Quill日志库中可平凡复制结构体的多格式输出支持

背景介绍

Quill是一个高性能的C++日志库，它支持对平凡复制(trivially copyable)结构体进行日志记录。在之前的版本中，虽然Quill已经支持这类结构体的日志输出，但每个结构体只能使用一种固定的格式化方式，这在某些需要灵活展示数据的场景下显得不够用。

技术实现原理

Quill底层使用libfmt库进行格式化处理，而libfmt本身就支持通过格式说明符来控制同一个类型的不同输出格式。通过为特定类型定制fmtquill::formatter模板特化，可以实现多种输出格式的选择。

具体实现方法

以下是一个完整的实现示例，展示了如何为Point结构体定义多种输出格式：

struct Point {
  int x, y;
};

template <>
struct fmtquill::formatter<Point> {
  char presentation = 'p';  // 默认格式标识符

  // 解析格式说明符
  constexpr auto parse(format_parse_context& ctx) -> decltype(ctx.begin()) {
    auto it = ctx.begin(), end = ctx.end();
    if (it != end && (*it == 'p' || *it == 'c')) {
      presentation = *it++;
    }
    if (it != end && *it != '}') {
      throw format_error("invalid format");
    }
    return it;
  }

  // 根据格式说明符进行不同格式化
  template <typename FormatContext>
  auto format(const Point& p, FormatContext& ctx) const -> decltype(ctx.out()) {
    switch (presentation) {
    case 'p':  // 括号格式
      return fmtquill::format_to(ctx.out(), "({}, {})", p.x, p.y);
    case 'c':  // 坐标格式
      return fmtquill::format_to(ctx.out(), "x: {}, y: {}", p.x, p.y);
    default:
      throw format_error("invalid format");
    }
  }
};

// 注册Point为平凡复制类型
template <>
struct quill::Codec<Point> : quill::TriviallyCopyableTypeCodec<Point>
{
};

使用示例

定义了上述格式化器后，可以在日志输出时灵活选择不同的格式：

Point p{10, 20};
LOG_INFO(logger, "默认格式: {}", p);          // 使用默认格式
LOG_INFO(logger, "括号格式: {:p}", p);       // 使用括号格式
LOG_INFO(logger, "坐标格式: {:c}", p);       // 使用坐标格式

性能考虑

这种实现方式完全利用了Quill现有的架构，不会影响日志记录的热路径性能。格式化操作仍然是在后台线程中进行的，不会阻塞主线程。

最佳实践

1. 为常用的结构体定义有意义的格式说明符
2. 保持格式说明符简洁明了
3. 为每种格式提供清晰的文档说明
4. 考虑为默认格式提供最有用的信息展示

总结

通过利用libfmt的格式说明符功能，Quill可以轻松实现对平凡复制结构体的多种格式化输出。这种方式既保持了高性能特性，又提供了足够的灵活性，是日志记录中处理结构化数据的优雅解决方案。