAppender的具体方法如下：

log4cpp::OstreamAppender* osAppender = new log4cpp::OstreamAppender("osAppender",  &cout );

　　第一个参数指定OstreamAppender的名称，第二个参数指定它关联的流的指针。

　　6.2 StringQueueAppender

　　后来一位高手又告诉我“在调试多线程程序时，不能随意使用printf”。因为printf导致IO中断，会使得本线程挂起，其花费的时间比一条普通指令多数千倍，若多个线程同时运行，则严重干扰了线程间的运行方式。所以调试多线程程序时，最好是将所有调试信息按顺序记入内存中，程序结束时依次打印出来。为此当时我们还写了一个小工具，没想到时隔多年，我碰上了StringQueueAppender。

　　我很怀疑StringQueueAppender被设计出来就是用于记录多线程程序或者实时程序的日志，虽然log4cpp的文档中并没有明确指出这一点。StringQueueAppender的功能是将日志记录到一个字符串队列中，该字符串队列使用了STL中的两个容器，即字符串容器std::string和队列容器std::queue，具体如下：

std::queue < std::string >  _queue;

 　　_queue变量是StringQueueAppender类中用于具体存储日志的内存队列。StringQueueAppender的使用方法与OstreamAppender类似，其创建函数只接收一个参数“名称”，记录完成后需要程序员自己从队列中取出每条日志，例子程序StringQueueAppenderExam如下：

#include  < iostream >
#include  < log4cpp /Category.hh >
#include  < log4cpp /OstreamAppender.hh >
#include  < log4cpp /BasicLayout.hh >
#include  < log4cpp /Priority.hh >
#include  < log4cpp /StringQueueAppender.hh >
using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    log4cpp::StringQueueAppender* strQAppender = new log4cpp::StringQueueAppender("strQAppender");
    strQAppender->setLayout(new log4cpp::BasicLayout());
    
    log4cpp::Category& root = log4cpp::Category::getRoot();
    root.addAppender(strQAppender);
    root.setPriority(log4cpp::Priority::DEBUG);
    
    root.error("Hello log4cpp in a Error Message!");
    root.warn("Hello log4cpp in a Warning Message!");
    
    cout < <"Get  message from Memory Queue!"<<endl;
    cout<<"-------------------------------------------"<<endl;
    queue<string > & myStrQ = strQAppender->getQueue();
    while(!myStrQ.empty())
    {
        cout < <myStrQ .front();
        myStrQ.pop();
    }

    log4cpp::Category::shutdown();    
    return 0;
}

　　程序输出为：

Get message from Memory Queue!
-------------------------------------------
1248839389 ERROR  : Hello log4cpp in a Error Message!
1248839389 WARN  : Hello log4cpp in a Warning Message!

　　6.3 FileAppender和RollingFileAppender

　　FileAppender和RollingFileAppender是log4cpp中最常用的两个Appender，其功能是将日志写入文件中。它们之间唯一的区别就是前者会一直在文件中记录日志(直到操作系统承受不了为止)，而后者会在文件长度到达指定值时循环记录日志，文件长度不会超过指定值(默认的指定值是10M byte)。

　　FileAppender的创建函数如下：

        /**
           Constructs a FileAppender.
           @param name the name of the Appender.
           @param fileName the name of the file to which the Appender has 
           to log.
           @param append whether the Appender has to truncate the file or
           just append to it if it already exists. Defaults to 'true'.
           @param mode file mode to open the logfile with. Defaults to 00644.
        **/  
        FileAppender(const std::string& name, const std::string& fileName,
                     bool append = true, mode_t mode = 00644);

　　一般仅使用前两个参数，即“名称”和“日志文件名”。第三个参数指示是否在日志文件后继续记入日志，还是清空原日志文件再记录。第四个参数说明文件的打开方式。

　　RollingFileAppender的创建函数如下：

        RollingFileAppender(const std::string& name, 
                            const std::string& fileName,
                            size_t maxFileSize = 10*1024*1024, 
                            unsigned int maxBackupIndex = 1,
                            bool append = true,
                            mode_t mode = 00644);

