Log4j介绍

Posted 2021-05-14 陈鹏烨

Log4j介绍

第1章.     Log4j 的优点

Log4j是 Apache的一个开放源代码项目，通过使用 Log4j，我们可以控制日志信息输送的；我们也可以控制每一条日志的输出格式；通过定义每一条日志信息的级别，我们能够更加细致地控制日志的生成过程。最令人感兴趣的就是，这些可以通过一个配置文件来灵活地进行配置，而不需要修改应用的代码。
log4j的好处在于：
1)        通过修改配置文件，就可以决定 log信息的目的地——控制台、文件、 GUI组件、甚至是套接口服务器、 NT的事件记录器、 UNIX Syslog守护进程等
2)        通过修改配置文件，可以定义每一条日志信息的级别，从而控制是否输出。在系统开发阶段可以打印详细的 log信息以跟踪系统运行情况 ,而在系统稳定后可以关闭 log输出 ,从而在能跟踪系统运行情况的同时 ,又减少了垃圾代码（ System.out.println(...... )等 )。
3)        使用 log4j，需要整个系统有一个统一的 log机制，有利于系统的规划。

第2章.     配置文件

Log4j由三个重要的组件构成：日志信息的优先级，日志信息的输出目的地，日志信息的输出格式。日志信息的优先级从高到低有 FATAL、 ERROR、 WARN、 INFO、 DEBUG，分别用来指定这条日志信息的重要程度；日志信息的输出目的地指定了日志将打印到控制台还是文件中；而输出格式则控制了日志信息的显示内容。

2.1.   日志信息的优先级

分为 OFF、 FATAL、 ERROR、 WARN、 INFO、 DEBUG、 ALL或者您定义的级别。
Log4j建议只使用四个级别，优先级从高到低分别是 ERROR、 WARN、 INFO、 DEBUG。通过在这里定义的级别，您可以控制到应用程序中相应级别的日志信息的开关。
假如在一个级别为 q的 Logger中发生一个级别为 p的日志请求，如果 p>=q,那么请求将被启用。这是 Log4j的核心原则。
比如在这里定义了 INFO级别，则应用程序中所有 DEBUG级别的日志信息将不被打印出来；

2.2.   输出源的使用

有选择的能用或者禁用日志请求仅仅是 Log4j的一部分功能。 Log4j允许日志请求被输出到多个输出源。用 Log4j的话说，一个输出源被称做一个 Appender。
Appender包括 console（控制台） , files（文件） , GUI components（图形的组件） , remote socket servers（ socket 服务） , JMS（ java信息服务） , NT Event Loggers（ NT的事件日志） , and remote UNIX Syslog daemons（远程 UNIX的后台日志服务）。它也可以做到异步记录。
一个 logger可以设置超过一个的 appender。
用 addAppender 方法添加一个 appender到一个给定的 logger。对于一个给定的 logger它每个生效的日志请求都被转发到该 logger所有的 appender上和该 logger的父辈 logger的 appender上。

2.2.1.  ConsoleAppender

如果使用 ConsoleAppender，那么 log信息将写到 Console。效果等同于直接把信息打印到 System.out上了。

2.2.2.  FileAppender

使用 FileAppender，那么 log信息将写到指定的文件中。这应该是比较经常使用到的情况。
相应地，在配置文件中应该指定 log输出的文件名。如下配置指定了 log文件名为dglog. txt
log4j.appender.A2.File=dglog.txt
注意将 A2替换为具体配置中 Appender的别名。

2.2.3.  DailyRollingAppender

使用 FileAppender可以将 log信息输出到文件中，但是如果文件太大了读起来就不方便了。这时就可以使用 DailyRollingAppender。 DailyRollingAppender可以把 Log信息输出到按照日期来区分的文件中。配置文件就会每天产生一个 log文件，每个 log文件只记录当天的 log信息：
log4j.appender.A2=org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender
log4j.appender.A2.file=dglog
log4j.appender.A2.DatePattern='.'yyyy-MM-dd
log4j.appender.A2.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.A2.layout.ConversionPattern= %5r %-5p %c{2} - %m%n

