Spring Boot 整合 slf4j+log4j2 实现日志管理

 

 

背景

Spring Boot 整合 slf4j+log4j2 实现日志管理

Java 中比较常用的日志框架

  • log4j(Log for Java):Apache 的一个开源项目,七种日志级别:OFF、FATAL、ERROR、WARN、INFO、DEBUG、TRACE
  • logback:是一个很成熟的日志框架,其实 logBack 和 log4j 出自一个人之手,这个人就是 Ceki Gülcü。logback 比 log4j 大约快 10 倍、消耗更少的内存,迁移成本也很低,自动压缩日志、支持多样化配置、不需要重启就可以恢复 I/O 异常等优势
  • log4j2:作者认为,log4j2已经不仅仅是 log4j 的一个升级版本了,而是从头到尾被重写的,这可以认为这其实就是完全不同的两个框架

Spring Boot 默认使用 logback,但相比较而言,log4j2 在性能上面会更好。SpringBoot 高版本都不再支持 log4j,而是支持 log4j2。log4j2,在使用方面与 log4j 基本上没什么区别,比较大的区别是 log4j2 不再支持 properties 配置文件,支持 xml、json 格式的文件。

《阿里巴巴Java开发手册》,其中有一条规范做了「强制」要求:

应用中不可直接使用日志系统(Log4j Logback)中的 API,而应依赖使用日志框架 SLF4J 中的 API,使用日志门面模式的日志框架,有利于维护和各个类的日志处理方式统一。

Java 简易日志门面(Simple Logging Facade for Java,缩写 SLF4J),它并不是真正的日志框架,他是对所有日志框架制定的一种规范、标准、接口,并不是一个框架的具体的实现,因为接口并不能独立使用,需要和具体的日志框架实现配合使用。可以在软件部署的时候决定要使用的 Logging 框架,目前主要支援的有 Java logging API、log4j 及 logback 等框架。

理解 SLF4J

接口用于定制规范,可以有多个实现,使用时是面向接口的(导入的包都是 slf4j 的包而不是具体某个日志框架中的包),即直接和接口交互,不直接使用实现,所以可以任意的更换实现而不用更改代码中的日志相关代码。

比如:slf4j 定义了一套日志接口,项目中使用的日志框架是logback,开发中调用的所有接口都是 slf4j 的,不直接使用 logback,调用是 自己的工程调用 slf4j 的接口,slf4j 的接口去调用 logback 的实现,可以看到整个过程应用程序并没有直接使用 logback,当项目需要更换更加优秀的日志框架时(如log4j2)只需要引入 log4j2 的 jar 和 Llg4j2 对应的配置文件即可,完全不用更改 Java 代码中的日志相关的代码 logger.info(“xxx”),也不用修改日志相关的类的导入的包( import org.slf4j.Logger; import org.slf4j.LoggerFactory;)

总结:使用日志接口便于更换为其他日志框架。

One More Thing:上面的这几段话是参考文章中截取的,也让我确实理解了为何推荐使用 SLF4J 的原因。这种做法感觉就是有点「面向接口编程」的思想,今天也查阅了一些这方面的资料,也让我想起了为何项目中写 Service 代码时,往往是先写个接口、然后在写个该接口的实现类。待有时间好好研究一些这块的优点!

性能分析

!性能评测](https://gitee.com/michael_xiang/images/raw/master/BBsUn0.jpg)

可以看到在同步日志模式下, Logback的性能是最糟糕的。

Spring Boot 整合 slf4j+log4j2 实现日志管理

log4j2的性能无论在同步日志模式还是异步日志模式下都是最佳的!那本文就介绍的是使用 log4j2 作为 slf4j 的具体实现。

log4j2 依赖

Spring Boot 整合 slf4j+log4j2 实现日志管理
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        <!-- 去掉logback配置 -->
        <exclusions>
            <exclusion>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-starter-logging</artifactId>
            </exclusion>
        </exclusions>
    </dependency>

    <!-- 引入log4j2依赖 -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-log4j2</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>
Spring Boot 整合 slf4j+log4j2 实现日志管理

 

log4j2 使用

Spring Boot 整合 slf4j+log4j2 实现日志管理
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

