2. Go语言日志基础：标准库log包的使用、日志级别（Debug/Info/Warn/Error）的概念

日志是分布式系统的“眼睛”。在构建链路追踪体系之前，必须掌握Go语言最基础的日志输出能力。本章从标准库 log 包入手，讲解其核心用法，并引入日志级别的概念，为后续结构化日志与链路追踪打下基础。

2.1 标准库log包：快速上手

Go标准库的 log 包提供了最简洁的日志输出功能，无需任何第三方依赖即可使用。它默认输出到标准错误（os.Stderr），并自动添加时间戳。

2.1.1 基本输出函数

package main

import (
    "log"
)

func main() {
    // 基础输出
    log.Print("服务启动中...")
    log.Printf("监听端口: %d", 8080)
    log.Println("初始化完成", "耗时:", "2.3s")

    // 致命错误示例（实际使用中应谨慎）
    // log.Fatal("数据库连接失败")

    // panic示例
    // log.Panic("无法恢复的错误")
}

2.1.2 自定义Logger

标准库允许创建独立的Logger实例，实现输出目标、前缀和格式的定制。这在微服务多模块场景中尤为重要。

package main

import (
    "io"
    "log"
    "os"
)

func main() {
    // 创建文件日志输出
    file, _ := os.OpenFile("app.log", os.O_CREATE|os.O_WRONLY|os.O_APPEND, 0666)
    defer file.Close()

    // 同时输出到文件和控制台
    multiWriter := io.MultiWriter(file, os.Stdout)

    // 自定义Logger：前缀 + 日期时间 + 文件名行号
    logger := log.New(multiWriter, "[MyService] ", log.Ldate|log.Ltime|log.Lshortfile)

    logger.Println("这是自定义Logger的输出")
    logger.Printf("请求ID: %s, 耗时: %dms", "req-123", 45)
}

2.2 日志级别的概念与实现

标准库 log 包本身不提供日志级别（Debug/Info/Warn/Error）的支持。但在实际项目中，不同环境需要过滤不同级别的日志：开发环境输出所有级别，生产环境只输出 Warn 及以上级别。理解日志级别的概念，是后续使用第三方日志库（如 zap、logrus）的基础。

2.2.1 日志级别金字塔

2.2.2 各级别定义与使用场景

2.3 基于标准库实现简易分级日志

虽然标准库没有内置级别，但我们可以通过封装 log.Logger 快速实现一个支持级别过滤的日志工具。这个模式在小型项目或中间件开发中非常实用。

package main

import (
    "io"
    "log"
    "os"
)

// LogLevel 定义日志级别
type LogLevel int

const (
    DEBUG LogLevel = iota
    INFO
    WARN
    ERROR
)

// Logger 封装标准库日志，支持级别过滤
type Logger struct {
    level  LogLevel
    logger *log.Logger
}

// NewLogger 创建分级日志实例
func NewLogger(out io.Writer, level LogLevel, prefix string) *Logger {
    return &Logger{
        level:  level,
        logger: log.New(out, prefix, log.Ldate|log.Ltime|log.Lshortfile),
    }
}

func (l *Logger) Debug(format string, v ...interface{}) {
    if l.level <= DEBUG {
        l.logger.Printf("[DEBUG] "+format, v...)
    }
}

func (l *Logger) Info(format string, v ...interface{}) {
    if l.level <= INFO {
        l.logger.Printf("[INFO] "+format, v...)
    }
}

func (l *Logger) Warn(format string, v ...interface{}) {
    if l.level <= WARN {
        l.logger.Printf("[WARN] "+format, v...)
    }
}

func (l *Logger) Error(format string, v ...interface{}) {
    if l.level <= ERROR {
        l.logger.Printf("[ERROR] "+format, v...)
    }
}

func main() {
    // 生产环境：只输出 WARN 及以上级别
    prodLogger := NewLogger(os.Stdout, WARN, "[Prod] ")
    prodLogger.Debug("这条不会输出") // 被过滤
    prodLogger.Info("这条也不会输出") // 被过滤
    prodLogger.Warn("磁盘使用率超过80%%")
    prodLogger.Error("数据库连接超时")

    // 开发环境：输出所有级别
    devLogger := NewLogger(os.Stdout, DEBUG, "[Dev] ")
    devLogger.Debug("请求参数: %+v", map[string]string{"key": "value"})
    devLogger.Info("服务启动成功")
}

2.4 标准库日志的局限性

在进入链路追踪之前，必须正视标准库 log 包的不足。这些局限性正是后续章节引入结构化日志和第三方库的原因。

2.5 日志输出目标与旋转

在分布式系统中，日志不能只输出到控制台。标准库的 log.SetOutput() 可以重定向输出目标，但日志文件的“旋转”（按大小或时间切割）需要额外处理。

2.5.1 输出到文件

package main

import (
    "log"
    "os"
)

func main() {
    // 以追加模式打开日志文件
    file, err := os.OpenFile("server.log", os.O_CREATE|os.O_WRONLY|os.O_APPEND, 0666)
    if err != nil {
        log.Fatalf("无法打开日志文件: %v", err)
    }
    defer file.Close()

    // 全局重定向
    log.SetOutput(file)
    log.SetFlags(log.Ldate | log.Ltime | log.Lshortfile)

    log.Println("所有日志将写入 server.log 文件")
}

2.5.2 日志旋转策略对比

2.6 本章小结

• 标准库 log 包提供 Print、Fatal、Panic 三类基础输出函数，支持自定义 Logger 和输出目标。
• 日志级别分为 DEBUG、INFO、WARN、ERROR 四级，生产环境通常只保留 WARN 及以上级别。
• 通过封装标准库可以实现简易分级日志，但存在无结构化、全局锁、无上下文传递等局限性。
• 日志旋转是生产环境的刚需，标准库不直接支持，需要借助第三方库或系统工具。
• 理解标准库的不足，是学习高性能结构化日志库和链路追踪日志体系的前提。