Linux C++程序如何日志记录

在Linux环境下用C++做日志记录，是每个后端开发者迟早要面对的问题。选对了库，不仅能省下大量调试时间，还能让线上问题排查变得清晰高效。这里梳理几种主流做法，从最基础的到高度定制化的方案，按需取用即可。

1. 使用标准I/O函数（如printf, fprintf）

这算是最朴素的做法了——直接通过C标准库的输入输出函数把日志写到文件或者控制台。虽然简陋，但在极简场景下确实够用。

示例代码

#include 
#include 

void log_message(const char* filename, const char* message) {
    FILE* file = fopen(filename, "a");
    if (file == nullptr) {
        perror("Failed to open log file");
        return;
    }
    time_t now = time(nullptr);
    char timestamp[20];
    strftime(timestamp, sizeof(timestamp), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", localtime(&now));
    fprintf(file, "[%s] %s\n", timestamp, message);
    fclose(file);
}

int main() {
    log_message("app.log", "程序启动");
    // 程序逻辑
    log_message("app.log", "程序结束");
    return 0;
}

优点

• 零依赖，随手就能写。

缺点

• 没有日志级别区分，多线程场景下容易混乱，文件打开关闭都得自己管——稍微复杂点就吃力了。

2. 使用第三方日志库

当项目规模变大，标准I/O那套显然不够用。下面几个库是目前社区里比较成熟的选项，各有侧重。

a. spdlog

spdlog 这几年风头很劲，性能极好而且接口设计得很现代。支持异步写入、多种输出目标（控制台、文件、轮转文件等），配置起来也相当直观。

安装

可以通过包管理器（比如 vcpkg）安装，或者直接从 GitHub 拉下来编译：

git clone https://github.com/gabime/spdlog.git
cd spdlog
mkdir build && cd build
cmake ..
make -j$(nproc)
sudo make install

示例代码

#include "spdlog/spdlog.h"
#include "spdlog/sinks/stdout_color_sinks.h"
#include "spdlog/sinks/basic_file_sink.h"

int main() {
    // 创建控制台日志记录器，设置日志级别为info，并使用彩色输出
    auto console = spdlog::stdout_color_mt("console");
    console->set_level(spdlog::level::info);

    // 创建文件日志记录器，设置日志级别为debug，并启用日志轮转（每天一个文件）
    auto file = spdlog::basic_logger_mt("file_logger", "logs/app.log");
    file->set_level(spdlog::level::debug);
    file->set_pattern("[%Y-%m-%d %H:%M:%S] [%l] %v");

    // 设置默认日志记录器
    spdlog::set_default_logger(file);

    SPDLOG_INFO("程序启动");
    // 程序逻辑
    SPDLOG_DEBUG("调试信息");
    SPDLOG_ERROR("错误信息");

    // 可以同时使用多个日志记录器
    console->info("这是控制台的信息");

    return 0;
}

优点

• 性能顶级，异步模式对高并发场景友好。
• 格式和目标多样化，接入成本低。

b. log4cpp

log4cpp 的灵感来源于 Ja va 的 Log4j，资历较老，功能上该有的都有：日志级别、多种输出、布局等。不过最近更新频率不如 spdlog，社区活跃度也降了一些。

安装

Ubuntu 上可以直接用 apt 搞定：

sudo apt-get install liblog4cpp5-dev

示例代码

#include 
#include 
#include 
#include 

int main() {
    // 创建布局
    log4cpp::BasicLayout* layout = new log4cpp::BasicLayout();

    // 创建文件追加器，并设置布局
    log4cpp::FileAppender* fileAppender = new log4cpp::FileAppender("fileAppender", "app.log");
    fileAppender->setLayout(layout);

    // 创建控制台追加器，并设置布局
    log4cpp::OstreamAppender* consoleAppender = new log4cpp::OstreamAppender("consoleAppender", &std::cout);
    consoleAppender->setLayout(layout);

    // 创建类别并添加追加器
    log4cpp::Category& root = log4cpp::Category::getRoot();
    root.addAppender(fileAppender);
    root.addAppender(consoleAppender);

    // 设置日志级别
    root.setPriority(log4cpp::Priority::INFO);

    root.info("程序启动");
    // 程序逻辑
    root.error("错误信息");

