你用了这么久的Log4j2日志框架，真的对它有自己的理解吗？

Posted 2021-04-20 Java知音

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1.日志框架

日志接口(slf4j)

slf4j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(如log4j、logback)

日志实现(log4j、logback、log4j2)

• log4j是apache实现的一个开源日志组件

• logback同样是由log4j的作者设计完成的，拥有更好的特性，用来取代log4j的一个日志框架，是slf4j的原生实现

• log4j2是log4j 1.x和logback的改进版，据说采用了一些新技术（无锁异步、等等），使得日志的吞吐量、性能比log4j 1.x提高10倍，并解决了一些死锁的bug，而且配置更加简单灵活。

2.为什么需要日志接口，直接使用具体的实现不就行了吗？

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Log4j2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;)

使用日志接口便于更换为其他日志框架

log4j、logback、log4j2都是一种日志具体实现框架，所以既可以单独使用也可以结合slf4j一起搭配使用。

本文使用Log4j2作为slf4j的具体实现，引入的包如下：

<dependency>
    <groupId>org.slf4j</groupId>
    <artifactId>slf4j-api</artifactId>
    <version>1.7.25</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-slf4j-impl</artifactId>
    <version>2.11.0</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-core</artifactId>
    <version>2.11.0</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-api</artifactId>
    <version>2.11.0</version>
</dependency>

3.log4j2日志级别

从大到小依次是: off, fatal, error, warn, info, debug, trace, all

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。

4.log4j2配置文件的优先级

• Log4j will inspect the log4j.configurationFile system property and, if set, will attempt to load the configuration using the ConfigurationFactory that matches the file extension.

• If no system property is set the properties ConfigurationFactory will look for log4j2-test.properties in the classpath.

• If no such file is found the YAML ConfigurationFactory will look for log4j2-test.yaml or log4j2-test.yml in the classpath.

• If no such file is found the JSON ConfigurationFactory will look for log4j2-test.json or log4j2-test.jsn in the classpath.

• If no such file is found the XML ConfigurationFactory will look for log4j2-test.xml in the classpath.

• If a test file cannot be located the properties ConfigurationFactory will look for log4j2.properties on the classpath.

• If a properties file cannot be located the YAML ConfigurationFactory will look for log4j2.yaml or log4j2.yml on the classpath.

• If a YAML file cannot be located the JSON ConfigurationFactory will look for log4j2.json or log4j2.jsn on the classpath.

• If a JSON file cannot be located the XML ConfigurationFactory will try to locate log4j2.xml on the classpath.

• If no configuration file could be located the DefaultConfiguration will be used. This will cause logging output to go to the console.

5.对于log4j2配置文件的理解

配置文件结构:

1. Appdenders部分

1. Appender

1. Filter

2. Layout

3. Policies

4. Strategy

5. Appender

2. Loggers部分

1. Logger

2. RootLogger

6.对于Appender的理解

简单说Appender就是一个管道，定义了日志内容的去向(保存位置)。

配置一个或者多个Filter，Filter的过滤机制和Servlet的Filter有些差别，下文会进行说明。

• 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。

7.对于Logger的理解

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)

8.log4j2配置文件框架

配置文件格式

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<Configuration>

    <Appenders>

        <Appender>
            <Filters>
                <LevelRangeFilter minLevel="..." maxLevel="..." onMatch="..." onMismatch="..."/>
            </Filters>

            <PatternLayout pattern="..." charset="..."/>

            <Policies>
                <CronTriggeringPolicy schedule="..."/>
                <SizeBasedTriggeringPolicy size="..."/>
                <TimeBasedTriggeringPolicy />
            </Policies>
        </Appender>

        <Appender>
            // ...
        </Appender>

    </Appenders>

    <Loggers>

        <Logger>
            <AppenderRef ref="...">
        </Logger>

        <Root>
            <AppenderRef ref="...">
        </Root>

    </Loggers>

</Configuration>

9.Appender标签的实现类

其实这些标签都是类名或者类名去掉后缀。

Appender的常用的实现类有：

• ConsoleAppender(Console)

