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前端日志管理模块的设计与实现

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小东同学
发布2022-07-29 12:44:37
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发布2022-07-29 12:44:37
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文章被收录于专栏:前端进阶实战

给团队封装一个简单统一的日志管理工具/模块,来替换掉项目中野蛮生长的 console.log()吧!

一、问题背景 ⛰️

在项目中,我们会频繁用到 console.log() 来输出一些关键信息到控制台中,有助于开发调试,以及问题的排查,待项目上线后,这些调试日志又得及时清除。

同时在前端质量要求下,我们会做“前端埋点”,用于远程上报一些关键行为信息,用于在出问题时还原用户的操作路径,复现 BUG,从而解决问题,而各种各样的上报若是能在业务开发中抹平差异,也有助于研发提效。

因此,有必要在团队中封装日志工具(Logger),用于统一管理日志输出和格式化上报,降低开发者对多平台上报差异的心智负担。

二、需求概述 🧾

预期日志管理工具(Logger)需要有如下能力:

  1. 支持区分 infowarnerror 三种本地调试类型日志
  2. 支持远程上报自定义日志 report()
  3. 支持设置 namespace,用于区分代码执行的 scope
  4. 支持链式操作
  5. 区分生产环境和开发环境,生产环境禁止输出日志到控制台
  6. 支持功能可扩展

三、方案设计 🖌️

在阅读完 Axios 的源码后,个人认为 Axios 里对于设计模式的应用是非常灵活,同理,一个好的日志工具也应当遵守着一定的软件设计模式原则。

作为项目中用到的日志工具,单例模式应当是更适合的选择!

Logger 的打印输出能力,本质上还是借助了 window.console 对象中的方法:

Console 对象

在面向对象编程中,我们可以认为 console 是一个已经初始化的实例,同时也是一个单例,因为它是全局唯一。

而单例模式的最大好处就是全局唯一,对于做日志统一管理有着天然的友好支持基础。

四、实现细节 🔍

接下来通过具体的代码,来逐一实现并完善我们的 Logger 日志工具类。

4.1 ES Module 下的单例模式

在 ESM 规范下,我们可以直接通过直接导出实例方式(export default new ClassName()),来实现单例模式。

Logger 的基础结构就有了:

代码语言:javascript
复制
/**
 * 日志打印工具,统一管理日志输出&上报
 */
class Logger {
  /** 命名空间(scope),用于区分所在执行文件 */
  private namespace: string

  constructor(namespace = 'unknown') {
    this.namespace = namespace
  }
}

export default new Logger()

4.2 可扩展的单例模式

参考 Axios 的设计[1],因此我们还提供 create() 方法,为创建新实例留一个入口方法。

代码语言:javascript
复制
/**
 * 创建新的 Logger 实例
 * 
 * @param namespace 命名空间
 * @returns Logger
 */
public create(namespace = 'unknown') {
  return new Logger(namespace);
}

当需要重新定义一个 logger 实例时,就可以参考如下方式:

代码语言:javascript
复制
import logger from '@/utils/logger'

const newLogger = logger.create('custom')
logger.info(newLogger === logger) // [unknown] false

4.3 定义“打印”类日志方法

需要区分 infowarnerror 三种类型的日志,实现如下:

定义日志枚举类型:

代码语言:javascript
复制
const enum LogLevel {
  /** 普通日志 */
  Log,
  /** 警告日志 */
  Warning,
  /** 错误日志 */
  Error,
}

const Styles = ['color: green;', 'color: orange;', 'color: red;']
const Methods = ['info', 'warn', 'error'] as const
代码语言:javascript
复制
private _log(level: LogLevel, args: unknown[]) {
  if (!__DEV__) return
  console[Methods[level]](`%c${this.namespace}`, Styles[level], ...args)
}

/**
 * 打印输出信息 🐛
 *
 * @param args 任意参数
 */
public info(...args: unknown[]) {
  this._log(LogLevel.Log, args)
  return this
}

/**
 * 打印输出警告信息 ❕
 *
 * @param args 任意参数
 */
public warn(...args: unknown[]) {
  this._log(LogLevel.Warning, args)
  return this
}

/**
 * 打印输出错误信息 ❌
 *
 * @param args 任意参数
 */
public error(...args: unknown[]) {
  this._log(LogLevel.Error, args)
  return this
}

_log() 方法中,通过 __DEV__ 环境变量区分“生产”和“开发”:

代码语言:javascript
复制
if (!__DEV__) return

这种变量可以理解为“开关”:

生产环境则控制台不输出信息,在实际应用中,可以扩展“是否输出信息”的变量,来针对性扩展,例如线上需要通过特定参数展示调试日志,用于线上定位问题,那么就可以综合多个条件来决定是否输出控制台,毕竟编程最核心的问题是解决需求。

在开发模式下,针对不同的信息类型,会标注不同的颜色:

Chrome 浏览器下的效果

与此同时,在每个“输出”方法中都返回了 this(当前实例),因而便可以为链式调用方法提供了使用基础。

4.4 支持修改 namespace

namespace 最重要的作用是:区分在不同组件或文件下的日志,便于问题定位排查。

由于 Logger 将所有的输出集中到了统一文件,在 console.log() 中文件定位永远是 Logger 类定义实现所在文件,因此需要 namespace 来区分。

新增 setNamespace() 方法:

代码语言:javascript
复制
/**
 * 设置命名空间(日志前缀)
 * @param namespace
 */
public setNamespace(namespace = '') {
  this.namespace = `[${namespace}]`
  return this
}

