python项目的日志体系构建实现

作为一个算法工程师(咳咳),还是需要了解基本的python日志,来为自己的项目构建日志系统的。日志的功能主要是可以方便统计访问信息;方便排查错误,当错误发生的时候,可以在不中断服务器的情况下,直接查看抛出异常的追踪信息,不会影响其他征程的访问;在平时的代码开发过程中,日志实现dubug以及追踪的基本环境,告诉我们现在执行到哪一步了,每一步的结果是什么。

Python的logging模块提供了通用的日志系统,可以方便第三方模块或者是应用使用。

我按照自己学习的习惯,首先介绍简单的背景,然后是整个日志调用代码生成的逻辑,接着是需要记住(记不是可能记住,毕竟一个项目也就写一遍日志系统,方便自己查阅)的常用函数和常用接口,最后添加了几个实际案例。

logging模块提供logger,handler,filter,formatter四个构建:(下面这段分类来自[# python接口自动化(三十九)- logger 日志 - 上)

  1. logger提供日志接口,供应用代码使用。
    logger最长用的操作有两类:配置和发送日志消息。可以通过logging.getLogger(name)获取logger对象,如果不指定name则返回root对象,多次使用相同的name调用getLogger方法返回同一个logger对象。
  2. handler
    将日志记录(log record)发送到合适的目的地(destination),比如文件,socket等。一个logger对象可以通过addHandler方法添加0到多个handler,每个handler又可以定义不同日志级别,以实现日志分级过滤显示。
  3. filter
    提供一种优雅的方式决定一个日志记录是否发送到handler。
  4. formatter
    指定日志记录输出的具体格式。formatter的构造方法需要两个参数:消息的格式字符串和日期字符串,这两个参数都是可选的。

总的一个逻辑是这样的,我们需要创建一个logger,这样在代码执行中,可以使用logger.debug/info/warning/error等方法,将日志输出到指定的位置(可以是控制台、文件,可多选);创建logger之后,需要给logger添加处理句柄handler,每个句柄就对应一种输出,比如StreamHandler表示输出到控制台(当然我这里简单化了),FileHandler输出到指定文件。然后给句柄设置格式Format,这就是你想要看见的格式,比如%(asctime)s %(threadName)s @%(filename)s:%(lineno)d%(message)s表示首先是日期,然后是对应线程名称,日志来自的文件名称,来自哪一行,最后是需要输出的日志信息。
上面这种形式的输出为

11-19 14:28:00 Thread-2 @image_alignment.py:233  run success
调用简图

logging中可以选择很多消息级别,如debug、info、warning、error以及critical。通过赋予logger或者handler不同的级别,开发者就可以只输出错误信息到特定的记录文件,或者在调试时只记录调试信息。
在设置logger的时候,不同的logger级别决定了输出的信息,如果定义level=info,则不会输出debug信息。

接口的具体使用

1. logger的定义

Logging.Logger:Logger是Logging模块的主体,进行以下三项工作:

  1. 为程序提供记录日志的接口
  2. 判断日志所处级别,并判断是否要过滤
  3. 根据其日志级别将该条日志分发给不同handler
    常用函数有:
    Logger.setLevel()设置日志级别
    Logger.addHandler()Logger.removeHandler()添加和删除一个Handler
    Logger.addFilter()添加一个Filter,过滤作用

2. handler的使用

所有的handler汇总,按需自取

StreamHandler:logging.StreamHandler;日志输出到流,可以是sys.stderr,sys.stdout或者文件
FileHandler:logging.FileHandler;日志输出到文件
BaseRotatingHandler:logging.handlers.BaseRotatingHandler;基本的日志回滚方式
RotatingHandler:logging.handlers.RotatingHandler;日志回滚方式,支持日志文件最大数量和日志文件回滚
TimeRotatingHandler:logging.handlers.TimeRotatingHandler;日志回滚方式,在一定时间区域内回滚日志文件
SocketHandler:logging.handlers.SocketHandler;远程输出日志到TCP/IP sockets
DatagramHandler:logging.handlers.DatagramHandler;远程输出日志到UDP sockets
SMTPHandler:logging.handlers.SMTPHandler;远程输出日志到邮件地址
SysLogHandler:logging.handlers.SysLogHandler;日志输出到syslog
NTEventLogHandler:logging.handlers.NTEventLogHandler;远程输出日志到Windows NT/2000/XP的事件日志
MemoryHandler:logging.handlers.MemoryHandler;日志输出到内存中的指定buffer
HTTPHandler:logging.handlers.HTTPHandler;通过"GET"或者"POST"远程输出到HTTP服务器

经常使用的有
StreamHandler用于输出到控制台等标准输出
stream:指定将日志的输出流,可以指定输出到sys.stderr,sys.stdout或者文件,默认输出到sys.stderr,当stream和filename同时指定时,stream被忽略;