• FileAppender(File)、RandomAccessFileAppender(RandomAccessFile)

• RollingFileAppender(RollingFile)、RollingRandomAccessFileAppender(RollingRandomAccessFile)

打开这些实现类的源码，你一定会恍然大明白，括号中的是实现类在log4j2.xml配置文件中的标签名。

10.ConsoleAppender(Console)

该实现类会把日志输出到控制台中。

它有两种输出方式：

• SYSTEM_OUT(System.out)

• SYSTEM_ERR(System.err)

如果不配置，默认使用SYSTEM_OUT进行输出。括号中是调用的方法。

简单示例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration name="baseConf" status="warn" monitorInterval="30">

    <Appenders>

        <Console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
            <!-- 格式化日志 -->
            <PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n" charset="UTF-8"/>
        </Console>

    </Appenders>

    <Loggers>

        <!-- level默认为error -->
        <Root level="info">
            <!-- 这里引用了Appenders标签中的name值 -->
            <AppenderRef ref="RollingFile"/>
        </Root>

    </Loggers>

</Configuration>

其它属性可以参见官方文档: 

http://logging.apache.org/log4j/2.x/manual/appenders.html#ConsoleAppender

10-1.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)的情况下后者比前者性能提升20% ~ 200%，不明觉厉，就用后者吧。

简单示例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration name="baseConf" status="warn" monitorInterval="30">

    <Appenders>

        <RandomAccessFile name="File" fileName="logs/app.log" immediateFlush="false">
            <PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n" charset="UTF-8"/>
        </RandomAccessFile>

    </Appenders>

    <Loggers>

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

    </Loggers>

</Configuration>

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。

其它属性可以参见官方文档:

http://logging.apache.org/log4j/2.x/manual/appenders.html#RandomAccessFileAppender

10-2.RollingFileAppender(RollingFile)、RollingRandomAccessFileAppender(RollingRandomAccessFile)

这一对之间的区别与上一对之间的区别是一样的。

上一对的实现类不能进行日志滚动，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。

这时候这一对的作用就体现出来了。

简单示例：

<?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: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>

    <Loggers>

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

    </Loggers>

</Configuration>

1.filePattern：指定了日志滚动之后的文件命名格式，至于其中的{date:hh-mm}表达式下文介绍。

2.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。

3.Policies: 这里就是规定了何时进行滚动(When)，可以有多个Policy。

• CronTriggeringPolicy设置了每 5s 进行一次翻滚

• SizeBasedTriggeringPolicy设置了的话，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。

10-3.翻滚示例

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
第三次翻滚：app.log app.1.log app.2.lop app.3.lop // app.log -> app.3.log
第四次翻滚：app.log app.1.log app.2.lop app.3.lop app.4.lop // app.log -> app.4.log

一直到设定的翻滚次数10之后，会把旧的日志内容覆盖。

app.2.lop -> app.1.lop
app.3.lop -> app.2.lop
...
app.10.lop -> app.9.lop
app.log -> app.10.lop

一直这样循环下去，直到创建新文件。

11.Filters

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)。

11-1.常用的Filter实现类有

• LevelRangeFilter

• TimeFilter

• ThresholdFilter

11-2.上文中提到log4j2中的Filter与Servlet中的有差别。那么有什么差别呢？

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。

11-3.简单示例

测试代码：

public class LogMain {

    private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(LogMain.class);

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        logger.trace("trace Msg.");
        logger.debug("debug Msg.");
        logger.info("info Msg.");
        logger.warn("warn Msg.");
        logger.error("error Msg.");

    }

}

配置文件：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration name="baseConf" status="warn" monitorInterval="30">

    <Appenders>

        <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>

    </Appenders>

    <Loggers>

        <Root level="info">
            <AppenderRef ref="Console"/>
        </Root>

    </Loggers>

</Configuration>

输出结果：

17:51:53.546 [main] INFO  me.master.snail.log.LogMain - info Msg.
17:51:53.548 [main] WARN  me.master.snail.log.LogMain - warn Msg.
17:51:53.548 [main] ERROR me.master.snail.log.LogMain - error Msg.