TypeScript 环境下,会提供代码提示,例如某个文件下输出错误信息的方式:

setNamespace() 方法,并不是每次都需要调用的,只需在文件中调用一次即可。

4.5 埋点远程上报

在一些关键时机,例如进入页面、点击“付费按钮”等一些关键操作上,一般会加上一些上报到远程,用于记录用户操作路径,以此便于在出现问题后,复现 BUG 并“对症下药”。

而埋点上报一般有三类:代码埋点可视化埋点无痕埋点

我们这里通过给 Logger 增加远程上报的方式就是代码埋点

一般情况下,埋点上报属于“前端监控”方面,前端监控是一个独立的管理系统,它的职能是负责前端项目的监控、异常报警等,因此通常会有用于项目集成的前端 SDK

有了 Logger 实例,我们可以在 Logger 中直接统一集成“前端监控 SDK”的主动上报方法即可!

在 Logger 类中新增三个方法:

  • reportLog():上报日志
  • reportEvent():上报事件
  • reportException():上报异常
代码语言:javascript
复制
/**
 * 远程上报
 * TODO: 根据基建环境自定义扩展
 */
public reportLog() {
  this.info() // 用于在本地输出
}
public reportEvent() {
  this.info()
}
public reportException() {
  this.error()
}

至于为什么添加着两个方法,实际是根据“前端监控 SDK”提供的 API 来决定

例如常见的 “Sentry - 应用监控错误溯源[2]” 平台,针对主动上报,提供了三种方法,通常为了保持一致性,降低心智负担,因此新增对应的三个上报方法。

具体的上报参数和逻辑,则需要大家根据自己的业务区扩展。

五、Logger 的可扩展性 ⚙️

从上面 Logger 类的实现,可以发现一个明显的问题,如果业务需要扩展功能,则需要修改 Logger 类内部的方法,Logger 类中的方法和逻辑,我们可以理解为是所有业务都通用的,业务定制化的功能应该通过额外扩展方式来完善。

那有没有什么办法,可以实现不修改方法,而扩展 Logger 的功能呐?

5.1 扩展方案

有几个方案:

  1. 继承 Logger 类扩展
  2. 增加回调函数作为参数

个人推荐第二个方案,但如果每一次调用,都按照如下方式:

代码语言:javascript
复制
logger.info('message', () => {})

但这种设计比较粗糙

5.2 拦截器

参考 Axios 的拦截器设计,也就是 AOP(面向切面编程模式)的设计思想,来扩展 _log() 方法。

新增类型申明:

代码语言:javascript
复制
/**
 * 日志的配置类型
 */
type LoggerConfigType = {
  /** 命名空间 */
  namespace?: string
}

/**
 * 拦截器函数类型
 */
type InterceptorFuncType = (config: LoggerConfigType) => void

将 Logger 的配置集中的 config 私有变量中,并新增 addBeforeFunc()addAfterFunc() 两个方法,用于新增自定义“拦截器”函数

其中一个细节是,日志打印之后的拦截器,按照FCLS(First Come Last Serve,先到后服务)的策略,和 Axios 的响应拦截器执行顺序对齐,与此同时,拦截器函数中会注入当前 Logger 的 config 配置。

通过简单的“拦截器”,即可实现功能的扩展,这种方式的功能扩展不会影响到主体功能,后期的维护升级是无侵入性的,还算比较优雅的,是吧!

5.3 其他方案

这里还可以考虑更多设计,例如参考发布订阅设计模式来改造,通过生命周期的关键点,被动触发,主动通知并执行所有订阅了对应消息的事件,可以参阅《聊一聊发布订阅设计模式[3]

也可以用插件模式方式来实现扩展,类似发布订阅模式,给 _log() 函数添加执行的钩子函数🪝(回调函数),例如这种设计下,把“埋点上报”等功能拆分成插件,再实现一个简单的事件队列模型,集成一下子!

六、总结

至此,一个基本的日志工具就实现完成了,但并未完完全全遵守设计原则,这里在生产实践中还需要封装、抽离相应“职责”,增加可维护性。

在团队中以此作为基础结构,然后针对团队、项目、业务的特点做适当的扩展,构建符合当前团队特性的通用日志工具模块,应该也不是什么难事!

大家如果有什么更好的方案,欢迎在评论区一起讨论🦆🦆🦆

参考资料

[1]Axios 源码阅读笔记: https://juejin.cn/post/7031945393826955294

[2]Sentry - 应用监控错误溯源: https://sentry.io/welcome/

[3]聊一聊发布订阅设计模式: https://juejin.cn/post/6991749405686628365

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原始发表:2022-05-31,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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目录
  • 一、问题背景 ⛰️
  • 二、需求概述 🧾
  • 三、方案设计 🖌️
  • 四、实现细节 🔍
    • 4.1 ES Module 下的单例模式
      • 4.2 可扩展的单例模式
        • 4.3 定义“打印”类日志方法
          • 4.4 支持修改 namespace
            • 4.5 埋点远程上报
            • 五、Logger 的可扩展性 ⚙️
              • 5.1 扩展方案
                • 5.2 拦截器
                  • 5.3 其他方案
                    • 参考资料
                • 六、总结
                相关产品与服务
                日志服务
                日志服务(Cloud Log Service,CLS)是腾讯云提供的一站式日志服务平台,提供了从日志采集、日志存储到日志检索,图表分析、监控告警、日志投递等多项服务,协助用户通过日志来解决业务运维、服务监控、日志审计等场景问题。
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