2.2.4.  org.apache.log4j.RollingFileAppender

文件大小到达指定尺寸的时候产生一个新的文件。
log4j.appender.R=org.apache.log4j.RollingFileAppender
log4j.appender.R.File= ../logs/dglog.log
# Control the maximum log file size
log4j.appender.R.MaxFileSize=100KB
# Archive log files (one backup file here)
log4j.appender.R.MaxBackupIndex=1
log4j.appender.R.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.R.layout.ConversionPattern=%p %t %c - %m%n
这个配置文件指定了输出源R，是一个轮转日志文件。最大的文件是100KB，当一个日志文件达到最大尺寸时，Log4J会自动把example.log重命名为dglog.log.1，然后重建一个新的dglog.log文件，依次轮转。

2.2.5.  org.apache.log4j.WriterAppender

将日志信息以流格式发送到任意指定的地方。

2.3.  Layout的配置

Layout指定了log信息输出的样式。

2.3.1.  布局样式

org.apache.log4j.htmlLayout（以HTML表格形式布局），
org.apache.log4j.PatternLayout（可以灵活地指定布局模式），
org.apache.log4j.SimpleLayout（包含日志信息的级别和信息字符串），
org.apache.log4j.TTCCLayout（包含日志产生的时间、线程、类别等等信息）

2.3.2.  格式

%m 输出代码中指定的消息
%p 输出优先级，即DEBUG，INFO，WARN，ERROR，FATAL
%r 输出自应用启动到输出该log信息耗费的毫秒数
%c 输出所属的类目，通常就是所在类的全名
%t 输出产生该日志事件的线程名
%n 输出一个回车换行符，Windows平台为"rn"，Unix平台为"n"
%d 输出日志时间点的日期或时间，默认格式为ISO8601，也可以在其后指定格式，比如：%d{yyy MMM dd HH:mm:ss,SSS}，输出类似：2002年10月18日 22：10：28，921
%l 输出日志事件的发生位置，包括类目名、发生的线程，以及在代码中的行数。举例：Testlog4.main(Test Log4.java:10)

2.3.3.  例子

例子1：显示日期和log信息
log4j.appender.A2.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.A2.layout.ConversionPattern=%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss,SSS} %m%n
打印的信息是：
2002-11-12 11:49:42,866 SELECT * FROM Role WHERE 1=1 order by createDate desc

例子2：显示日期，log发生地方和log信息
log4j.appender.A2.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.A2.layout.ConversionPattern=%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss,SSS} %l "#" %m%n
2002-11-12 11:51:46,313 cn.net.unet.weboa.system.dao.RoleDAO.select(RoleDAO.java:409) "#"
SELECT * FROM Role WHERE 1=1 order by createDate desc
  
例子3：显示log级别,时间,调用方法,log信息
log4j.appender.A2.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.A2.layout.ConversionPattern=[%-5p] %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss,SSS}
method:%l%n%m%n
log信息:
[DEBUG] 2002-11-12 12:00:57,376
method:cn.net.unet.weboa.system.dao.RoleDAO.select(RoleDAO.java:409)
SELECT * FROM Role WHERE 1=1 order by createDate desc

2.4.   配置文件的例子:

log4j.rootLogger=DEBUG
#将DAO层log记录到DAOLog,allLog中
log4j.logger.DAO=DEBUG,A2,A4
#将逻辑层log记录到BusinessLog,allLog中
log4j.logger.Businesslog=DEBUG,A3,A4

#A1--打印到屏幕上
log4j.appender.A1=org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.A1.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.A1.layout.ConversionPattern=%-5p [%t] %37c %3x - %m%n

#A2--打印到文件DAOLog中--专门为DAO层服务
log4j.appender.A2=org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender
log4j.appender.A2.file=DAOLog
log4j.appender.A2.DatePattern='.'yyyy-MM-dd
log4j.appender.A2.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.A2.layout.ConversionPattern=[%-5p] %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss,SSS}
method:%l%n%m%n

#A3--打印到文件BusinessLog中--专门记录逻辑处理层服务log信息
log4j.appender.A3=org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender
log4j.appender.A3.file=BusinessLog
log4j.appender.A3.DatePattern='.'yyyy-MM-dd
log4j.appender.A3.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.A3.layout.ConversionPattern=[%-5p] %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss,SSS}
method:%l%n%m%n

#A4--打印到文件alllog中--记录所有log信息
log4j.appender.A4=org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender
log4j.appender.A4.file=alllog
log4j.appender.A4.DatePattern='.'yyyy-MM-dd
log4j.appender.A4.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.A4.layout.ConversionPattern=[%-5p] %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss,SSS}
method:%l%n%m%n

