高性能日志框架 Log4a 原理分析

Log4a 是一个基于 mmap, 高性能、高可用的 Android 日志收集框架

WHY Log4a:

如果觉得还不错，欢迎 start，fork。

Log4a 使用 mmap 文件映射内存作为缓存，可以在不牺牲性能的前提下最大化的保证日志的完整性。日志首先会写入到 mmap 文件映射内存中，基于 mmap 的特性，即使用户强杀了进程，日志文件也不会丢失，并且会在下次初始化 Log4a 的时候回写到日志文件中。

对于移动开发者来说，针对一些用户反馈难以复现的线上问题，分析日志有时候是解决问题的必要手段。但是日志的收集一直有个痛点，就是性能与日志完整性无法兼得。要实现高性能的日志收集，势必要使用大量内存，先将日志写入内存中，然后在合适的时机将内存里的日志写入到文件系统中（flush），如果在 flush 之前用户强杀了进程，那么内存里的内容会因此而丢失。日志实时写入文件可以保证日志的完整性，但是写文件是 IO 操作，涉及到用户态与内核态的切换，相比较直接写内存会更耗时，UI 线程中频繁的写文件会造成卡顿，影响用户体验。

HOW:

使用方法与 android.util.Log 一致，不同的是你需要进行简单的配置，当然也预留了丰富的接口供拓展使用，更高级的配置可以查看Sample;

在 build.gradle 文件中添加依赖：

allprojects {repositories {maven { url 'https://jitpack.io' }}
}dependencies {compile 'com.github.pqpo:Log4a:v1.0.0'
}

设置并初始化Log4a:

AndroidAppender.Builder androidBuild = new AndroidAppender.Builder();File log = FileUtils.getLogDir(context);
String log_path = log.getAbsolutePath() + File.separator + "log.txt";
FileAppender.Builder fileBuild = new FileAppender.Builder(context).setLogFilePath(log_path);Logger logger = new Logger.Builder().enableAndroidAppender(androidBuild).enableFileAppender(fileBuild).create();Log4a.setLogger(logger);

使用方式与 android.util.Log 完全一致：

Log4a.i(TAG, "Hello，Log4a!");

选择在合适的时候刷新缓存或者释放内存

//在应用退出的时候刷新缓存
Log4a.flush();
//如果想要释放内存可以调用下面的方法，内部会调用刷新，下次使用需要重新初始化
Log4a.release();

性能测试

性能测试的代码位于 Sample 中，分别测试了 Log4a, android.util.Log, 直接写内存（将日志内容保存到 ArrayList 中）, 实时写文件, 使用 Buffer 写文件当然也可以自行下载 Sample APK，在你的设备上进行测试。

下面分别是在 Google Pixel 和 Moto X 中写1w条日志的测试情况：

Google Pixel	Moto X

上图中 google pixel 的测试数据表格如下（按消耗时间排序）：

设备	测试类型	消耗时间	日志是否完整	是否持久化	断电后能否保证日志完整
Google Pixel	Mem	13ms	Y	N	N
Google Pixel	Log4a	50ms	Y	Y	Y
Google Pixel	File with Buffer	61ms	Y	Y	N
Google Pixel	Android Log	184ms	N	N	N
Google Pixel	File no Buffer	272ms	Y	Y	Y

可以看出 Log4a 的写日志性能仅次于直接写内存，与使用 BufferOutputStream 写文件基本保持一致，事实上为了保证多线程安全性， Log4a 在写 mmap 内存的时候都是加锁的，在没锁的情况下可以更靠近直接写内存的速度（有兴趣的可以自行测试）。
BufferOutputStream 是将先数据缓存在内存中，之后再刷新进文件的，如果在刷新之前断电了或者强杀了进程，那么内存中的数据就会丢失无法恢复。Log4a 会在下次启动的时候恢复日志文件保证日志的完整性。

感谢

Tencent/mars
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