如果当前时间不是 8点~8点半 之间，那么没有日志会输出。

这里的info Msg.、warn Msg.和error Msg.为什么会输出呢？

是因为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，然后依次类推。

12.PatternLayout

这是常用的日志格式化类，其它日志格式化类很少用。

关于其它日志类，可以打开PatternLayout类，找到其父类AbstractStringLayout, 看父类的实现类有哪些。

简单示例：

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

授人以鱼不如授人以渔。关于pattern的格式点击

http://logging.apache.org/log4j/2.x/manual/layouts.html#PatternLayout

具体的其它属性可以看源码也可以参考官方文档。

13.Policy & Strategy

上文也说了，Policy是用来控制日志文件何时(When)进行滚动的；Strategy是用来控制日志文件如何(How)进行滚动的。

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

如果想按月归档，按日切分日志，然后

13-1.Policy常用的实现类:

• SizeBasedTriggeringPolicy

• CronTriggeringPolicy

• TimeBasedTriggeringPolicy

13-1-1.SizeBasedTriggeringPolicy

根据日志文件的大小进行滚动。

<SizeBasedTriggeringPolicy size="10MB"/>

单位有：KB，MB，GB

13-1-2.CronTriggeringPolicy

使用Cron表达式进行日志滚动，很灵活。

<CronTriggeringPolicy schedule="0/5 * * * * ?" />

13-1-3.TimeBasedTriggeringPolicy

这个滚动策略依赖于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。

简单示例：

<?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: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>

    <Loggers>

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

    </Loggers>

</Configuration>

13-2.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，至于他们的区别我还是不太明白，大佬解释一下吧。

平时大部分用DefaultRolloverStrategy就可以了。

14.Logger

Logger部分就比较简单了，分为两个Logger:

• Root(必须配置)

• Logger

简单示例:

<?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>

        <Root level="trace">
            <AppenderRef ref="Console"/>
            <Filters>
                <LevelRangeFilter minLevel="error" maxLevel="info" onMatch="ACCEPT" onMismatch="DENY" />
            </Filters>
        </Root>

    </Loggers>

</Configuration>

注意：Logger中也可以加过滤器的哟~

14-1.比较重要的问题: 日志重复打印

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。

注意：有两个条件

• Root中的日志包含了Logger中的日志信息

• 且AppenderRef是一样的配置

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。

<?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>

15.Lookups

这个组件类似于JSTL的EL表达式，或者类似于Spring的SpEL表达式。

具体的语法很简单，这里就不粘贴复制了，查看官方文档：

http://logging.apache.org/log4j/2.x/manual/lookups.html

相信你用半个小时就学会了。

16.示例

为了大家快速开发（方便懒惰的同学），写一些示例。

16-1.输出到控制台

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration name="baseConf" status="warn" monitorInterval="30">

    <Appenders>

        <Console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
            <!-- 格式化日志 -->
            <PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n" charset="UTF-8"/>
        </Console>

    </Appenders>

    <Loggers>

        <!-- level默认为error -->
        <Root level="info">
            <!-- 这里引用了Appenders标签中的name值 -->
            <AppenderRef ref="RollingFile"/>
        </Root>

    </Loggers>

</Configuration>

16-2.输出到单个文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration name="baseConf" status="warn" monitorInterval="30">

    <Appenders>

        <RandomAccessFile name="File" fileName="logs/app.log" immediateFlush="false">
            <PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n" charset="UTF-8"/>
        </RandomAccessFile>

    </Appenders>

    <Loggers>

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

    </Loggers>

</Configuration>

16-3.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

<?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>

16-4.限制Spring框架日志的输出级别

<?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>

        <!--
            限制Spring框架日志的输出级别，其它框架类似配置
            或者使用 AppenderRef 标签，将其输出到指定文件中，记得加上 additivity="false"
        -->
        <logger name="org.springframework" level="INFO"/>

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

    </Loggers>

</Configuration>

学会以上这些理解和方法，相信就可以熟练使用了，加油！

END

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