// 这了两种写法都 OK,推荐第一种,不用每次都要修改类名
private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());
private static final Logger logger = LogManager.getLogger(UserController.class);
//...
logger.debug("this is debug");
logger.info("this is info");
Spring Boot 整合 slf4j+log4j2 实现日志管理

 

log4j2 日志级别

从小到大依次是:all、trace、debug、info、warn、error、fatal、off

由于我们使用的是 slf4j 接口包,该接口包中只提供了未标有删除线的日志级别的输出。

log4j2 配置文件结构

配置文件的主要结构如下:

  • Appenders:
    • Appender
      • Filter
      • Layout
      • Policies
      • Strategy
  • Loggers
    • Logger
    • RootLogger

Appender

Appender 可以理解为一个管道,定义了日志内容的去向(保存位置)。

  • 配置一个或者多个 Filter
  • 配置 Layout 来控制日志信息的输出格式。
  • 配置 Policies 以控制日志何时(When)进行滚动。
  • 配置 Strategy 以控制日志如何(How)进行滚动。

注意点:

  • 多个 appender 不能指向同一个日志文件,否则会报错:Configuration has multiple incompatible Appenders pointing to the same resource 'logs/mybatis-demo-warn.log'
  • ImmediateFlush=true,一旦有新日志写入,立马将日志写入到磁盘的文件中。当日志很多,这种频繁操作文件显然性能很低下
  • immediateFlush:log4j2 接收到日志事件时,是否立即将日志刷到磁盘。默认为 true。
  • BufferedIO: 文件流写出是否使用缓冲,true 表示使用,默认值为 false 即不使用缓冲。测试显示,即使在启用immediateFlush 的情况下,设置 bufferedIO=true 也能提高性能。
  • 一个 LogConfig 可以使用多个 appender,一个 appender 也可以被多个 LogConfig 使用

官宣——Appender

PatternLayout

这是常用的日志格式化类,其它日志格式化类很少用。

<PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n" charset="UTF-8"/>

常用说明:

Copy
%d{HH:mm:ss.SSS} 表示输出到毫秒的时间
%t 输出当前线程名称
%-5level 输出日志级别,-5表示左对齐并且固定输出5个字符,如果不足在右边补0
%logger 输出logger名称,因为Root Logger没有名称,所以没有输出
%msg 日志文本
%n 换行

其他常用的占位符有:
%F 输出所在的类文件名,如Client.java
%L 输出行号
%M 输出所在方法名
%l 输出语句所在的行数, 包括类名、方法名、文件名、行数

关于 pattern 的格式点击 官宣——Pattern Layout

Filter

Filters 决定日志事件能否被输出。过滤条件有三个值:ACCEPT(接受)DENY(拒绝)NEUTRAL(中立)

常用的 Filter 实现类有:

  • LevelRangeFilter
  • TimeFilter
  • ThresholdFilter

简单说就是 log4j2 中的过滤器 ACCEPT 和 DENY 之后,后续的过滤器就不会执行了,只有在 NEUTRAL 的时候才会执行后续的过滤器

Spring Boot 整合 slf4j+log4j2 实现日志管理
<Console name="Console">

    <!--
        设置 onMismatch="NEUTRAL" 可以让日志经过后续的过滤器
        最后一个过滤器建议设置 onMismatch="DENY", 不然日志就输出了。
    -->
    <Filters>

        <!-- 从大到小:error, warn, info, debug, trace -->
        <LevelRangeFilter minLevel="error" maxLevel="info" onMatch="ACCEPT" onMismatch="NEUTRAL" />

        <!-- 只允许在每天的 8点~8点半 之间输出日志 -->
        <TimeFilter start="08:00:00" end="08:30:00" onMatch="ACCEPT" onMismatch="DENY" />
    </Filters>

    <PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n" charset="UTF-8"/>
</Console>
Spring Boot 整合 slf4j+log4j2 实现日志管理

 

LevelRangeFilter 对它们进行了 ACCEPT,而剩下的 trace Msg 和 debug Msg 则会经过下一个过滤器。

Policy

Policy & Strategy

  • Policy 是用来控制日志文件何时(When)进行 Rolling/滚动的;
  • Strategy 是用来控制日志文件如何(How)进行 Rolling/滚动的。

