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项目环境

本项目采用C++20开发 精简Muduo网络库

Build Tool:Xmake

archlinux-2023.09.01-x86_64

gcc version 13.2.1 20230801 (GCC)

xmake

构建工具简介 xmake 是一个灵活且功能强大的构建工具，支持多种编程语言，特别适用于 C/C++ 项目。

xmake.lua 配置文件

target("cpp")
    set_kind("binary")
    add_files("*.ixx","*cpp")
    set_languages("c++20")

xmake.lua 是 xmake 的配置文件，在这里定义了项目的构建规则和参数。 项目构建规则

target("cpp")：定义项目名称。 set_kind("binary")：指定构建生成的是可执行文件。 add_files(".ixx", "cpp")：添加项目源文件。 set_languages("c++20")：设置使用 C++20 标准编译代码。 C++20 支持

通过 set_languages("c++20")，我们启用了 C++20 标准的支持，使得项目可以利用最新的 C++ 特性。 简洁高效的构建

xmake 简化了构建流程，使得项目的构建过程更加简洁高效。

nocopyable

export module nocopyable;

export class nocopyable{
    public:
    nocopyable(const nocopyable&) = delete;
    nocopyable& operator=(const nocopyable&)   = delete;

    protected:

    nocopyable() = default;
    ~nocopyable() = default;
};

1. 模块定义：

   使用 export module nocopyable; 定义了一个名为 nocopyable 的 C++20 模块。

2. 禁止复制：

   nocopyable 类中的 nocopyable(const nocopyable&) = delete; 和 nocopyable& operator=(const nocopyable&) = delete; 阻止了对象的复制和赋值。通过删除拷贝构造函数和拷贝赋值运算符，该类确保不会被复制创建或赋值。

3. 受保护的构造函数和析构函数：

   构造函数和析构函数声明为 protected，这意味着它们只能被该类及其派生类内部访问。这使得该类可以被继承，但不允许直接创建类的对象或对其进行复制。

该 nocopyable 模块是一种常见的技术，用于设计不希望被复制或赋值的类，例如单例模式的类或管理资源的类。

Logger

Logger.cpp

import Logger;
import Timestamp;
import <iostream>;
import <format>;
// 获取日志唯一的实例对象
Logger &Logger::instance()
{
    static Logger logger;
    return logger;
}

// 设置日志级别
void Logger::setLogLevel(LogLevel level)
{
    logLevel_ = level;
}
template <typename... Args>
    requires(std::convertible_to<Args, std::string> && ...)
void Logger::log(LogLevel level,
                 const std::string &format,
                 Args &&...args)
{
    // 设置日志级别
    setLogLevel(level);

    // 构建日志消息可以无所谓，不能无所获
    std::string message = std::format("[{}] {} : {}", level, Timestamp::now().toString(), std::format(format, std::forward<Args>(args)...));

    // 打印日志消息到控制台
    std::cout << message << std::endl;
}

这段代码展示了一个简单的日志记录器 Logger 的部分实现，利用模块化方式组织。这个模块包含了日志记录的实例获取、日志级别设置和日志记录功能。

1. 模块导入：

   import Logger; 语句导入了 Logger 模块

2. 获取日志实例对象：

   Logger::instance() 函数返回唯一的日志实例。

3. 设置日志级别：

   Logger::setLogLevel(LogLevel level) 函数用于设置日志级别。

4. 日志记录功能：

   Logger::log() 函数实现了日志记录的功能，根据传入的日志级别和格式进行记录。

Logger.ixx

export module Logger;
import <string>;
import nocopyable;
import <concepts>;
export class Logger : public nocopyable
{
public:
    enum class LogLevel
    {
        INFO,  // 普通信息
        ERROR, // 错误信息
        FATAL, // core信息
        DEBUG, // 调试信息
    };
    static Logger &instance();
    void setLogLevel(LogLevel level);

    template <typename... Args>
        requires(std::convertible_to<Args, std::string> && ...)
    void log(LogLevel level, const std::string &format, Args &&...args);

private:
    LogLevel logLevel_ = LogLevel::INFO;
};

1. 模块化定义：

   通过 export module Logger; 定义了一个名为 Logger 的 C++20 模块，但前面的 module; 是无效的。

2. 模块导入：

   import <string>; 和 import nocopyable; 语句导入了相应的模块和头文件。

3. 日志记录器类：

   Logger 类是一个日志记录器类，继承了 nocopyable，表明该类不可被复制。

4. 日志级别定义：

   enum class LogLevel 定义了几个日志级别：INFO、ERROR、FATAL、DEBUG。

5. 获取日志实例和设置日志级别：

   instance() 函数用于获取日志唯一的实例对象。setLogLevel() 函数用于设置日志级别。

6. 日志记录功能：

   log() 函数实现了根据传入的日志级别、格式和参数进行日志记录的功能。

template <typename... Args>
        requires(std::convertible_to<Args, std::string> && ...)
    void log(LogLevel level, const std::string &format, Args &&...args);

在这段代码中，使用了C++20中的模板约束（template constraints）特性。模板约束允许你对模板参数进行更精细的限制，以确保模板参数满足特定的条件。在你提供的函数签名中，使用了 requires 关键字并结合了 std::convertible_to 的概念约束（concept constraint）。