第3章.     API使用

log4j使用步骤有3个：

3.1.   初始化

3.1.1.  Tomcat下的初始化

默认的Log4j initialization典型的应用是在web-server 环境下。在tomcat3.x和tomcat4.x下，你应该将配置文件Log4j.properties放在你的web应用程序的WEB-INF/classes 目录下。
Log4j将发现属性文件，并且以此初始化。这是使它工作的最容易的方法。
你也可以选择在运行tomcat前设置系统属性Log4j.configuration 。对于tomcat 3.x，TOMCAT_OPTS 系统变量是用来设置命令行的选项。对于tomcat4.0，用系统环境变量CATALINA_OPTS 代替了TOMCAT_OPTS。
UNIX 命令行
export TOMCAT_OPTS="-DLog4j.configuration=foobar.txt"
告诉Log4j用文件foobar.txt作为默认的配置文件。这个文件应该放在WEB-INF/classes 目录下。这个文件将被PropertyConfigurator所读。每个web-application将用不同的默认配置文件，因为每个文件是和它的web-application 相关的。
1. export TOMCAT_OPTS="-DLog4j.debug -DLog4j.configuration=foobar.xml" export TOMCAT_OPTS="-DLog4j.debug -DLog4j.configuration=foobar.xml"
告诉Log4j输出Log4j-internal的调试信息，并且用foobar.xml作为默认的配置文件。这个文件应该放在你的web-application的WEB-INF/classes 目录下。因为有.xml的扩展名，它将被DOMConfigurator所读。每个web-application将用不同的默认配置文件。因为每个文件都和它所在的web-application 相关的。
2. set TOMCAT_OPTS=-DLog4j.configuration=foobar.lcf
-DLog4j.configuratorClass=com.foo.BarConfigurator
告诉Log4j用文件foobar.lcf作为默认的配置文件。这个文件应该放在你的web-application的WEB-INF/classes 目录下。因为定义了Log4j.configuratorClass 系统属性，文件将用自定义的com.foo.barconfigurator类来解析。每个web-application将用不同的默认配置文件。因为每个文件都和它所在的web-application 相关的。
3. set TOMCAT_OPTS=-DLog4j.configuration=file:/c:/foobar.lcf set TOMCAT_OPTS=-DLog4j.configuration=file:/c:/foobar.lcf
告诉Log4j用文件foobar.lcf作为默认的配置文件。这个配置文件用URL file:/c:/foobar.lcf定义了全路径名。这样同样的配置文件将被所有的web-application所用。
不同的web-application将通过它们自己的类装载器来装载Log4j。这样，每个Log4j的环境将独立的运作，而没有任何的相互同步。例如：在多个web-application中定义了完全相同的输出源的FileAppenders将尝试写同样的文件。结果好象是缺乏安全性的。你必须确保每个不同的web-application的Log4j配置没有用到同样的系统资源。

3.1.2.  Servlet 的初始化

用一个特别的servlet来做Log4j的初始化也是可以的。如下是一个例子：
public class Log4jInit extends HttpServlet {
public void init() {
String prefix = getServletContext().getRealPath("/");
String file = getInitParameter("Log4j-init-file");
if(file != null) {
PropertyConfigurator.configure(prefix+file);
}
}
public void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse res) {
}
}

在web.xml中定义随后的servlet为你的web-application。
<servlet>
<servlet-name>Log4j-init</servlet-name>
<servlet-class>xx.xx.Log4jInit</servlet-class>
<init-param>
<param-name>Log4j-init-file</param-name>
<param-value>WEB-INF/classes/Log4j.properties</param-value>
</init-param>
<load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>
写一个初始化的servlet是最有弹性的初始化Log4j的方法。代码中没有任何限制，你可以在servlet的init方法中定义它。

3.2.   根据配置文件初始化log4j

log4j可以使用3中配置器来初始化：BasicConfigurator,DOMConfigurator,PropertyConfigurator
其语法为：
BasicConfigurator.configure ()： 自动快速地使用缺省Log4j环境。
PropertyConfigurator.configure ( String configFilename) ：读取使用Java的特性文件编写的配置文件。
DOMConfigurator.configure ( String filename ) ：读取XML形式的配置文件。
这里用的是PropertyConfigurator。使用PropertyConfigurator适用于所有的系统。如下的语句：
PropertyConfigurator.configure("log4j.properties");
就以log4j.properties为配置文件初始化好了log4j环境。
注意一点：这个语句只需要在系统启动的时候执行一次。例如，在ActionServlet的init()方法中调用一次。
public class ActionServlet extends HttpServlet{
...
/**
* Initialize global variables
*/
public void init() throws ServletException {
// 初始化Action资源
try{
initLog4j();
...
}catch(IOException e){
throw new ServletException("Load ActionRes is Error");
}
}
...
protected void initLog4j(){
PropertyConfigurator.configure("log4j.properties");
}
...
}//end class ActionServlet

