C#文件日志异步批处理 C#如何将日志先写入内存队列再批量写入文件

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并发下file.appendalltext性能差因每次调用触发完整磁盘i/o,1000次调用≈1000次系统调用,导致线程阻塞、cpu空转;正确解法是内存队列+单消费者批量刷盘。

C#文件日志异步批处理 C#如何将日志先写入内存队列再批量写入文件

为什么直接 File.AppendAllText 在高并发下会拖垮性能

因为每次调用都触发一次磁盘 I/O,操作系统要加锁、寻道、刷缓存——哪怕日志只有几字节,也得走完整文件系统。1000 次调用 ≈ 1000 次系统调用,线程频繁阻塞,CPU 空转等 IO,吞吐直接掉到几百条/秒以下。

  • 真实场景中,Task.Run(() => File.AppendAllText(...)) 只是把阻塞挪到后台线程,没减少 IO 次数,还可能积大量待执行任务导致内存暴涨
  • StreamWriter 配合 AutoFlush = false 能缓冲,但多线程写同一个实例会丢日志或抛 ObjectDisposedException
  • 真正解法不是“更快地写文件”,而是“少写文件”:让日志先落内存队列,再由单个消费者线程攒够一批(比如 100 条或 100ms)统一刷盘

ConcurrentQueue<String></string> + 后台 Task 是最简可行方案

不用引入 microsoft.Extensions.Logging 或第三方库也能快速落地,核心就三件事:入队、消费、防崩。

  • 日志写入方只做 _queue.Enqueue(logLine),零阻塞、无锁竞争,ConcurrentQueue 原生线程安全
  • 后台 Task.Run(async () => { while (!_cts.IsCancellationRequested) { await FlushbatchAsync(); await Task.Delay(100, _cts); } }) 控制节奏
  • 必须用 CancellationToken 管理生命周期:应用退出时主动 await FlushBatchAsync() 清空剩余日志,否则最后 100ms 的日志就丢了
  • 别用 Thread.Sleep,它不响应取消;Task.Delay 支持 CancellationToken,且不会阻塞线程

批量写文件时 File.AppendAllLines循环 File.AppendAllText 快 5–10 倍

前者底层复用同一个 FileStream 打开一次、写完关闭;后者每行都打开/关闭文件,windows 下尤其明显。

  • 错误写法:foreach (var line in batch) File.AppendAllText(path, line + "n"); → 每行一次 CreateFile 系统调用
  • 正确写法:File.AppendAllLines(path, batch); → 仅一次打开,内部用 StreamWriter 批量写入
  • 如果需要严格顺序(比如带时间戳的日志),注意 ConcurrentQueue.TryDequeue 是 FIFO,但多生产者入队时,逻辑时间序 ≠ 入队物理序;若要求绝对时间序,得在日志对象里记 DateTime.UtcNow,写文件前按该字段排序(一般不需要)
  • 单次写入别超 1MB,否则 AppendAllLines 内部数组分配过大,GC 压力陡增;建议单批控制在 500 行以内

容易被忽略的崩溃点:文件被占用、磁盘满、路径不存在

内存队列再稳,落地环节一出错,日志就静默丢失——而且毫无提示。

  • 写文件前务必检查:Directory.CreateDirectory(Path.GetDirectoryName(path)),否则 AppendAllLines 直接抛 DirectoryNotFoundException
  • 捕获 IOExceptionUnauthorizedAccessException:常见于日志目录被其他进程独占锁定(如 excel 正在打开日志 CSV)、UAC 权限不足、磁盘已满
  • 失败后别重试原路径,应降级写入临时位置(如 Path.Combine(Path.GetTempPath(), "fallback.log")),并记录一条“主日志写入失败”的元日志
  • 队列本身也要设上限(如 new ConcurrentQueue<string>().count > 10000</string>),超限时丢弃旧日志或触发告警,避免 OOM

事情说清了就结束。真正的难点不在代码几行,而在于磁盘不可靠、路径权限多变、还有人会双击打开正在写的日志文件。

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