让我们来解释这个函数签名中的不同部分：

• template <typename... Args>：这声明了一个模板函数，它接受零个或多个模板参数，并将它们命名为 Args。

• requires：这是C++20中的关键字，用于引入模板约束。它后面紧跟着模板约束表达式，用于对模板参数进行约束。

• (std::convertible_to<Args, std::string> && ...)：这是模板约束表达式的一部分。std::convertible_to 是C++20中的概念（concept），用于检查类型是否可以转换为另一种类型。在这里，std::convertible_to<Args, std::string> 检查模板参数 Args 是否可以隐式转换为 std::string 类型。&& ... 是展开运算符，表示对参数包中的每个元素应用这个概念。

因此，这个模板函数 log 只允许接受满足以下条件的参数：

• 模板参数 Args 的每个类型必须能够隐式转换为 std::string 类型。

这样的约束可以确保在调用 log 函数时，传递的参数能够隐式转换为 std::string，这符合函数签名中 format 参数为 const std::string & 类型的要求。

Timestamp

Timestamp.ixx

export module Timestamp;
export import <string>;
// 时间类
export class Timestamp
{
public:
    Timestamp();
    explicit Timestamp(int64_t microSecondsSinceEpoch);
    static Timestamp now();
    std::string toString() const;

private:
    int64_t microSecondsSinceEpoch_;
};

1. 模块化定义：

   通过 export module Timestamp; 定义了一个名为 Timestamp 的 C++20 模块，但前面的 module; 是无效的，应该指定模块的名称。

2. 头文件包含：

   #include <cstdint> 和 #include <string>：这些是标准头文件，可能用于定义时间类所需的类型和字符串处理。

3. 时间类定义：

   Timestamp

   • 类定义了一个时间类，封装了一些关于时间处理的功能：

   • std::string toString() const 返回时间的字符串表示形式。

   • 静态函数 static Timestamp now() 用于获取当前时间；

   • 参数构造函数 explicit Timestamp(int64_t microSecondsSinceEpoch)；

   • 默认构造函数 Timestamp()；

Timestamp.cpp

import Timestamp;
import <ctime>;
Timestamp::Timestamp() : microSecondsSinceEpoch_(0) {}

Timestamp::Timestamp(int64_t microSecondsSinceEpoch) : microSecondsSinceEpoch_(microSecondsSinceEpoch) {}

Timestamp Timestamp::now()
{
    return Timestamp(time(nullptr));
}

std::string Timestamp::toString() const
{
    char buf[128] = {0};
    time_t timeValue = static_cast<time_t>(microSecondsSinceEpoch_ / 1000000);
    std::tm result;

    if (localtime_r(&timeValue, &result) != nullptr)
    {
        snprintf(buf, 128, "%4d/%02d/%02d %02d:%02d:%02d",
                 result.tm_year + 1900,
                 result.tm_mon + 1,
                 result.tm_mday,
                 result.tm_hour,
                 result.tm_min,
                 result.tm_sec);
    }

    return buf;
}

1. 函数定义：

   实现了

   • Timestamp

     类中声明的函数：

   • std::string Timestamp::toString() const 返回时间的字符串表示形式。

   • 静态函数 Timestamp Timestamp::now() 用于获取当前时间；

   • 参数构造函数 Timestamp::Timestamp(int64_t microSecondsSinceEpoch)；

   • 默认构造函数 Timestamp::Timestamp()；

2. 时间格式化：

   Timestamp::toString() 函数将时间戳格式化为字符串形式，使用 localtime_r 和 snprintf 函数进行格式化。这段代码是一个 Timestamp 类中的成员函数 toString() 的实现，它用于将时间戳转换为字符串表示形式。在这个函数中：

   • 修改返回类型为 std::string，可以确保时间戳的字符串副本被正确地返回，而不是指向局部数组的悬挂指针。

   • char buf[128]：定义了一个大小为 128 的字符数组 buf，用于存储格式化后的时间戳字符串。

   • time_t timeValue = static_cast<time_t>(microSecondsSinceEpoch_ / 1000000)：将类成员变量 microSecondsSinceEpoch_ 转换为秒级的时间戳，存储在 timeValue 中。
   • std::tm result：创建一个 std::tm 结构体，用于存储时间的分解信息。
   • if (localtime_r(&timeValue, &result) != nullptr)：使用 localtime_r() 函数将时间戳 timeValue 转换为本地时间，并将结果存储在 result 中。localtime_r() 函数会将时间戳转换为本地时间，并填充 result 结构体，如果转换成功，则返回 result 结构体指针，否则返回 nullptr。
   • snprintf(buf, 128, "%4d/%02d/%02d %02d:%02d:%02d", result.tm_year + 1900, result.tm_mon + 1, result.tm_mday, result.tm_hour, result.tm_min, result.tm_sec)：使用 snprintf 函数将时间分解信息按照指定的格式写入 buf 数组中。这里的格式字符串 "%4d/%02d/%02d %02d:%02d:%02d" 将年月日时分秒格式化为字符串，并将其写入到 buf 中。
   • return buf：返回格式化后的时间戳字符串。但是需要注意的是，返回的是 buf 的指针，并且在函数返回时，buf 数组将超出其作用域，这可能导致未定义的行为。为了避免此问题，可以考虑返回一个 std::string 对象，而不是指向局部数组的指针。

总结

可以无所谓，不能无所获

                                        ——岩

GitHub代码链接：  GitHub - YanHeXi/muduo_cpp20

项目讲解视频连接：岩禾溪的个人空间-岩禾溪个人主页-哔哩哔哩视频

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