    // 清理资源
    delete layout;
    delete fileAppender;
    delete consoleAppender;

    return 0;
}

优点

• 功能完备，文档相对成熟。
• 如果团队里有 Ja va log4j 背景的成员，上手会很快。

缺点

• 性能比 spdlog 差一截，而且很久没有大版本更新了。

c. Boost.Log

如果你已经在用 Boost 库，那么 Boost.Log 是个非常自然的选择。它提供了极致的定制能力——从过滤器、格式到后台输出都可以自定义，几乎能满足所有企业级需求。当然，代价是学习曲线比较陡。

安装

需要先安装 Boost 库，Ubuntu 上可以这样：

sudo apt-get install libboost-all-dev

示例代码

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

namespace logging = boost::log;
namespace src = boost::log::sources;
namespace sinks = boost::log::sinks;

void init_logging() {
    // 设置日志格式
    logging::add_console_log(std::cout,
        logging::keywords::format = "%TimeStamp%: %Severity%: %Message%");
    // 设置文件日志
    typedef sinks::text_file_backend<> file_backend;
    file_backend::rotation_size rotation_size(10 * 1024 * 1024); // 10MB
    file_backend::time_based_rotation sink_file_backend(sinks::file::rotation_at_time_point(0, 0, 0), rotation_size);
    typedef sinks::synchronous_sink sink_file;
    sink_file sink;
    sink.set_backend(sink_file_backend);
    sink.set_filter(logging::trivial::severity >= logging::trivial::info);
    logging::add_sink(sink);
}

int main() {
    init_logging();
    BOOST_LOG_TRIVIAL(info) << "程序启动";
    // 程序逻辑
    BOOST_LOG_TRIVIAL(error) << "错误信息";
    return 0;
}

优点

• 定制能力极强，甚至能实现复杂的过滤链和自定义 sink。
• 与 Boost 的其他组件（如 asio、thread）配合紧密。

缺点

• 配置代码量比较大，新手容易被吓到。
• 项目引入 Boost 会增加依赖体积。

3. 使用系统日志（Syslog）

如果你希望日志直接进入系统的 syslog 服务（比如用于集中监控），可以调用 POSIX 标准接口 syslog()。这样日志会自动被系统日志管理工具处理，省去自己写轮转的麻烦。

示例代码（使用syslog）

#include 

int main() {
    openlog("myapp", LOG_PID | LOG_CONS, LOG_USER);
    syslog(LOG_INFO, "程序启动");
    // 程序逻辑
    syslog(LOG_ERR, "错误信息");
    closelog();
    return 0;
}

优点

• 日志直接被系统收集，方便整合到 Elasticsearch、Splunk 等平台。
• 无需自己实现轮转、压缩等机制。

缺点

• 控制力弱，不能灵活定义格式，输出目标单一。
• 需要处理 syslog 的权限（比如非 root 用户可能无法写入某些设施）。

4. 使用日志轮转（Log Rotation）

长期运行的程序，日志文件会持续膨胀。如果不做限制，不出几个月就能把磁盘撑爆。好在大多数成熟日志库都内置了轮转功能。以 spdlog 为例，配置一个按大小轮转的 logger 非常简洁：

示例（使用spdlog的日志轮转）

#include "spdlog/spdlog.h"
#include "spdlog/sinks/rotating_file_sink.h"

int main() {
    // 创建一个支持日志轮转的文件记录器，最大10MB，保留3个备份
    auto rotating_file = spdlog::rotating_logger_mt("rotating_file", "logs/app.log", 10*1024*1024, 3);
    rotating_file->set_level(spdlog::level::debug);
    rotating_file->set_pattern("[%Y-%m-%d %H:%M:%S] [%l] %v");
    spdlog::set_default_logger(rotating_file);

    for(int i=0; i<100000; ++i){
        SPDLOG_DEBUG("调试信息 {}", i);
    }
    return 0;
}

总结

选哪种方案，核心还是看项目阶段和场景：

• 简单项目或原型验证：标准 I/O 函数足够，别折腾。
• 需要高性能且功能全面的日志系统：spdlog 是首选，几乎没有短板。
• 需要和系统日志集成：直接调 syslog 接口。
• 高度定制化的企业级需求：Boost.Log 虽然重，但能给你最大的控制权。

日志这件事，往往是在出问题时才会觉得“当初怎么没好好选”。提前想清楚需求，后面会省心很多。