2、日志系统入门：rclcpp日志宏、日志级别设置、日志输出格式定制

说到调试，日志系统绝对是咱们ROS2开发者的第一道防线。我个人习惯，写任何节点之前，先把日志框架搭好。为什么？因为等程序跑起来出了问题，你再回头加日志，那感觉就像在迷宫里现挖墙——费劲不说，还容易漏掉关键信息。

ROS2的日志系统，说白了就是一套帮你把「程序运行时发生了什么」记录下来的工具。它比你在代码里随手写std::cout要强大得多。你想想看，cout只能往终端输出，而ROS2的日志可以控制级别、可以过滤、可以定制格式，甚至能重定向到文件。

2.1 rclcpp日志宏：最常用的调试利器

在rclcpp里，日志输出是通过一组宏来实现的。这些宏长得挺像，但功能各有侧重。我刚开始用的时候也经常搞混，后来总结了一个规律：宏的名字直接告诉你它的用途。

最常用的几个宏如下：

宏名称	用途	示例
RCLCPP_INFO	输出常规信息	RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("my_node"), "节点已启动");
RCLCPP_WARN	输出警告信息	RCLCPP_WARN(rclcpp::get_logger("my_node"), "参数未设置，使用默认值");
RCLCPP_ERROR	输出错误信息	RCLCPP_ERROR(rclcpp::get_logger("my_node"), "连接超时");
RCLCPP_DEBUG	输出调试信息	RCLCPP_DEBUG(rclcpp::get_logger("my_node"), "当前循环次数: %d", count);
RCLCPP_FATAL	输出致命错误	RCLCPP_FATAL(rclcpp::get_logger("my_node"), "内存分配失败，程序退出");

每个宏的第一个参数都是日志器（logger），第二个参数是格式化字符串，后面跟可变参数。嗯，这里要注意：日志器名字建议和节点名保持一致，这样排查问题时一眼就能看出是哪个节点输出的。

2.2 日志级别设置：该看什么，不该看什么

日志级别，说白了就是给日志信息分个优先级。ROS2定义了5个级别，从低到高分别是：DEBUG、INFO、WARN、ERROR、FATAL。

默认情况下，只有INFO及以上级别的日志才会显示。这意味着你写的RCLCPP_DEBUG信息，默认是看不见的。为什么会这样？因为DEBUG信息量太大，如果全显示出来，终端会被刷屏，反而干扰你关注真正的问题。

那怎么调整日志级别呢？有两种方式：

方式一：通过环境变量设置（推荐）

启动节点前设置环境变量，对所有节点生效：

export RCUTILS_CONSOLE_OUTPUT_FORMAT="[{severity}] [{name}]: {message}"
export RCUTILS_LOGGING_SEVERITY_THRESHOLD=DEBUG
ros2 run my_package my_node

方式二：在代码中动态设置

有时候你只想调整某个特定节点的日志级别，可以在代码里写：

auto ret = rcutils_logging_set_logger_level(
  rclcpp::get_logger("my_node").get_name(),
  RCUTILS_LOG_SEVERITY_DEBUG);

if (ret != RCUTILS_RET_OK) {
  RCLCPP_ERROR(rclcpp::get_logger("my_node"), "设置日志级别失败");
}

2.3 日志输出格式定制：让信息一目了然

默认的日志格式长这样：

[INFO] [my_node]: 节点已启动

说实话，够用，但不够好用。尤其当你同时跑多个节点时，光看这个格式很难快速定位问题。我个人习惯把时间戳、文件名、行号都加上去。

定制格式主要通过环境变量RCUTILS_CONSOLE_OUTPUT_FORMAT来实现。支持的占位符如下：

占位符	含义	示例输出
{severity}	日志级别	INFO, WARN, ERROR
{name}	日志器名称	my_node
{message}	日志内容	节点已启动
{function}	函数名	main
{line}	行号	42
{file}	文件名	my_node.cpp
{time}	时间戳	2024-01-15 10:30:45.123

举个例子，我常用的格式是：

export RCUTILS_CONSOLE_OUTPUT_FORMAT="[{severity}] [{time}] [{name}]({file}:{line}): {message}"

输出效果：

[INFO] [2024-01-15 10:30:45.123] [my_node](my_node.cpp:42): 节点已启动

2.4 实战：一个完整的日志配置示例

说了这么多，咱们来写一个完整的例子。假设你有一个节点，需要记录传感器数据的处理过程：

#include <rclcpp/rclcpp.hpp>

class SensorNode : public rclcpp::Node
{
public:
  SensorNode() : Node("sensor_node")
  {
    // 设置日志级别为DEBUG
    rcutils_logging_set_logger_level(
      get_logger().get_name(),
      RCUTILS_LOG_SEVERITY_DEBUG);

    RCLCPP_INFO(get_logger(), "传感器节点初始化完成");
    
    timer_ = this->create_wall_timer(
      std::chrono::seconds(1),
      std::bind(&SensorNode::timer_callback, this));
  }

private:
  void timer_callback()
  {
    // 模拟传感器数据
    float temperature = 25.5f;
    RCLCPP_DEBUG(get_logger(), "采集到温度数据: %.2f°C", temperature);
    
    if (temperature > 30.0f) {
      RCLCPP_WARN(get_logger(), "温度过高: %.2f°C", temperature);
    }
    
    if (temperature > 50.0f) {
      RCLCPP_ERROR(get_logger(), "温度异常，需要紧急处理");
    }
  }

  rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer_;
};

int main(int argc, char **argv)
{
  rclcpp::init(argc, argv);
  rclcpp::spin(std::make_shared<SensorNode>());
  rclcpp::shutdown();
  return 0;
}

启动时，你可以这样定制输出格式：

export RCUTILS_CONSOLE_OUTPUT_FORMAT="[{severity}] [{time}] [{name}]: {message}"
ros2 run sensor_pkg sensor_node

输出效果：

[INFO] [2024-01-15 10:30:45.123] [sensor_node]: 传感器节点初始化完成
[DEBUG] [2024-01-15 10:30:46.124] [sensor_node]: 采集到温度数据: 25.50°C
[DEBUG] [2024-01-15 10:30:47.125] [sensor_node]: 采集到温度数据: 25.60°C

你看，有了时间戳和级别信息，整个运行过程一目了然。如果哪天温度异常，WARN和ERROR级别的日志会立刻引起你的注意。

好了，日志系统入门就讲到这里。下一章咱们聊聊更高级的用法——如何把日志重定向到文件，以及如何用ros2命令行工具实时查看日志。到时候你会发现，日志系统远比你想象的强大。