所谓「日志滚动」就是当达到设定的条件后,日志文件进行切分。比如:工程师想让系统中的日志按日进行切分,并且按月归档。

Rolling 的意思是当满足一定条件后,就重命名原日志文件用于备份,并重新生成一个新的日志文件。例如需求是每天生成一个日志文件,但是如果一天内的日志文件体积已经超过 1G,就重新生成。两个条件满足一个即可

Policy常用的实现类:

  • SizeBasedTriggeringPolicy,根据日志文件的大小进行滚动。单位有:KBMBGB
  • CronTriggeringPolicy,使用 Cron 表达式进行日志滚动,很灵活
  • TimeBasedTriggeringPolicy,这个配置需要和 filePattern 结合使用,注意 filePattern 中配置的文件重命名规则。滚动策略依赖于 filePattern 中配置的最具体的时间单位,根据最具体的时间单位进行滚动。这种方式比较简洁。CronTriggeringPolicy 策略更强大

在 TimeBasedTriggeringPolicy 标签中加上了 modulate 属性并设置为 true,该属性的意思是是否对日志生成时间进行调制。若为 true,则日志时间将以 0 点为边界进行偏移计算。例如第一次日志保存时间是 3 点,modulate为 trueinterval 是 4h。那么下次生成日志时间是 4点,08:00,12:00……。

Spring Boot 整合 slf4j+log4j2 实现日志管理
<Appenders>
    <RollingRandomAccessFile name="File" fileName="logs/app.log"
                                filePattern="logs/$${date:hh-mm}/%d{hh-mm-ss}.app.%i.log" >
        <PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n" charset="UTF-8"/>

        <Policies>
            <!-- 每 5s 翻滚一次 -->
            <!--<CronTriggeringPolicy schedule="0/5 * * * * ?" />-->

            <!--
                filePattern中最具体的时间单位是 秒。
                这里用 TimeBasedTriggeringPolicy 替换 CronTriggeringPolicy

                注意:modulate属性是指从启动时间开始算5秒,还是从0秒开始算5秒,运行一下就明白了。
                modulate: true(默认值) // 会从启动时间开始算 5秒
                modulate: false // 从 0秒开始算
            -->
            <TimeBasedTriggeringPolicy interval="5" modulate="true"/>
            <SizeBasedTriggeringPolicy size="10 MB"/>
        </Policies>
        <DefaultRolloverStrategy max="10" />
    </RollingRandomAccessFile>
</Appenders>
Spring Boot 整合 slf4j+log4j2 实现日志管理

 

Strategy

Strategy常用的实现类:

  • DefaultRolloverStrategy
  • DirectWriteRolloverStrategy

这两个 Strategy 都是控制如何进行日志滚动的。

DefaultRolloverStrategy 默认的 max为 7。

<DefaultRolloverStrategy max="7"/>

max 参数指定了计数器的最大值。一旦计数器达到了最大值,过旧的文件将被删除。

注意:不要认为 max 参数是需要保留的日志文件的最大数目。

max 参数是与 filePattern 中的计数器 %i 配合起作用的,其具体作用方式与 filePattern 的配置密切相关。

1.如果filePattern中仅含有date/time pattern,每次rollover时,将用当前的日期和时间替换文件中的日期格式对文件进行重命名。max参数将不起作用。

如,filePattern="logs/app-%d{yyyy-MM-dd}.log"

2.如果 filePattern 中仅含有整数计数器(即%i ),每次 rollover 时,文件重命名时的计数器将每次加1(初始值为1),若达到 max 的值,将删除旧的文件。

如,filePattern="logs/app-%i.log"

3.如果 filePattern 中既含有 date/time pattern,又含有 %i,每次 rollover 时,计数器将每次加 1,若达到 max 的值,将删除旧的文件,直到 data/time pattern 不再符合,被替换为当前的日期和时间,计数器再从1开始。

如,filePattern="logs/app-%d{yyyy-MM-dd HH-mm}-%i.log"

Appender 类型

FileAppender(File)、RandomAccessFileAppender(RandomAccessFile)

