日志库EasyLogging++学习系列（9）—— 性能跟踪功能

性能跟踪是 Easylogging++ 其中一个非常显著的功能，而且使用起来也十分简单。如果在Windows平台下使用性能跟踪的话，其原理是基于 Windows API函数 GetSystemTimeAsFileTime 实现的。关于API函数 GetSystemTimeAsFileTime 的精度讨论，网上众说纷纭，根据我自己的经验，个人认为在毫秒级的话，这个函数还是可以用的，其精准度和 Sleep 函数差不多。虽然在 Easylogging++ 的介绍中，该功能可以跟踪到微妙级别，不过我在实际使用中发现，微妙级别基本都不正确。所以，在Windows平台下使用性能跟踪的话，建议只在精度为毫秒级（请根据实际情况选择精度）的情况下使用。

如果你想在你的程序中使用性能跟踪功能，只需要在你想要开始跟踪的地方加上下面其中一个宏定义即可：

TIMED_FUNC(obj-name)，主要用来检测整个函数的性能，一般放在函数首行。
TIMED_SCOPE(obj-name, block-name)，主要用来检测一定范围内的代码性能。
TIMED_BLOCK(obj-name, block-name)，主要用来检测某一段代码块的性能。

其实上面三个宏定义是差不多的，都是使用了 el::base::PerformanceTracker 这个类，而日志的输出也都是在这个类的析构函数中控制的，使用时灵活运用就可以了。另外，如果把宏 TIMED_SCOPE(obj-name, block-name) 中的参数 block-name 用函数名称来赋值之后就变成了宏 TIMED_FUNC(obj-name) ，而宏 TIMED_BLOCK(obj-name, block-name) 的定义实际上就是在一个只有一次循环的 For 循环中使用了宏 TIMED_SCOPE(obj-name, block-name) 的定义。这里特别说一下 TIMED_BLOCK(obj-name, block-name) 这个宏定义，下面是其源码：

#define TIMED_BLOCK(obj, blockName) for (struct { int i; el::base::PerformanceTracker timer; } obj = { 0, \
    el::base::PerformanceTracker(blockName, ELPP_MIN_UNIT) }; obj.i < 1; ++obj.i)

这段代码中在 Visual Studio 的C++编译器里是编译不过的，如果直接就调用宏 TIMED_BLOCK(obj-name, block-name) ，编译器会提示“error C2332: “struct”: 缺少标记名”之类的错误，这种在循环里定义一个结构体变量的用法在 Visual Studio 里需要用C语言编译器才能编译通过。所以，为了能在C++代码里面能够直接就调用宏 TIMED_BLOCK(obj-name, block-name) ，需要对这段代码做一个小改动，就是把结构体的定义放在循环外面即可：

typedef struct st_PerformanceTracker{
	int i; 
	el::base::PerformanceTracker timer;
} TIME_BLOCK_PERFORMANCE_TRACKER;
#define TIMED_BLOCK(obj, blockName) for (TIME_BLOCK_PERFORMANCE_TRACKER obj = { 0, \
    el::base::PerformanceTracker(blockName, ELPP_MIN_UNIT) }; obj.i < 1; ++obj.i)

下面的代码演示了上述三个实现性能跟踪的宏定义最简单的一个用法：

#include "easylogging++.h"

INITIALIZE_EASYLOGGINGPP

void PerformanceTest() 
{
	/// TIMED_FUNC会统计其后续所有代码的执行时间
	TIMED_FUNC(timerFunObj);
	Sleep(100);

	/// TIMED_SCOPE会统计其后续所有代码的执行时间
	TIMED_SCOPE(timerScopeObj, "TIMED_SCOPE_Test");
	Sleep(100);

	/// TIMED_BLOCK只会统计花括号{}里所有代码的执行时间
	TIMED_BLOCK(timerBlockObj, "TIMED_BLOCK_Test")
	{
		Sleep(100);
	}

	Sleep(100);
}

int main(int argc, char** argv)
{
	PerformanceTest();

	system("pause");
	return 0;
}

从演示代码中可以看到，三个宏定义中的参数是可以随便命名的，其中的参数 block-name 会在日志中输出，可以标识某个宏定义的输出；而参数 obj-name 并不会在日志中输出，它主要是用在下面两个宏定义中：

