[Architecture Pattern] Inversion of Logging

动机

一个软件系统的开发，Log是一个不可或缺的功能。不管是做问题的追查、或是状态的分析，有了Log的辅助能让开发人员有迹可循。而这些Log功能的实作模块，开发人员可以选用.NET内建的EventLog、或者是第三方的Log4net….等等来使用。有这么多种的实作模块可以使用，简化了开发人员的工作量，但是也带来了另外一个问题：「系统增加了对Log实作模块的相依」。

假设我们现在开发一个User模块，这个模块使用了EventLog来完成Log功能。经过长时间的验证后，确认了User模块的稳固以及强大。现在有另一个项目需要使用User模块相关的功能，而这个项目则是使用Log4net来完成Log功能。这时候就会很尴尬的发现，新项目跟User模块是采用两套不同Log功能的实作模块。

当然在程序开发时，开发人员可以无视这个问题，反正编译都会通过功能都是正常。但这样就苦了后续接手的部署人员，部属人员必须要理解两种不同实作模块的设定方式。当然这也可以透过非程序开发的手段去处理，但当系统越来越大、Log模块越来越多，总有一天部属人员会杀到开发人员翻桌抗议的。并且对于开发人员自身来说，这些额外的模块设定，在开发系统单元测试时，也会或多或少增加开发人员的工作量。

本篇文章介绍一个套用IoC模式的Inversion of Logging实作，这个实作定义对象之间的职责跟互动，用来反转系统对于Log模块的相依，解决上述的问题。为自己做个纪录，也希望能帮助到有需要的开发人员。

实作

范列下载

实作说明请参照范例程序内容：Inversion of Logging点此下载
(*执行范例须有系统管理员权限，才能正常执行。)

ILogger

首先为了可以抽换使用的Log模块，必须先来建立一组抽象的ILogger接口。让系统只需要相依这层抽象模块，就可以使用Log功能。而供系统抽换用的Log模块则需要实作这个ILogger接口，提供Log功能。

namespace CLK.Logging
{
    public enum Level
    {
        Error,
        Warning,
        Information,
        SuccessAudit,
        FailureAudit,
    }
}

namespace CLK.Logging
{
    public interface ILogger
    {
        // Methods
        void Log(Level level, string message);

        void Log(Level level, string message, System.Exception exception);
    }
}

LogManager

接着着手处理生成ILogger对象的LogManager对象。这个LogManager对象套用Singleton模式，让整个系统里只会有唯一的LogManager对象，同系统内不同模块之间也会只有唯一的LogManager对象。这样就可以统一由唯一LogManager对象来控管不同模块之间的ILogger对象生成。

而LogManager是一个抽象类，它提供了ILogger对象生成及自己对象释放的函式。实作LogManager类别需要实作这两个接口，以提供管理ILogger对象生命周期的功能。另外在不同模块之间，有可能会需要不同的Log设定。所以在生成ILogger对象的生成函式上，加入了一个字符串参数，让LogManager类别的实作用来识别不同模块，以生成不同设定的ILogger对象。至于对象释放的函式，则只是预留给实作LogManager类别的对象有统一释放资源的入口。

namespace CLK.Logging
{
    public abstract class LogManager : IDisposable
    {
        // Singleton
        private static LogManager _current;

        public static LogManager Current
        {
            get
            {
                // Require
                if (_current == null) throw new InvalidOperationException();

                // Return
                return _current;
            }
            set
            {
                // Require
                if (_current != null) throw new InvalidOperationException();

