Golang：将日志以Json格式输出到Kafka1

在上一篇文章中我实现了一个支持Debug、Info、Error等多个级别的日志库，并将日志写到了磁盘文件中，代码比较简单，适合练手。有兴趣的可以通过这个链接前往：github.com/bosima/ylog…

工程实践中，我们往往还需要对日志进行采集，将日志归集到一起，然后用于各种处理分析，比如生产环境上的错误分析、异常告警等等。在日志消息系统领域，Kafka久负盛名，这篇文章就以将日志发送到Kafka来实现日志的采集；同时考虑到日志分析时对结构化数据的需求，这篇文章还会提供一种输出Json格式日志的方法。

这个升级版的日志库还要保持向前兼容，即还能够使用普通文本格式，以及写日志到磁盘文件，这两个特性和要新增的两个功能分别属于同类处理，因此我这里对它们进行抽象，形成两个接口：格式化接口、写日志接口。

所谓格式化，就是日志的格式处理。这个日志库目前要支持两种格式：普通文本和Json。

为了在不同格式之上提供一个统一的抽象，ylog中定义 logEntry 来代表一条日志：

type logEntry struct {
    Ts    time.Time `json:"ts"`
    File  string    `json:"file"`
    Line  int       `json:"line"`
    Level LogLevel  `json:"level"`
    Msg   string    `json:"msg"`
}

格式化接口的能力就是将日志从logEntry格式转化为其它某种数据格式。ylog中对它的定义是：

type LoggerFormatter interface {
    Format(*logEntry, *[]byte) error
}

第1个参数是一个logEntry实例，也就是要被格式化的日志，第2个参数是日志格式化之后要写入的容器。

普通文本格式化器

其实现是这样的：

type textFormatter struct {
}

func NewTextFormatter() *textFormatter {
    return &textFormatter{}
}

func (f *textFormatter) Format(entry *logEntry, buf *[]byte) error {
    formatTime(buf, entry.Ts)
    *buf = append(*buf, ' ')

    file := toShort(entry.File)
    *buf = append(*buf, file...)
    *buf = append(*buf, ':')
    itoa(buf, entry.Line, -1)
    *buf = append(*buf, ' ')

    *buf = append(*buf, levelNames[entry.Level]...)
    *buf = append(*buf, ' ')

    *buf = append(*buf, entry.Msg...)

    return nil
}

可以看到它的主要功能就是将logEntry中的各个字段按照某种顺序平铺开来，中间用空格分隔。

其中的很多数据处理方法参考了Golang标准日志库中的数据格式化处理代码，有兴趣的可以去Github中详细查看。

这里对日期时间格式化为字符串做了特别的优化，在标准日志库中为了将年、月、日、时、分、秒、毫秒、微秒等格式化指定长度的字符串，使用了一个函数：

func itoa(buf *[]byte, i int, wid int) {
    // Assemble decimal in reverse order.
    var b [20]byte
    bp := len(b) - 1
    for i >= 10 || wid > 1 {
        wid--
        q := i / 10
        b[bp] = byte('0' + i - q*10)
        bp--
        i = q
    }
    // i < 10
    b[bp] = byte('0' + i)
    *buf = append(*buf, b[bp:]...)
}

其逻辑大概就是将数字中的每一位转换为字符并存入byte中，注意这里初始化byte数组的时候是20位，这是int64最大的数字位数。

其实时间字符串中的每个部分位数都是固定的，比如年是4位、月日时分秒都是2位，根本不需要20位，所以这个空间可以节省；还有这里用了循环，这对于CPU的分支预测可能有那么点影响，所以我这里分别对不同位数写了专门的格式化方法，以2位数为例：

func itoa2(buf *[]byte, i int) {
    q := i / 10
    s := byte('0' + i - q*10)
    f := byte('0' + q)
    *buf = append(*buf, f, s)
}

Json文本格式化器

其实现是这样的：

type jsonFormatter struct {
}

func NewJsonFormatter() *jsonFormatter {
    return &jsonFormatter{}
}

func (f *jsonFormatter) Format(entry *logEntry, buf *[]byte) (err error) {
    entry.File = toShortFile(entry.File)
    jsonBuf, err := json.Marshal(entry)
    *buf = append(*buf, jsonBuf...)
    return
}

代码也很简单，使用标准库的json序列化方法将logEntry实例转化为Json格式的数据。

对于Json格式，后续考虑支持用户自定义Json字段，这里暂时先简单处理。

写日志就是将日志输出到别的目标，比如ylog要支持的输出到磁盘文件、输出到Kafka等。

前边格式化接口将格式化后的数据封装到了 []byte 中，写日志接口就是将格式化处理的输出 []byte 写到某种输出目标中。参考Golang中各种Writer的定义，ylog中对它的定义是：

type LoggerWriter interface {
    Ensure(*logEntry) error
    Write([]byte) error
    Sync() error
    Close() error
}

这里有4个方法：

• Ensure 确保输出目标已经准备好接收数据，比如打开要写入的文件、创建Kafka连接等等。
• Write 向输出目标写数据。
• Sync 要求输出目标将缓存持久化，比如写数据到磁盘时，操作系统会有缓存，通过这个方法要求缓存数据写入磁盘。
• Close 写日志结束，关闭输出目标。