那些年我们用过的组件-结构化日志组件 Serilog

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所属分类:.NET技术
摘要

我们记录日志惯常使用 log4j2、NLog 等日志组件,这些组件提供了输出到多种终端的能力,但是大部分时候我们选择将日志输出到操作系统的文件系统中,为什么呢?至少有一部分原因是记录的每条日志为字符串格式,且按时间由远往进顺序记录,打开文件可以直接人肉检索;如果这些日志记录到其它终端比如数据库中,由于是字符串格式,无法依靠数据库的机制提高检索效率,反而日志的频繁写入和数据量的持续增大,对数据库造成很大压力,还需要花时间调优数据库结构。


什么是结构化日志

我们记录日志惯常使用 log4j2NLog 等日志组件,这些组件提供了输出到多种终端的能力,但是大部分时候我们选择将日志输出到操作系统的文件系统中,为什么呢?至少有一部分原因是记录的每条日志为字符串格式,且按时间由远往进顺序记录,打开文件可以直接人肉检索;如果这些日志记录到其它终端比如数据库中,由于是字符串格式,无法依靠数据库的机制提高检索效率,反而日志的频繁写入和数据量的持续增大,对数据库造成很大压力,还需要花时间调优数据库结构。

但 22 世纪都快到了,还在用古老的人肉检索实在说不过去,于是出现了流行一时的 EFKELK框架,它们是几个组件的集合。大致流程如下:

  1. 首先是日志采集组件比如 filebeats,定时从配置好的路径中采集增量日志;
  2. 上传到消息队列比如 kafka,缓解日志过多时的传输压力;
  3. 然后送达日志处理组件比如 logstash, logstash 使用 filter 对日志进行拆分、映射、过滤等,抽取关键内容并形成符合目标数据库特性的格式。注意此处出来的就是结构化日志;
  4. 将结构化日志存储到特定的数据库比如 elasticsearch 中;
  5. 通过用户界面如 Kibana 进行日志检索。

上述流程在不同场景下有一些变种,不再赘述。 它们的主要目的就是使得传统的文件日志可以被计算机高效检索。

那么有没有一种可能,跳过文件存储,直接将日志按特定格式写入到目标存储容器,可能是 elasticsearch,也可能是 mysql,甚至是文件系统。同样代码,输出不同的格式到不同的终端,同时满足 human-friendly and machine-readable

在 .NET 世界中, 本文的主角 Serilog 就可以帮我们省去那些弯弯绕绕,依靠它,记录与查询日志显得简单而纯粹。

Serilog

以官方例子说明:

var position = new { Latitude = 25, Longitude = 134 }; var elapsedMs = 34;  log.Information("Processed {@Position} in {Elapsed} ms", position, elapsedMs); 

按字面意思,最终会输出:

09:14:22 [INF] Processed {"Latitude": 25, "Longitude": 134} in 34 ms. 

当 Serilog 将日志直接输出到文件系统或命令行时,结果是这样没错,其它日志组件也能做到(废话)。

当输出到 MongoDB 时,结果就不一样了:

{ "Position": { "Latitude": 25, "Longitude": 134 }, "Elapsed": 34 } 

Sink

Serilog 将输出目标称之为 sink,不同的 sink 可以有各自的格式要求。其实原理很简单,输出到特定 sink 时,日志对象会先格式化处理(注意不是先生成字符串再格式化)。Serilog.Formatting.Compact 就是格式化为 json 的类库,输出到 elasticsearch 还需要 Serilog.Formatting.Elasticsearch。不过除非自定义 sink,这些我们都不用关心,使用时只要引入需要的 sink 类库即可。

使用

下面介绍在 .NET6 中使用 Serilog。

先引入 Serilog 类库和需要的 Sink 库比如这里的 Serilog.Sinks.File

<PackageReference Include="Serilog" Version="2.12.0" /> <PackageReference Include="Serilog.Sinks.File" Version="5.0.0" /> 

以通用宿主程序为例:

IHost host = Host.CreateDefaultBuilder(args).Build();  // 配置并创建 logger 实例 var log = new LoggerConfiguration()     .MinimumLevel.Warning()     .WriteTo.File("log.txt", rollingInterval: RollingInterval.Day, fileSizeLimitBytes: 10485760, rollOnFileSizeLimit: true, retainedFileCountLimit: 100, buffered: true)     .CreateLogger();  log.Information("Hello, Serilog!"); // 直接使用(可以创建多个实例使用)  Log.Logger = log;   // Serilog 并没有实例状态需要线程间维护,所以为了方便我们可以使用单例模式,将实例赋给全局静态属性 Log.Information("The global logger has been configured");   // 项目内任意其它地方均可使用  await host.RunAsync().ContinueWith(_=> Log.CloseAndFlush());    // app 退出时释放 logger 占用资源 

如果想以 .NET 内置的方式调用 Serilog,对于通用宿主程序,须引入 Serilog.Extensions.Hosting,其扮演适配器的角色,将 Serilog 自己的接口 Serilog.ILogger 转换为 Microsoft.Extensions.Logging.ILogger 使用。如果是 web 项目的话,引入的是 Serilog.AspNetCore.NET Core 1.0, 1.1 等版本需要引入的是 Serilog.Extensions.Logging

更改后的版本如下:

IHost host = Host     .CreateDefaultBuilder(args)     .UseSerilog()   // 新增该行     .Build();  // ... 其余代码同上 

另外,上述代码是直接硬编码配置 logger,更好的方式是通过 appsettings.json 配置 logger。首先引入 Serilog.Settings.Configuration,然后在 appsettings.json 中移除默认的 Logging 配置节,替换为 Serilog 配置节如下:

{   "Serilog": {     "Using": [ "Serilog.Sinks.File" ],     "MinimumLevel": "Warning",     "WriteTo": [       {         "Name": "File",         "Args": {           "path": "Logs/log.txt",           "rollingInterval": "Day",           "fileSizeLimitBytes": 10485760,           "rollOnFileSizeLimit": true,           "retainedFileCountLimit": 100,           "buffered": true         }       }     ]   } } 

代码更改如下:

IHost host = Host     .CreateDefaultBuilder(args)     .UseSerilog((ctx, config) => config         .ReadFrom.Configuration(ctx.Configuration))     .Build();  //以下注释 //var log = new LoggerConfiguration() //    .MinimumLevel.Warning() //    .WriteTo.File("log.txt", rollingInterval: RollingInterval.Day, fileSizeLimitBytes: 10485760, rollOnFileSizeLimit: true, retainedFileCountLimit: 100, shared: true, buffered: true) //    .CreateLogger(); //Log.Logger = log;  await host.RunAsync(); //注释.ContinueWith(_ => Log.CloseAndFlush()); 

采用这种方式,Log.Logger 会隐式赋值,并在系统退出时自动释放资源。

参考资料

Docker+EFK 快速搭建日志收集系统
Message Templates
.NET Worker Service 添加 Serilog 日志记录