　　它与FileAppender的创建函数很类似，但是多了两个参数：maxFileSize指出了回滚文件的最大值;maxBackupIndex指出了回滚文件所用的备份文件的最大个数。所谓备份文件，是用来保存回滚文件中因为空间不足未能记录的日志，备份文件的大小仅比回滚文件的最大值大1kb。所以如果maxBackupIndex取值为3，则回滚文件(假设其名称是rollwxb.log，大小为100kb)会有三个备份文件，其名称分别是rollwxb.log.1，rollwxb.log.2和rollwxb.log.3，大小为101kb。另外要注意：如果maxBackupIndex取值为0或者小于0，则回滚文件功能会失效，其表现如同FileAppender一样，不会有大小的限制。这也许是一个bug。

　　例子程序FileAppenderExam如下：

#include  < iostream >
#include  < log4cpp /Category.hh >
#include  < log4cpp /Appender.hh >
#include  < log4cpp /FileAppender.hh >
#include  < log4cpp /Priority.hh >
#include  < log4cpp /PatternLayout.hh >
#include  < log4cpp /RollingFileAppender.hh >
using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    log4cpp::PatternLayout* pLayout1 = new log4cpp::PatternLayout();
    pLayout1->setConversionPattern("%d: %p %c %x: %m%n");

    log4cpp::PatternLayout* pLayout2 = new log4cpp::PatternLayout();
    pLayout2->setConversionPattern("%d: %p %c %x: %m%n");
    
    log4cpp::Appender* fileAppender = new log4cpp::FileAppender("fileAppender","wxb.log");
    fileAppender->setLayout(pLayout1);

    log4cpp::RollingFileAppender* rollfileAppender = new log4cpp::RollingFileAppender(
        "rollfileAppender","rollwxb.log",5*1024,1);
    rollfileAppender->setLayout(pLayout2);
    
    log4cpp::Category& root = log4cpp::Category::getRoot().getInstance("RootName");
    root.addAppender(fileAppender);
    root.addAppender(rollfileAppender);
    root.setPriority(log4cpp::Priority::DEBUG);

    for (int i = 0; i  <  100 ; i++)
    {
        string strError;
        ostringstream oss;
        oss<<i<<":Root Error Message!";
        strError  = oss.str();
         root.error(strError);
    }
    
    log4cpp::Category::shutdown();
    return 0;
}

　　程序运行后会产生两个日志文件wxb.log和rollwxb.log，以及一个备份文件rollwxb.log.1。wxb.log的大小为7kb，记录了所有100条日志;rollwxb.log大小为2kb，记录了最新的22条日志;rollwxb.log.1大小为6kb，记录了旧的78条日志。

　　6.4 Win32DebugAppender

　　Win32DebugAppender是一个用于调试的Appender，其功能是向Windows的调试器中写入日志，目前支持MSVC和Borland中的调试器。创建Win32DebugAppender仅需要一个参数“名称”，其使用非常简单，下面是例子代码DebugAppenderExam：

#include <iostream>
#include <log4cpp/Category.hh>
#include <log4cpp/Appender.hh>
#include <log4cpp/Win32DebugAppender.hh>
#include <log4cpp/Priority.hh>
#include <log4cpp/PatternLayout.hh>
using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    log4cpp::PatternLayout* pLayout1 = new log4cpp::PatternLayout();
    pLayout1->setConversionPattern("%d: %p %c %x: %m%n");
    
    log4cpp::Appender* debugAppender = new log4cpp::Win32DebugAppender("debugAppender");
    debugAppender->setLayout(pLayout1);
    
    log4cpp::Category& root = log4cpp::Category::getRoot().getInstance("RootName");
    root.addAppender(debugAppender);
    root.setPriority(log4cpp::Priority::DEBUG);
    
    root.error("Root Error Message!");
    root.warn("Root Warning Message!");
    
    log4cpp::Category::shutdown();
    return 0;
}

　　在VC6中调试该代码会得到如下图所示的调试信息，注意最下方的两行调试信息：

 

　　6.5 NTEventLogAppender

 　　该Appender可以将日志发送到windows的日志，在运行程序后可以打开windows的计算机管理?系统工具?事件查看器?应用程序，可以看到下图，注意图中第一行和第二行的两个日志。

 