  • 相同点:写入日志信息到文件
  • 不同点:使用的 I/O 实现类不同,前者使用 FileOutputStream,后者使用 RandomAccessFile

官方文档说是在 bufferedIO=true (默认是 true )的情况下,性能提升 20% ~ 200%

常用属性:

  • fileName:来指定文件位置,文件或目录不存在则会自动创建。
  • immediateFlush:是否每次写入都要立刻刷新到硬盘中。默认 true,如果使用默认值可能会影响性能。

RollingFileAppender(RollingFile)、RollingRandomAccessFileAppender(RollingRandomAccessFile)

  • 相同点:写入日志信息到文件
  • 不同点:使用的 I/O 实现类不同,前者使用 FileOutputStream,后者使用 RandomAccessFile
  • 上一对的实现类不能进行「日志滚动」,而带有 rolling 字样的 appender 就可以实现「滚动」功能。有「滚动」,会判断是否满足封存文件的要求,执行日志存档操作。

RollingRandomAccessFile Appender,相比 RollingFileAppender有很大的性能提升,官网宣称是20-200%

Spring Boot 整合 slf4j+log4j2 实现日志管理
<RollingRandomAccessFile name="File" fileName="logs/app.log"
                            filePattern="logs/$${date:hh-mm}/%d{hh-mm-ss}.app.%i.log" >
    <PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n" charset="UTF-8"/>
    <Policies>
        <!-- 每 5s 翻滚一次 -->
        <CronTriggeringPolicy schedule="0/5 * * * * ?" />
        <SizeBasedTriggeringPolicy size="10 MB"/>
    </Policies>
    <DefaultRolloverStrategy max="10" />
</RollingRandomAccessFile>
</Appenders>
Spring Boot 整合 slf4j+log4j2 实现日志管理

 

常用属性:

  • filePattern:指定当发生Rolling时,文件的转移和重命名规则。至于其中的 $${date:hh-mm} 是表示了一个文件夹(以 小时-分钟)命名。
  • DefaultRolloverStrategy 指定了如何(How)进行翻滚,并且指定了最大翻滚次数(影响%i参数值),超过次数之后会按照相应的规则删除旧日志。
  • Policies: 这里就是规定了何时进行滚动(When),可以有多个Policy。
    • CronTriggeringPolicy,比如设置每 5s 进行一次翻滚
    • SizeBasedTriggeringPolicy 指定当文件体积大于size指定的值时,触发Rolling。例如,如果当前文件超过了 10MB,但是文件的名字还没有进行翻滚(建立新文件),那么就会用%i的方式进行翻滚。

如果配置的是 RollingFile 或 RollingRandomAccessFile,则必须配置一个 Policy

翻滚理解

假设计数器次数设为2次 <DefaultRolloverStrategy max="2" />filePattern 中既含有 date/time pattern,又含有 %i

当满足翻滚触发条件时(时间间隔到了 OR 文件大小超了),就会启动 Rolling

app.log

第一次翻滚:app.log app.1.log // app.log -> app.1.log
第二次翻滚:app.log app.1.log app.2.lop // app.log -> app.2.log

一个循环结束,到达了最大保存数 2 了,那么,app1.log 会被删除,下一个 app3.log 就会覆盖 app2.logapp2.log会改名为app1.log

第三次翻滚:app.log app.2.lop app.3.lop // app.log -> app.3.log
第四次翻滚:app.log app.3.lop app.4.lop // app.log -> app.4.log

理解:编号最近的一次也就是最新的一次 log,而采取了 Policy 方式的日志,fileName 中保存的日志将不会是全量的日志,而是根据你 Policy 的条件切分后的最近一次的日志内容。

一个 Appender 示例

按月归档日志,按日进行切分,限制单文件大小为 500MB, 一天最多生成20个文件,也就是(20 * 500)MB大小的日志

Spring Boot 整合 slf4j+log4j2 实现日志管理
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration name="baseConf" status="warn" monitorInterval="30">

