如何确保链式日志记录语句是原子的？

Question

我有一个 operator<< 重载的日志记录类。所以我可以这样做：

oLogger << "Log this" << " and this" << " and " << 10 << endl;
oLogger`<< "Something else" << endl;

记录器执行此操作没有任何问题。但是，我希望在线程之间共享记录器对象。然后，我不希望它打印出这样的内容：

//LogFILE
Log this and this Something else
 and 10

所以，我需要锁定整个operator<<s 链。我猜这可以用 RAII 来完成，我还没有考虑太多。与此同时，是否有任何传统的方式来完成这项工作？ （除了用操纵器结束输入？）

Answer 1

Nim 的回答略有不同：

创建

class LockedLog {
    static MutEx mutex; // global mutex for logging
    ScopedLock lock; // some scoped locker to hold the mutex
    Logger &oLogger; // reference to the log writer itself
public:
    LockedLog(Logger &oLogger) : oLogger(oLogger), lock(mutex) {}
    template <typename T>
    LockedLog &operator<<(const T &value) { oLogger << value; return *this; }
};

要么这样做：

LockedLog(oLogger) << "Log this" << " and this " << " and " << 10 << endl;

或者把Logger::operator<<改成普通方法，在LockedLog::operator<<中调用这个方法，给Logger加上cast-operator：

operator LockedLog() { return LockedLog(*this); }

这应该为您当前的代码添加锁定。

更新：锁定所有对 operator<< 的调用，可能甚至锁定对其参数的评估（取决于编译器是先评估左参数还是右参数它可以选择）。为了减少这种情况，可以：

class LockedLog {
    static MutEx mutex; // global mutex for logging
    std::stringstream buffer; // temporary formatting buffer;
    Logger &oLogger; // reference to the log writer itself
public:
    LockedLog(Logger &oLogger) : oLogger(oLogger), lock(mutex) {}
    template <typename T> 
    LockedLog &operator<<(const T &value) { buffer << value; return *this; }
    ~LockedLog() { ScopedLock lock(mutex); oLogger << buffer.str() << std::flush; }
};

但是stringstream 增加了另一个开销。

Answer 2

一种方法是使用宏，即

#define LOG(x) \
{\
  <acquire scoped lock> \
  oLogger << x; \
}

然后

LOG("Log this" << " and this" << " and " << 10 << endl);

我也使用您上面提到的操纵器方法完成了它，但是问题是您需要为所有类型实现operator<<（即不能使用现有的标准运算符）

编辑：为了减少持有锁的时间，考虑这样的事情：

#define LOG(x) \
{\
  std::ostringstream str; \
  str << x; \       // the streaming happens in local scope, no need for lock
  oLogger.write(str.str()); \ // ensure the write method acquires a lock
}

Answer 3

我发现最好的解决办法是写一个类buffer这样

buffer(oLogger) << "Log this" << " and this" << " and " << 10 << endl;

创建一个临时缓冲区对象，捕获并格式化输出并将其写入析构函数中的oLogger。这可以通过包装stringstream 轻松完成。因为每个线程都有自己的缓冲区，所以格式化是独立的。

为了额外的花哨，buffer::~buffer 可以使用几种不同的机制来防止对oLogger 的线程不安全访问。您假设来自多个线程的operator<< 调用可能是交错的。事实上，情况更糟；它们可以是并发的。你可以得到“LSoogm ethhiinsg else”。确保一次只有一个 buffer 刷新到 oLogger 可以防止这种情况发生。

Answer 4

我可能会在这里使用表达式模板。

主要思想是在格式化阶段获取锁是非常愚蠢的，特别是因为在格式化期间可能会有函数调用。

您需要使用两个不同的阶段：

• 格式化日志
• 自动发布日志

这可以通过表达式模板来完成：

1. 第一次调用 Logger::operator<< 会生成一个 LoggerBuffer，其中嵌入了对 Logger 的引用。
2. 后续调用在处理所有格式混乱的LoggerBuffer 上执行
3. 在销毁LoggerBuffer（在语句末尾）时，它会锁定Logger，传递格式化的字符串，然后解锁（除非你有一个无锁队列或其他东西）

Answer 5

由于我必须国际化日志，我更喜欢这样的东西：

oLogger << myAutosprintf(_("My wonderful %s ! I have %d apples"), name, nbApple);

翻译更好:) 它会解决你的问题。 _() 是翻译的捷径。

您可以使用gnu::autosprintf、boost.format（感谢 Jan Huec），或者自己编写。

my2c

NB：在好评后编辑（太快了，感谢 cmets）。我删除了错误的“第一部分”声明