　　例子程序NTAppenderExam如下：

#include <iostream>
#include <log4cpp/Category.hh>
#include <log4cpp/Appender.hh>
#include <log4cpp/NTEventLogAppender.hh>
#include <log4cpp/Priority.hh>
#include <log4cpp/PatternLayout.hh>
using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    log4cpp::PatternLayout* pLayout1 = new log4cpp::PatternLayout();
    pLayout1->setConversionPattern("%d: %p %c %x: %m%n");
    
    log4cpp::Appender* ntAppender = new log4cpp::NTEventLogAppender("debugAppender","wxb_ntlog");
    ntAppender->setLayout(pLayout1);
    
    log4cpp::Category& root = log4cpp::Category::getRoot().getInstance("RootName");
    root.addAppender(ntAppender);
    root.setPriority(log4cpp::Priority::DEBUG);
    
    root.error("Root Error Message!");
    root.warn("Root Warning Message!");
    
    log4cpp::Category::shutdown();
    return 0;
}

　　7、Category

　　Log4cpp中有一个总是可用并实例化好的Category，即根Category。使用log4cpp::Category::getRoot()可以得到根Category。在大多数情况下，一个应用程序只需要一个日志种类(Category)，但是有时也会用到多个Category，此时可以使用根Category的getInstance方法来得到子Category。不同的子Category用于不同的场合。一个简单的例子CategoryExam如下所示：

#include <iostream>
#include <log4cpp/Category.hh>
#include <log4cpp/OstreamAppender.hh>
#include <log4cpp/FileAppender.hh>
#include <log4cpp/BasicLayout.hh>
#include <log4cpp/Priority.hh>
using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    log4cpp::OstreamAppender* osAppender1 = new log4cpp::OstreamAppender("osAppender1", &cout);
    osAppender1->setLayout(new log4cpp::BasicLayout());

    log4cpp::OstreamAppender* osAppender2 = new log4cpp::OstreamAppender("osAppender2", &cout);
    osAppender2->setLayout(new log4cpp::BasicLayout());

    log4cpp::Category& root = log4cpp::Category::getRoot();
    root.setPriority(log4cpp::Priority::DEBUG);
    
    log4cpp::Category& sub1 = root.getInstance("sub1");
     sub1.addAppender(osAppender1);
     sub1.setPriority(log4cpp::Priority::DEBUG);
    sub1.error("sub error");

    log4cpp::Category& sub2 = root.getInstance("sub2");
    sub2.addAppender(osAppender2);
    sub2.setPriority(101);
    sub2.warn("sub2 warning");
    sub2.fatal("sub2 fatal");
    sub2.alert("sub2 alert");
    sub2.crit("sub2 crit");

    log4cpp::Category::shutdown();    
    return 0;
}

　　运行结果如下：

1248869982 ERROR sub1 : sub error
1248869982 FATAL sub2 : sub2 fatal
1248869982 ALERT sub2 : sub2 alert

 　　这个例子中共有三个Category，分别是根、sub1和sub2，其中sub1记录了一条日志，sub2记录了两条日志。Sub2另外两个日志由于优先级不够未能记录。

 　　8、NDC

 　　NDC是nested Diagnostic Context的缩写，意思是“嵌套的诊断上下文”。NDC是一种用来区分不同源代码中交替出现的日志的手段。当一个服务端程序同时记录好几个并行客户时，输出的日志会混杂在一起难以区分。但如果不同上下文的日志入口拥有一个特定的标识，则可以解决这个问题。NDC就是在这种情况下发挥作用。注意NDC是以线程为基础的，每个线程拥有一个NDC，每个NDC的操作仅对执行该操作的线程有效。

　　NDC的几个有用的方法是：push、pop、get和clear。注意它们都是静态函数：

　　Push可以让当前线程进入一个NDC，如果该NDC不存在，则根据push的参数创建一个NDC并进入;如果再调用一次push，则进入子NDC;

　　Pop可以让当前线程从上一级NDC中退出，但是一次只能退出一级。

　　Clear可以让当前线程从所有嵌套的NDC中退出。

　　Get可以得到当前NDC的名字，如果有嵌套，则不同级别之间的名字用空格隔开。

　　一个简单的例子NDCExam如下：

#include <iostream>
#include <log4cpp/NDC.hh>

using namespace log4cpp;

int main(int argc, char** argv) {
    std::cout << "1. empty NDC: " << NDC::get() << std::endl;
    