    <Appenders>
        <RollingRandomAccessFile name="File" fileName="logs/app.log"
                                 filePattern="logs/$${date:yyyy-MM}/%d{yyyy-MM-dd}.app.%i.log" >
            <PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n" charset="UTF-8"/>
            <Policies>
                <TimeBasedTriggeringPolicy interval="1" modulate="false"/>
                <SizeBasedTriggeringPolicy size="500MB"/>
            </Policies>
            <DefaultRolloverStrategy max="20" />
        </RollingRandomAccessFile>
    </Appenders>

    <Loggers>
        <Root level="info">
            <AppenderRef ref="File"/>
        </Root>
    </Loggers>

</Configuration>
Spring Boot 整合 slf4j+log4j2 实现日志管理

 

Logger

简单说 Logger 就是一个路由器,指定类、包中的日志信息流向哪个管道,以及控制他们的流量(日志级别)

Logger 部分为两个 Logger:

  • RootLogger(必须配置)
  • Logger

注意:Logger 中也可以加过滤器的!

日志重复打印问题

如果 Root 中的日志包含了 Logger 中的日志信息,并且 AppenderRef 是一样的配置,则日志会打印两次。

这时候我们需要使用一个 Logger 的属性来解决,那就是 additivity,其默认值为 true,需要配置为false

Spring Boot 整合 slf4j+log4j2 实现日志管理
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration name="baseConf" status="warn" monitorInterval="30">

    <Appenders>
        <Console name="Console">
            <PatternLayout>
                <Pattern>%d %p %c{1.} [%t] %m%n</Pattern>
            </PatternLayout>
        </Console>
    </Appenders>

    <Loggers>
        <Logger name="me.master.snail.log.LogMain" level="info" additivity="false">
            <AppenderRef ref="Console"/>
        </Logger>

        <Root level="trace">
            <AppenderRef ref="Console"/>
            <Filters>
                <LevelRangeFilter minLevel="error" maxLevel="info" onMatch="ACCEPT" onMismatch="DENY" />
            </Filters>
        </Root>
    </Loggers>
</Configuration>
Spring Boot 整合 slf4j+log4j2 实现日志管理

 

  • RootLogger 只能有 1 个,普通的 Logger 可以定义多个,可以细致到给某个类定义;
  • 多个 Logger 配置重复了,在日志文件中会重复;
  • 每一个 Logger 对应的 name 是包路径,表示在 name 包下的类使用 AppenderRef 指向的日志模板来输出日志;
  • 不同的 LogConfig 之间其实是有继承关系的,子 LogConfig 会继承 parent 的属性,而所有 LogConfig 都继承自 Root LogConfig。所以即使只配置了 root logger,你一样可以在任何地方通过 LoggerFactory.getLogger 获取一个 logger 对象,记录日志;
  • 先配置一个 Root,让所有需要使用日志的 logger 继承,然后对有特别需要的 logger 进行特殊的配置,比如我们希望 org.springframework 包只记录 error以及 warn 级别的 log,再比如,我们希望能显示mybatis 执行的 sql 的日志,都可以进行个性化的配置;

Logger 等级实验

Spring Boot 整合 slf4j+log4j2 实现日志管理
<logger name="org.springframework" level="INFO" additivity="true">
    <AppenderRef ref="InfoLog"/>
</logger>

<Root level="ERROR" additivity="true">
    <AppenderRef ref="Console"/>
    <AppenderRef ref="InfoLog"/>
    <AppenderRef ref="WarnLog"/>
    <AppenderRef ref="ErrorLog"/>
</Root>
Spring Boot 整合 slf4j+log4j2 实现日志管理

 

  • ROOT 等级设为 ERROR 时,org.springframework Logger 等级设为 OFF 时,发现原来的 warn.log 和 info.log 文件中,都只有级别大于或等于 ERROR 的日志信息了;
  • ROOT 等级设为 ERROR 时,org.springframework Logger 等级设为 INFO 时,发现info.log 文件中,增加了 org.springframework 包的相关 INFO 级别的日志信息了;

总结:

  • Logger 日志等级和 appender 日志等级的关系:logger 日志等级和 appender 日志等级,谁「高」听谁的;
  • 普通 Logger 的优先级高
应对软件变化
上一篇:SB slf4j + filter 实现检测接口响应时间【日志】


下一篇:关于@Slf4j注解