RotatingHandler日志回滚
举个例子:
rHandler = RoratingHandler("log.txt",maxBytes=1*1024,backupCount=3)#备份为3,每个日志文件大小为1K。
其实意思就是log会写在一个文件,这个文件定义成1K大小,日志太多写不下的话,它会自动备份成log.txt.1,log.txt.2 ......,然后再创建一个log.txt开始写log。

TimedRotatingFileHandler 时间日志回滚
举个例子:
log_file_handler = TimedRotatingFileHandler(filename="ds_update", when="M", interval=2, backupCount=2)
filename:日志文件名的prefix;when:是一个字符串,用于描述滚动周期的基本单位,字符串的值及意义如下: “S”: Seconds “M”: Minutes “H”: Hours “D”: Days “W”: Week day (0=Monday) “midnight”: Roll over at midnight
interval: 滚动周期,单位有when指定,比如:when=’D’,interval=1,表示每天产生一个日志文件
backupCount: 表示日志文件的保留个数

FileHandler:文件日志
有两个参数filename:指定日志文件名;
filemode:和file函数意义相同,指定日志文件的打开模式,'w'或者'a';

3. Formater的使用

format:指定输出的格式和内容,format可以输出很多有用的信息

参数:作用
%(levelno)s:打印日志级别的数值
%(levelname)s:打印日志级别的名称
%(pathname)s:打印当前执行程序的路径,其实就是sys.argv[0]
%(filename)s:打印当前执行程序名
%(funcName)s:打印日志的当前函数
%(lineno)d:打印日志的当前行号
%(asctime)s:打印日志的时间
%(thread)d:打印线程ID
%(threadName)s:打印线程名称
%(process)d:打印进程ID
%(message)s:打印日志信息

举个例子

console_fmt = '%(asctime)-15s [%(TASK)s] %(message)s'
    console_formatter = logging.Formatter(console_fmt)

除了简单的设置,还可以设置更加复杂的格式,比如在控制台上设置不同级别的日志信息使用不同的颜色,那么可以定义个formmter类,然后在setFormatter()函数中添加这个类的实例。

import logging
class _Formatter(logging.Formatter):
    def format(self, record):
        msg = '%(message)s'
        if record.levelno == logging.WARNING:
            date = colored(
                '[%(asctime)s %(threadName)s @%(filename)s:%(lineno)d]',
                'yellow')
            fmt = date + ' ' + colored(
                'WRN', 'yellow', attrs=['blink']) + ' ' + msg
        elif record.levelno == logging.ERROR or record.levelno == logging.CRITICAL:
            date = colored(
                '[%(asctime)s %(threadName)s @%(filename)s:%(lineno)d]', 'red')
            fmt = date + ' ' + colored(
                'WRN', 'yellow', attrs=['blink']) + ' ' + msg
            fmt = date + ' ' + colored(
                'ERR', 'red', attrs=['blink', 'underline']) + ' ' + msg
        elif record.levelno == logging.DEBUG:
            date = colored(
                '[%(asctime)s %(threadName)s @%(filename)s:%(lineno)d]',
                'blue')
            fmt = date + ' ' + colored(
                'DEBUG', 'blue', attrs=['blink']) + ' ' + msg
        else:
            date = colored(
                '[%(asctime)s %(threadName)s @%(filename)s:%(lineno)d]',
                'green')
            fmt = date + ' ' + msg
        if hasattr(self, '_style'):
            # Python3 compatibility
            self._style._fmt = fmt
        self._fmt = fmt
        return super(_Formatter, self).format(record)
        
general_logger = logging.getLogger('general')
general_logger.setLevel(logging.DEBUG)
# 标准输出的handler
std_handler = logging.StreamHandler(sys.stdout)
std_handler.setLevel(std_log_level)
std_handler.setFormatter(_Formatter(datefmt='%m-%d %H:%M:%S'))

4. Level级别

level:设置日志级别,默认为logging.WARNNING;
可以给logger和handler设置不同的级别,比如logger设置为debug,然后handler1设置为error,这样这个输出只会记录error以上的日志级别信息,另一个handler2设置为info,记录info级别以上的信息。有下面这几种可以设置

日志等级:使用范围

FATAL:致命错误
CRITICAL:特别糟糕的事情,如内存耗尽、磁盘空间为空,一般很少使用
ERROR:发生错误时,如IO操作失败或者连接问题
WARNING:发生很重要的事件,但是并不是错误时,如用户登录密码错误
INFO:处理请求或者状态变化等日常事务
DEBUG:调试过程中使用DEBUG等级,如算法中每个循环的中间状态
NOTSET:如果设置了日志级别为NOTSET,那么这里可以采取debug、info的级别的内容也可以显示在控制台上了

5. 日志的使用

一个项目不会只有一个文件的代码,一般都会把logger的设置单独保存为一个py文件,在执行主入口的时候,执行其中的logger生成函数,然后这个logger就会记录在内存中,在其他的代码中,只要在前面添加

import loggging
logger  = logging.getLogger("my_log")