PERFORMANCE_CHECKPOINT(timed-block-obj-name)
PERFORMANCE_CHECKPOINT_WITH_ID(timed-block-obj-name, id)

这两个宏定义的用法和功能是一样的，只是后者多了一个标识。下面的代码演示了这两个宏定义的用法：

#include "easylogging++.h"

INITIALIZE_EASYLOGGINGPP

int main(int argc, char** argv)
{
	/// 用花括号是为了使宏TIMED_SCOPE能够输出日志，不然类el::base::PerformanceTracker无法进行析构
	{
		/// TIMED_SCOPE会统计其后续所有代码的执行时间
		TIMED_SCOPE(timerScopeObj, "TIMED_SCOPE_Test");
		Sleep(100);

		/// PERFORMANCE_CHECKPOINT会统计和TIMED_SCOPE之间所有代码的执行时间
		PERFORMANCE_CHECKPOINT(timerScopeObj);
		Sleep(100);

		/// PERFORMANCE_CHECKPOINT_WITH_ID会统计和TIMED_SCOPE之间所有代码的执行时间
		/// 参数"mychkpnt"可以标识该宏定义的输出
		/// 另外计算出和前面最近一次使用PERFORMANCE_CHECKPOINT之间所有代码的执行时间
		PERFORMANCE_CHECKPOINT_WITH_ID(timerScopeObj, "mychkpnt");
		Sleep(100);
	}

	system("pause");
	return 0;
}

最后，我们还可以利用回调函数对性能跟踪的数据进行更有效的处理，下面的例子将会演示如何注册和注销回调函数：

#include "easylogging++.h"

INITIALIZE_EASYLOGGINGPP

class MyPerformanceTrackingOutput : public el::PerformanceTrackingCallback 
{
public:
	MyPerformanceTrackingOutput() 
	{
		/// 禁用默认的性能日志输出格式
		el::PerformanceTrackingCallback* defaultCallback =
			el::Helpers::performanceTrackingCallback<el::base::DefaultPerformanceTrackingCallback>("DefaultPerformanceTrackingCallback");
		defaultCallback->setEnabled(false);
	}
	virtual ~MyPerformanceTrackingOutput() 
	{
		/// 恢复默认的性能日志输出格式
		el::PerformanceTrackingCallback* defaultCallback =
			el::Helpers::performanceTrackingCallback<el::base::DefaultPerformanceTrackingCallback>("DefaultPerformanceTrackingCallback");
		defaultCallback->setEnabled(true);
	}

protected:

	/// 自定义性能日志输出格式
	void handle(const el::PerformanceTrackingData* data) 
	{
		if (data->firstCheckpoint())
		{ 
			return;		/// 跳过第一次PERFORMANCE_CHECKPOINT
		} 

		el::base::type::stringstream_t ss;
		ss << data->blockName()->c_str() << " took " << *data->formattedTimeTaken() << " to run";

		if (data->dataType() == el::PerformanceTrackingData::DataType::Checkpoint) 
		{
			ss << " [CHECKPOINT ONLY] ";
		}
		CLOG(INFO, data->loggerId().c_str()) << ss.str();
	}
};

int main(int argc, char** argv) 
{
	{
		TIMED_SCOPE(mainBlock, "main");		/// 使用默认的性能日志格式输出日志
		Sleep(100);

		el::Helpers::installPerformanceTrackingCallback<MyPerformanceTrackingOutput>("MyPerformanceTrackingOutput");

		TIMED_SCOPE(timer, "myblock");		/// 使用自定义的性能日志格式输出日志
		Sleep(100);

		PERFORMANCE_CHECKPOINT(timer);		/// 第一次使用PERFORMANCE_CHECKPOINT，会被忽略
		Sleep(100);

		PERFORMANCE_CHECKPOINT(timer);		/// 使用自定义的性能日志格式输出日志
		Sleep(100);
	
		el::Helpers::uninstallPerformanceTrackingCallback<MyPerformanceTrackingOutput>("MyPerformanceTrackingOutput");
	}
	
	system("pause");
	return 0;
}

在使用回调函数时，可以使用正常的日志记录，但是千万不要再使用性能跟踪功能，否则将会陷于无限循环之中！

日志库EasyLogging++学习系列（9）—— 性能跟踪功能

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