    NDC::push("context1");
    std::cout << "2. push context1: " << NDC::get() << std::endl;
    
    NDC::push("context2");
    std::cout << "3. push context2: " << NDC::get() << std::endl;
    NDC::push("context3");
    std::cout << "4. push context3: " << NDC::get() << std::endl;
    std::cout << "5. get depth: " << NDC::getDepth() << std::endl;
    
    std::cout << "6. pop: " << NDC::pop() << std::endl;
    
    std::cout << "7. after pop:"<<NDC::get()<<std::endl;
    
    NDC::clear();
    std::cout << "8. clear: " << NDC::get() << std::endl;
    
    return 0;
}

　　该例子来自log4cpp的例子程序，我做了简单的修改。在记录日志的时候，可以从NDC中得知当前线程的嵌套关系。

　　9、Log4cpp的自动内存管理

 　　9.1 项目的多线程设置

 　　VC中必须将项目设置为Debug MultiThreaded DLL，总之这个设置必须与你使用的Log4cpp库一致。如果你使用的是Release版本的log4cpp.dll，则应该设置为MultiThreaded DLL。

　　否则在程序结束时会报错，报错处的调用堆栈为：

log4cpp::BasicLayout::`vector deleting destructor'(unsigned int 1) + 122 bytes
log4cpp::LayoutAppender::~LayoutAppender() line 21 + 35 bytes
log4cpp::OstreamAppender::~OstreamAppender() line 28 + 15 bytes
log4cpp::OstreamAppender::`vector deleting destructor'(unsigned int 1) + 103 bytes
log4cpp::Category::removeAllAppenders() line 159 + 39 bytes
log4cpp::HierarchyMaintainer::shutdown() line 101 + 27 bytes
log4cpp::HierarchyMaintainer::~HierarchyMaintainer() line 36

　　9.2 Log4cpp的内存对象管理

　　也许读者已经注意到，在前面的所有代码中，log4cpp中所有动态分配的对象都没有手动释放。

　　Log4cpp中new出来的Category、Appender和Layout都不需要手动释放，因为Log4cpp使用了一个内部类来管理这些对象。此类的名称是HierarchyMaintainer，它负责管理Category的继承关系，在程序结束时，HierarchyMaintainer会依次释放所有Category，而Category则会依次释放拥有的有效Appender，Appender则会释放所有附属的Layout。如果程序员手动释放这些对象，则会造成内存报错。

　　从下面的代码可以看出这个特征：

appender->setLayout(new log4cpp::BasicLayout());

　　这个new出来的BasicLayout根本就没有保存其指针，所以它只能被log4cpp的内存管理类HierarchyMaintainer释放。

　　了解到HierarchyMaintainer的内存管理方法后，程序员在使用log4cpp时应该遵循以下几个使用原则：

　　1. 不要手动释放Category、Appender和Layout;

　　2. 同一个Appender不要加入多个Category，否则它会被释放多次从而导致程序崩溃;

　　3. 同一个Layout不要附着到多个Appender上，否则也会被释放多次导致程序崩溃;

　　下面这个简单的程序PointerErrorExam会造成经典的崩溃：

#include <iostream>
#include <log4cpp/Category.hh>
#include <log4cpp/OstreamAppender.hh>
#include <log4cpp/BasicLayout.hh>
#include <log4cpp/Priority.hh>
using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    log4cpp::OstreamAppender* osAppender = new log4cpp::OstreamAppender("osAppender", &cout);
    osAppender->setLayout(new log4cpp::BasicLayout());
    
    log4cpp::Category& root = log4cpp::Category::getRoot();
    root.setPriority(log4cpp::Priority::DEBUG);
    
    log4cpp::Category& sub1 = root.getInstance("sub1");
    sub1.addAppender(osAppender);
    sub1.error("sub1 error");
    
    log4cpp::Category& sub2 = root.getInstance("sub2");
    sub2.addAppender(osAppender);
    sub2.warn("sub2 warning");

    log4cpp::Category::shutdown();    
    return 0;
}

　　运行后出现对话框：

PointerErrorExam.exe 遇到问题需要关闭。我们对此引起的不便表示抱歉。

　　其原因就是osAppender被同时加入了sub1和sub2这两个Category。

　　9.3 log4cpp::Category::shutdown()

