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比较日志性能：Glog、Spdlog 和 ofstream 在不同硬件上的表现（推荐Spdlog）

news 来源：原创 2024/9/28 6:37:58

文章目录

比较日志性能：Glog、Spdlog 和 ofstream 在不同硬件上的表现
- 1. 引言
- 2. 测试简介
- 3. 硬件配置
- - 桌面电脑（Ubuntu 18.04）
  - 树莓派 5（Ubuntu 24.04）
- 4. 测试结果
- - 桌面电脑（Ubuntu 18.04）
  - 树莓派 5（Ubuntu 24.04）
- 5. 详细分析
- 6. 实现代码
- 7. 其他
- - 7.1 Spdlog 的同步和异步支持
  - 7.2 Glog 的同步和异步
  - 7.3 Glog 的多线程和多进程写入顺序问题
- 8. 结论
- - 8.1 测试版本差异

比较日志性能：Glog、Spdlog 和 ofstream 在不同硬件上的表现

1. 引言

日志记录是嵌入式系统中关键的调试和监控手段。在选择合适的日志库时，性能往往是重要的考量因素。本文对比了 Spdlog 和 Glog 这两个流行的日志库，以及标准的 ofstream 流在嵌入式平台上的性能表现。测试包括同步和异步模式，以全面评估它们在高频日志记录场景下的性能表现。

2. 测试简介

为了比较 Spdlog 和 Glog 在嵌入式 ARM64 平台上的性能表现，设计了测试代码，分别测试了以下场景下的日志记录耗时：

ofstream 同步文件写
Spdlog 同步日志记录
Spdlog 异步日志记录
Glog 同步日志记录

测试使用 10 万条日志数据，每个日志记录 200 字节的消息。测试平台包括桌面电脑（Ubuntu 18.04）和树莓派 5（Ubuntu 24.04）。

3. 硬件配置

桌面电脑（Ubuntu 18.04）

CPU：AMD Ryzen 5 3500U with Radeon Vega Mobile Gfx
内存：4.8G
操作系统：Ubuntu 18.04.4 LTS
GCC 版本：7.5.0
G++ 版本：7.5.0

树莓派 5（Ubuntu 24.04）

CPU：Cortex-A76
内存：7.8Gi
操作系统：Ubuntu 24.04 LTS
GCC 版本：13.2.0
G++ 版本：13.2.0

4. 测试结果

桌面电脑（Ubuntu 18.04）

ofstream logging: 0.0719351 seconds
spdlog sync logging: 0.0720132 seconds
spdlog async logging: 0.160619 seconds
glog logging: 0.297419 seconds

树莓派 5（Ubuntu 24.04）

ofstream logging: 0.390023 seconds
spdlog sync logging: 0.0649371 seconds
spdlog async logging: 0.1108 seconds
glog logging: 0.953905 seconds

测试结果表明，在同步日志记录场景下，ofstream 方式的日志记录耗时最短，其次是 Spdlog 同步日志记录，Glog 同步日志记录耗时最长。Spdlog 异步日志记录耗时比 Spdlog 同步日志记录高出约 2 倍。

5. 详细分析

ofstream：作为标准的文件写操作，其性能表现优异，但在嵌入式系统中，频繁的文件读写操作可能会对系统整体性能造成一定影响。
spdlog：在同步场景下通过原子操作和锁机制保证线程安全，相比 Glog 的单线程模型，性能有所提升。Spdlog 的异步日志记录采用多线程和消息队列的方式，将日志记录操作与主线程分离，有效降低了对主线程的影响，但也带来了一定的性能开销。
glog：同步日志记录存在性能问题，可能与其单线程模型以及日志格式化等因素有关。Glog 的异步日志记录并未进行测试，因为标准 Glog 库不直接支持异步日志记录。

6. 实现代码

#include <glog/logging.h>
#include <spdlog/async.h>
#include <spdlog/sinks/basic_file_sink.h>
#include <spdlog/spdlog.h>#include <chrono>
#include <cstdio>  // for std::remove
#include <fstream>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>
#include <vector>const int LOG_COUNT = 100000;
const int MESSAGE_SIZE = 200;std::vector<std::string> generate_messages(int count, int size) {std::vector<std::string> messages(count);std::string sample_message(size, 'x');for (int i = 0; i < count; ++i) {messages[i] = "This is a test log message number " + std::to_string(i) + ": " + sample_message;}return messages;
}void initialize_logging() {FLAGS_log_dir = ".";FLAGS_logtostderr = false;FLAGS_alsologtostderr = false;google::InitGoogleLogging("glog_async_worker");spdlog::init_thread_pool(8192, 1);  // Assuming 1 background thread for the example
}void shutdown_logging() {google::ShutdownGoogleLogging();spdlog::shutdown();
}void prepare_log_files() {// Create or truncate the log filesstd::ofstream("ofstream_log.txt").close();std::ofstream("spdlog_sync.txt").close();std::ofstream("spdlog_async.txt").close();std::ofstream("glog_example.INFO").close();
}void test_logging(const std::string& test_name, std::function<void(const std::vector<std::string>&)> log_function,const std::vector<std::string>& messages) {auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();log_function(messages);auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();std::chrono::duration<double> elapsed = end - start;std::cout << test_name << ": " << elapsed.count() << " seconds" << std::endl;
}void test_ofstream(const std::vector<std::string>& messages) {std::ofstream log_file("ofstream_log.txt");for (const auto& message : messages) {log_file << message << "\n";}
}void test_spdlog_sync(const std::vector<std::string>& messages) {auto logger = spdlog::basic_logger_mt("spdlog_sync", "spdlog_sync.txt");for (const auto& message : messages) {logger->info(message);}
}void test_spdlog_async(const std::vector<std::string>& messages) {auto logger = spdlog::basic_logger_mt<spdlog::async_factory>("spdlog_async", "spdlog_async.txt");for (const auto& message : messages) {logger->info(message);}
}void test_glog(const std::vector<std::string>& messages) {for (const auto& message : messages) {LOG(INFO) << message;}
}int main() {initialize_logging();auto messages = generate_messages(LOG_COUNT, MESSAGE_SIZE);prepare_log_files();test_logging("ofstream logging", test_ofstream, messages);prepare_log_files();test_logging("spdlog sync logging", test_spdlog_sync, messages);prepare_log_files();test_logging("spdlog async logging", test_spdlog_async, messages);prepare_log_files();test_logging("glog logging", test_glog, messages);shutdown_logging();return 0;
}