就可以轻松的使用了。
常见的记录有

logger.debug/info/warning/error/critical/fatal(msg)# 分别记录不同的日志级别信息

当需要输出追踪异常返回信息的traceback时,可以这样设置
logger.error("文字简单描述“,exc_info=True)或者是logger.exception("Failed to open sklearn.txt from logger.exception")

实际使用案例

案例一:log的定义和使用在一个文件中使用

import logging  # 引入logging模块
import os.path
import time
# 第一步,创建一个logger,如果不命名,则默认命名
# 这里的定义和以后在别的文件中使用logger的获取方式是一致的,都是下面这个语句

logger = logging.getLogger('general')
logger.setLevel(logging.INFO)  # Log等级总开关
# 第二步,创建一个handler,用于写入日志文件
rq = time.strftime('%Y%m%d%H%M', time.localtime(time.time()))
log_path = os.path.dirname(os.getcwd()) + '/Logs/'
log_name = log_path + rq + '.log'
logfile = log_name
fh = logging.FileHandler(logfile, mode='w')
fh.setLevel(logging.DEBUG)  # 输出到file的log等级的开关
# 第三步,定义handler的输出格式
formatter = logging.Formatter("%(asctime)s - %(filename)s[line:%(lineno)d] - %(levelname)s: %(message)s")
fh.setFormatter(formatter)
# 第四步,将logger添加到handler里面
logger.addHandler(fh)
# 日志
logger.debug('this is a logger debug message')
logger.info('this is a logger info message')
logger.warning('this is a logger warning message')
logger.error('this is a logger error message')
logger.critical('this is a logger critical message')

案例二: 一个logger,多个handler

import errno
import logging
import os
import os.path
import sys
from termcolor import colored
from logging.handlers import TimedRotatingFileHandler

std_log_level = logging.INFO
path = "./log/"
def create_log():
    path = LOG_PATH
    general_logger = logging.getLogger('general')
    general_logger.setLevel(logging.DEBUG)
    # 标准输出的handler
    std_handler = logging.StreamHandler(sys.stdout)
    std_handler.setLevel(
def create_log():
    path = LOG_PATH
    general_logger = logging.getLogger('general')
    general_logger.setLevel(logging.DEBUG)
    # 标准输出的handler
    std_handler = logging.StreamHandler(sys.stdout)
    std_handler.setLevel(std_log_level)
    std_handler.setFormatter(_Formatter(datefmt='%m-%d %H:%M:%S'))
    general_logger.addHandler(std_handler)

    # 全部日志输出general_handler
    general_path = os.path.join(path, "general.log")
    general_handler = TimedRotatingFileHandler(general_path,when='D',interval=1,backupCount=100)
    general_handler.setLevel(logging.DEBUG)
    general_handler.setFormatter(_Formatter_text(datefmt='%m-%d %H:%M:%S'))
    general_logger.addHandler(general_handler)

    # 错误日志输出error_handler
    error_path = os.path.join(path,"error.log")
    error_handler = TimedRotatingFileHandler(error_path,when='D',interval=1,backupCount=100)
    error_handler.setLevel(logging.ERROR)
    error_handler.setFormatter(_Formatter_text(datefmt='%m-%d %H:%M:%S'))
    general_logger.addHandler(error_handler)

create_log()
    std_handler.setFormatter(_Formatter(datefmt='%m-%d %H:%M:%S'))
    general_logger.addHandler(std_handler)

    # 全部日志输出general_handler
    general_path = os.path.join(path, "general.log")
    general_handler = TimedRotatingFileHandler(general_path,when='D',interval=1,backupCount=100)
    general_handler.setLevel(logging.DEBUG)
    general_handler.setFormatter(_Formatter_text(datefmt='%m-%d %H:%M:%S'))
    general_logger.addHandler(general_handler)

    # 错误日志输出error_handler
    error_path = os.path.join(path,"error.log")
    error_handler = TimedRotatingFileHandler(error_path,when='D',interval=1,backupCount=100)
    error_handler.setLevel(logging.ERROR)
    error_handler.setFormatter(_Formatter_text(datefmt='%m-%d %H:%M:%S'))
    general_logger.addHandler(error_handler)

create_log() # 注意一定要有这一句,否则不会执行logger的生成。不可以

案例三: 接着上面的案例,在不同的代码文件中调用这个logger

  1. 首先在最先执行的代码中,加载上面的这个ms_logger.py代码
import ms_logger.py # 这一步之后,该logger就会保存在内存中
  1. 在其他的代码中添加
import logging
logger = logging.getLogger("general")

...

logger.info(”执行代码成功”)
...

非常的简单方便

参考资料

python接口自动化(三十九)- logger 日志 - 上
python接口自动化(四十)- logger 日志 - 下
python中logging日志模块详解
【python logging】自定义日志过滤器,通过参数控制日志记录

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