　　在不使用log4cpp时可调用log4cpp::Category::shutdown()，其功能如同HierarchyMaintainer的内存清理。但如果不手动调用，在程序结束时HierarchyMaintainer会调用Category的析构函数来释放所有Appender。

　　10、利用配置文件定制日志

　　如同log4j一样，log4cpp也可以读取配置文件来定制Category、Appender和Layout对象。其配置文件格式基本类似于log4j，一个简单的配置文件log4cpp.conf例子如下(来自log4cpp的API手册)：

# a simple test config
       log4j.rootCategory=DEBUG, rootAppender
       log4j.category.sub1=A1
       log4j.category.sub2=INFO
       log4j.category.sub1.sub2=ERROR, A2
       log4j.appender.rootAppender=org.apache.log4j.ConsoleAppender
       log4j.appender.rootAppender.layout=org.apache.log4j.BasicLayout
       log4j.appender.A1=org.apache.log4j.FileAppender
       log4j.appender.A1.fileName=A1.log
       log4j.appender.A1.layout=org.apache.log4j.BasicLayout
       log4j.appender.A2=org.apache.log4j.ConsoleAppender
       log4j.appender.A2.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
       log4j.appender.A2.layout.ConversionPattern=The message %m at time %d%n

　　这是一个标准的java属性文件。读取配置文件要依赖PropertyConfigurator和SimpleConfigurator类。这里仅介绍PropertyConfigurator，其使用方法代码ConfigFileExam所示(该代码来自《便利的开发工具-log4cpp快速使用指南》一文)：

#include <iostream>
#include <log4cpp/Category.hh>
#include <log4cpp/PropertyConfigurator.hh>

int main(int argc, char* argv[])
{
    try
    { 
        log4cpp::PropertyConfigurator::configure("./log4cpp.conf");
    } 
    catch(log4cpp::ConfigureFailure& f)
    {
        std::cout << "Configure Problem " << f.what() << std::endl;
        return -1;
    }
    
    log4cpp::Category& root = log4cpp::Category::getRoot();
    
    log4cpp::Category& sub1 = log4cpp::Category::getInstance(std::string("sub1"));
    log4cpp::Category& sub3 = log4cpp::Category::getInstance(std::string("sub1.sub2"));

    sub1.info("This is some info");
    sub1.alert("A warning");
    
    // sub3 only have A2 appender.
    sub3.debug("This debug message will fail to write");
    sub3.alert("All hands abandon ship");
    sub3.critStream() << "This will show up << as " << 1 << " critical message" 
        << log4cpp::CategoryStream::ENDLINE;
    sub3 << log4cpp::Priority::ERROR 
        << "And this will be an error"  
        << log4cpp::CategoryStream::ENDLINE;
    sub3.log(log4cpp::Priority::WARN, "This will be a logged warning");
    
    return 0;
}

　　该程序首先读入了配置文件log4cpp.conf，从中得到了所有Category、Appender和Layout的优先级和相互附属关系，然后输出了一些日志，其运行结果如下：

1248875649 INFO sub1 : This is some info
1248875649 ALERT sub1 : A warning
The message All hands abandon ship at time 2009-07-29 21:54:09,515
1248875649 ALERT sub1.sub2 : All hands abandon ship
The message This will show up << as 1 critical message at time 2009-07-29 21:54:
09,531
1248875649 CRIT sub1.sub2 : This will show up << as 1 critical message
The message And this will be an error at time 2009-07-29 21:54:09,531
1248875649 ERROR sub1.sub2 : And this will be an error

　　11、DLL的版本问题

　　若在VC6中使用Log4cpp的DLL，则必须使用VC6编译链接生成的DLL，不能使用MSVS2008中生成的DLL，反之也是一样。否则会在运行时报错。

　　为此专门提供了两个版本的DLL，供大家使用。

　　12、小结

　　Log4cpp是一个小巧的c++库，易于上手，使用方便，不依赖其他库，具有跨平台性，并可与log4j、log4c、log4p等语言族共享其概念与使用方法。实在是进行日志记录、程序调试的利器。

http://tech.it168.com/a2011/0408/1175/000001175907_all.shtml