设计一个简单的单机日志系统

题目

设计一个简单的单机日志系统

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐

考点

日志级别,日志格式,日志输出

快速回答

一个简单的单机日志系统应包含以下核心要素：

• 日志级别：DEBUG、INFO、WARN、ERROR等级别控制
• 日志格式：包含时间戳、日志级别、消息内容等字段
• 输出目标：控制台输出和文件输出两种方式
• 基础功能：日志记录、级别过滤、简单轮转

原理说明

日志系统用于记录应用程序运行时状态，核心功能包括：

• 日志分级：不同严重程度的消息分级管理
• 输出控制：支持多目标输出（控制台/文件）
• 格式标准化：统一的消息格式便于解析
• 日志轮转：防止日志文件无限增长

代码示例（Python实现）

import logging
from logging.handlers import RotatingFileHandler

# 初始化日志系统
def setup_logger():
    logger = logging.getLogger("app_logger")
    logger.setLevel(logging.DEBUG)  # 设置全局日志级别

    # 定义日志格式
    formatter = logging.Formatter(
        '%(asctime)s - %(levelname)s - %(message)s',
        datefmt='%Y-%m-%d %H:%M:%S'
    )

    # 控制台输出
    console_handler = logging.StreamHandler()
    console_handler.setLevel(logging.INFO)  # 控制台只显示INFO及以上
    console_handler.setFormatter(formatter)

    # 文件输出（带轮转）
    file_handler = RotatingFileHandler(
        'app.log', 
        maxBytes=10*1024*1024,  # 10MB
        backupCount=5
    )
    file_handler.setLevel(logging.DEBUG)  # 文件记录所有级别
    file_handler.setFormatter(formatter)

    logger.addHandler(console_handler)
    logger.addHandler(file_handler)
    return logger

# 使用示例
logger = setup_logger()
logger.debug("调试信息")
logger.info("服务启动")
logger.warning("磁盘空间不足")
logger.error("数据库连接失败")

最佳实践

• 级别选择：生产环境建议使用INFO级别，开发环境用DEBUG
• 格式规范：必须包含时间戳和日志级别，推荐ISO8601时间格式
• 文件轮转：设置maxBytes（如10MB）和backupCount（如保留5个备份）
• 敏感信息：禁止在日志中记录密码、密钥等敏感数据

常见错误

• 级别混淆：将ERROR级别用于普通信息记录
• 日志泛滥：在循环中高频记录DEBUG日志导致性能问题
• 缺乏轮转：未设置文件大小限制导致磁盘写满
• 线程安全：多线程场景未使用线程安全的日志库（Python logging已线程安全）

扩展知识

• 日志级别标准：DEBUG < INFO < WARN < ERROR < FATAL
• 性能优化：使用异步日志减少I/O阻塞（如Python的QueueHandler）
• 日志采集：后续可扩展为ELK（Elasticsearch, Logstash, Kibana）架构
• 结构化日志：输出JSON格式便于日志分析系统处理