                // Return
                _current = value;
            }
        }
        

        // Methods
        public abstract ILogger CreateLogger(string name);

        public abstract void Dispose();
    }    
}

EventLogManager

在范例程序里，示范了实作EventLog的Log模块实作，将Log信息写入到Windows事件纪录。相关的程序代码如下，有兴趣的开发人员可以花点时间学习，在需要扩充Log模块的时候(例如：Log4net)，就可以自行加入相关的实作。

namespace CLK.Logging.Implementation
{
    public static class EventLogLevelConvert
    {
        public static EventLogEntryType ToEventLogEntryType(Level level)
        {
            switch (level)
            {
                case Level.Error: return EventLogEntryType.Error;
                case Level.Warning: return EventLogEntryType.Warning;
                case Level.Information: return EventLogEntryType.Information;
                case Level.SuccessAudit: return EventLogEntryType.SuccessAudit;
                case Level.FailureAudit: return EventLogEntryType.FailureAudit;
                default: return EventLogEntryType.Error;
            }
        }
    }
}

namespace CLK.Logging.Implementation
{
    public class EventLogLogger : ILogger
    {
        // Fields
        private readonly string _sourceName = null;


        // Constructors
        public EventLogLogger(string sourceName)
        {
            #region Contracts

            if (string.IsNullOrEmpty(sourceName) == true) throw new ArgumentException();

            #endregion
            _sourceName = sourceName;
        }


        // Methods
        public void Log(Level level, string message)
        {
            this.Log(level, message, null);
        }

        public void Log(Level level, string message, Exception exception)
        {
            #region Contracts

            if (string.IsNullOrEmpty(message) == true) throw new ArgumentException();

            #endregion

            if (EventLog.SourceExists(_sourceName)==false)
            {
                EventLog.CreateEventSource(_sourceName, null);
            }

            EventLog eventLog = new EventLog();
            eventLog.Source = _sourceName;
            eventLog.WriteEntry(string.Format("Message={0}, Exception={1}", message, exception == null ? string.Empty : exception.Message), EventLogLevelConvert.ToEventLogEntryType(level));
        }
    }    
}

namespace CLK.Logging.Implementation
{
    public class EventLogManager : LogManager
    {
        // Methods
        public override ILogger CreateLogger(string name)
        {
            return new EventLogLogger(name);
        }

        public override void Dispose()
        {

        }
    }
}

使用

UserModule.Logging.Logger

接着撰写一个虚拟的UserModule来示范如何套用Inversion of Logging。首先在UserModule内加入命名空间Logging，UserModule模块内需要使用Log功能就需要引用这个命名空间。另外在Logging命名间内建立Logger对象，将下列的程序代码复制贴入Logger对象内，就完成了Logger对象的撰写。

这个Logger对象使用组件名称当作识别，并且藉由调用唯一的LogManager对象生成实作Log功能的ILogger对象。另外也包装这个ILogger对象的功能，成为静态函式让系统更方便的使用。

namespace UserModule.Logging
{
    internal static class Logger
    {
        // Singleton 
        private static ILogger _currentLogger;

        private static ILogger CurrentLogger
        {
            get
            {
                if (_currentLogger == null)
                {
                    _currentLogger = LogManager.Current.CreateLogger(typeof(Logger).Assembly.GetName().Name);
                }
                return _currentLogger;
            }
        }


        // static Methods
        public static void Log(Level level, string message)
        {
            CurrentLogger.Log(level, message);
        }

        public static void Log(Level level, string message, System.Exception exception)
        {
            CurrentLogger.Log(level, message);
        }
    }
}

UserModule.User

完成上面这些程序的撰写之后，在UserModule内使用Log功能就只需要使用抽象建立的ILogger实作，不用去相依于目前正在使用的Log模块。

namespace UserModule
{
    public class User
    {
        public void Test(string message)
        {
            // Do

            // Log
            Logger.Log(CLK.Logging.Level.Information, "OK");
        }
    }
}

执行

最后建立使用UserModule的系统InversionOfLoggingSample，在InversionOfLoggingSample内透过注入LogManager.Current来决定系统使用哪个Log模块，只要是在同一个系统下的Log信息，都会透过这个Log模块来完成Log功能。

开发人员可以采用DI框架来生成LogManager并且注入LogManager.Current，就可以完成抽换Log模块的功能。而在单元测式的场合，也可以注入范例档案中提供的EmptyLogger，来简化单元测试时相关的Log设定。

namespace InversionOfLoggingSample
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // Init
            LogManager.Current = new EventLogManager();

            // Test
            User user = new User();
            user.Test("Clark=_=y-~");
        }
    }
}