3.3.   在需要使用log4j的地方获取Logger实例

使用Log4j，首先就是获取日志记录器，这个记录器将负责控制日志信息。其语法为：
public static Logger getLogger( String name)，
通过指定的名字获得记录器，如果必要的话，则为这个名字创建一个新的记录器。Name一般取本类的名字，比如：
static Logger logger = Logger.getLogger ( ServerWithLog4j.class.getName () ) ;
     Log4j使得通过软件组件命名logger很容易。我们可以通过Logger的静态的初始化方法在每一个类里定义一个logger，令logger的名字等于类名的全局名，而实现logger的命名。这是一个实效的简单的定义一个logger的方法。因为日志输出带有产生日志的类的名字，这个命名策略使得我们更容易定位到一个日志信息的来源。虽然普通，但却是命名logger的常用策略之一。
Log4j没有限制定义logger的可能。开发员可以自由的按照它们的意愿定义logger的名称。
然而，以类的所在位置来命名Logger好象是目前已知的最好方法。

3.4.   使用Logger对象的debug,info,fatal...方法

log.debug("it is the debug info");

第4章.     优化

一个经常引用的依靠于logging的参数是可以计算的花费。这是一个合理的概念，一个适度的应用程序可能产生成千上万个日志请求。许多努力花在测量和调试logging的优化上。Log4j要求快速和弹性：速度最重要，弹性是其次。

4.1.   日志为禁用时，日志的优化。

当日志被彻底的关闭，一个日志请求的花费等于一个方法的调用加上整数的比较时间。在233mhz的Pentium II 机器上这个花费通常在5-50纳秒之间。
然而，方法调用包括参数构建的隐藏花费。
例如，对于logger cat，logger.debug("Entry number: " + i + " is " + String.valueOf(entry[i]));
引起了构建信息参数的花费，例如，转化整数i和entry[i]到一个string，并且连接中间字符串，不管信息是否被输出。这个参数的构建花费可能是很高，它主要决定于被调用的参数的大小。
避免参数构建的花费应如下，

if(logger.isDebugEnabled())
{
        logger.debug("result is" + result );
}

如果logger的debug被关闭这将不会招致参数构建的花费。另一方面，如果logger是debug的话，它将产生两次判断 logger是否能用的花费。一次是在debugenabled，一次是debug。这是无关紧要的，因为判断日志的能用 只占日志实际花费时间的约1%。
在Log4j里，日志请求在Logger 类的实例里。Logger 是一个类，而不是一个接口。这大量的减少了在方法调用上的弹性化的花费。
当然用户采用预处理或编译时间技术去编译出所有的日志声明。这将导致完美的执行成效。然而因为二进制应用程序不包括任何的日志声明的结果，日志不可能对那个二进制程序开启。以我的观点，以这种较大的代价来换取较小的性能优化是不值得的。

4.2.   当日志状态为启用时，日志的优化。

这是本质上的优化logger的层次。当日志状态为开，Log4j依然需要比较请求的级别与logger的级别。然而， logger可能没有被安排一个级别；它们将从它们的father继承。这样，在继承之前，logger可能需要搜索它的ancestor。
这里有一个认真的努力使层次的搜索尽可能的快。例如，子logger仅仅连接到它的存在的father logger。
在先前展示的BasicConfigurator 例子中，名为com.foo.bar 的logger是连接到跟根logger，因此绕过 了不存在的logger com和com.foo。这将显著的改善执行的速度，特别是解析logger的层结构时。
典型的层次结构的解析的花费是logger彻底关闭时的三倍。

4.3.   日志信息的输出时，日志的优化。

这是主要花费在日志输出的格式化和发送它到它的输出源上。这里我们再一次的付出努力以使格式化执行的尽可能快。同appender一样。实际上典型的花费大约是100-300毫秒。
详情看org.apache.log4.performance.Logging。
虽然Log4j有许多特点，但是它的第一个设计目标还是速度。一些Log4j的组件已经被重写过很多次以改善性能。不过，投稿者经常提出了新的优化。你应该满意的知道，以SimpleLayout的配置执行测试已经展示了Log4j的输出同System.out.println一样快。