log4j 日志框架使用

Posted 2022-01-15 Firm陈

Log4j是Apache下的一款开源的日志框架，能够满足我们在项目中对于日志记录的需求。一般来讲，在项目中，我们会结合slf4j和log4j一起使用。Log4j提供了简单的API调用，强大的日志格式定义以及灵活的扩展性。我们可以自己定义Appender来满足我们对于日志输出的需求。

什么是日志框架
我们在系统中对于记录日志的需求并不单纯。首先，我们希望日志要能持久化到磁盘，最基本的就是要能够保存到文件中；其次，我们希望在开发和生产环境中记录的日志并不相同，明显开发环境的日志记录会更多方便调试，但放到生产环境下大量的日志很容易会撑爆服务器，因此在生产环境我们希望只记录重要信息。

基于不单纯的目的，System.out.println是直接不能满足我们的要求，因此抛弃它，选择功能更强的日志框架。而log4j是apache下一款著名的开源日志框架，log4j满足上面的一切需求。

记录日志的框架并不仅仅只有log4j，比较有名的还有logback等，现在比较火的SpringBoot默认集成的日志就是logback。不管哪种日志框架，一般都能够实现日志的持久化功能。

集成slf4j-log4j到系统
slf4j-log4j的使用也是非常简单的，几个jar包，一个配置文件（log4j.properties）就可以了。把jar包和配置文件都放到classpath下就可以了。那么配置文件都写些什么，一会再说，这是一个重点。

如果使用Maven来管理就更方便了，只需要导入如下依赖即可

<dependency>
    <groupId>org.slf4j</groupId>
    <artifactId>slf4j-log4j12</artifactId>
    <version>1.7.25</version>
</dependency>

log4j的日志级别
早就听说有日志级别这么回事，日志级别到底是个什么鬼？刚才提到了两个需求，一个是保存日志到不同的地方，另一个是开发和生产环境打印不同的日志，那么如何在不同的环境打印不同的日志，就是由日志级别来实现的。

日志一般分5个等级，从低到高分别是 DEBUG INFO WARN ERROR FATAL。对应中文的意思就是 调试信息 一般信息 警告信息 错误信息 严重错误信息。在记录日志的时候，就可以根据不同的日志级别来进行记录。比如，你要监控一下用户提交上来的注册信息，我们认为这是在开发环境才需要的，因此可以使用DEBUG级别记录。再比如一个支付场景，系统抛出了一个未知的异常，这肯定是一个非常严重的问题了，那么可以用FATAL或者ERROR来记录。

了解清楚等级划分之后，再来控制生成环境和开发环境输出的信息不同就很简单了，我可以配置一个最低的日志输出级别，在开发环境我设置为DEBUG，也就是所有的日志信息都能输出。在生产环境我可以设置为WARN，也就是只有WARN及以上级别的日志才会被输出，这样是不是就可以在不同的环境控制不同的日志输出了。

对于开发者，学习如何记录各等级的日志非常简单，日志框架一般都提供了非常人性化的API。比如记录debug信息就是 logger.debug(String msg) 记录 info信息就是 logger.info(String msg) 等等，logger是实例化的日志对象。复杂的在于什么场景下使用哪一个级别的日志信息，关于这个问题，在阿里的《java开发手册》的日志规约部分写的非常好，有兴趣的朋友可以参考一下。

log4j的appender
Appender是log4j的另一大优势，解决的就是日志输出目的地的问题。我们可以自己实现Appender来决定让日志输出到哪里。当然框架默认给我们已经提供了一些常用的Appender，比如输出到控制台的org.apache.log4j.ConsoleAppender，输出到文件的org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender等。系统已经默认给我们提供了大量的Appender，基本上可以满足我们的日常需求，当然如果你的需求比较特殊，可以自己实现Appender，也是非常简单的。只需要定义一个类，实现Appender接口就可以了。Appender接口中定义了一系列记录日志的方法，按照自己的规则实现这些方法即可。系统提供的Appender如下

log4j的配置
了解了log4j的两大核心，一个是日志级别，一个是Appender 之后，我们开始看看配置文件到底是什么样子的，下面一个截图，介绍了关于配置的大部分常用内容

注意，这里有一个日志的格式，也就是 ConversionPattern，那么这个值到底该如何配置呢？

%p：输出日志信息的优先级，即DEBUG，INFO，WARN，ERROR，FATAL。
%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，如：%dyyyy/MM/dd HH:mm:ss,SSS。
%r：输出自应用程序启动到输出该log信息耗费的毫秒数。
%t：输出产生该日志事件的线程名。
%l：输出日志事件的发生位置，相当于%c.%M(%F:%L)的组合，包括类全名、方法、文件名以及在代码中的行数。例如：test.TestLog4j.main(TestLog4j.java:10)。
%c：输出日志信息所属的类目，通常就是所在类的全名。
%M：输出产生日志信息的方法名。
%F：输出日志消息产生时所在的文件名称。
%L:：输出代码中的行号。
%m:：输出代码中指定的具体日志信息。
%n：输出一个回车换行符，Windows平台为"/r/n"，Unix平台为"/n"。
%x：输出和当前线程相关联的NDC(嵌套诊断环境)，尤其用到像java servlets这样的多客户多线程的应用中。
%%：输出一个"%"字符。
另外，还可以在%与格式字符之间加上修饰符来控制其最小长度、最大长度、和文本的对齐方式。如：
%20c：指定输出category的名称，最小的长度是20，如果category的名称长度小于20的话，默认的情况下右对齐。
%-20c："-"号表示左对齐。
%.30c：指定输出category的名称，最大的长度是30，如果category的名称长度大于30的话，就会将左边多出的字符截掉，但小于30的话也不会补空格。

到这里，log4j的配置就完成了。

一个简单的log4j配置文件的案例如下

### 设置###
log4j.rootLogger=DEBUG,stdout,E
log4j.logger.io.netty=WARN
log4j.logger.com.mchange=WARN
### 输出信息到控制抬 ###
log4j.appender.stdout=org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.stdout.Target=System.out
log4j.appender.stdout.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern=%p %dHH:mm:ss [%c:%L] %m%n
### 输出DEBUG 级别以上的日志到=E://logs/error.log ###
log4j.appender.D=org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender
log4j.appender.D.File=E://logs/log.log
log4j.appender.D.Append=true
log4j.appender.D.Threshold=DEBUG
log4j.appender.D.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.D.layout.ConversionPattern=%-dyyyy-MM-dd HH:mm:ss  [ %t:%r ] - [ %p ]  %m%n
### 输出ERROR 级别以上的日志到=E://logs/error.log ###
log4j.appender.E=org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender
log4j.appender.E.File=E://logs/error.log
log4j.appender.E.Append=true
log4j.appender.E.Threshold=ERROR
log4j.appender.E.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.E.layout.ConversionPattern=%-dyyyy-MM-dd HH:mm:ss  [ %t:%r ] - [ %p ]  %m%n

slf4j日志框架
Slf4j是一款日志记录框架，我们的项目中可能会用到很多的日志，比如commons-logging,又或者是log4j等等，那么不同的日志工具提供了不同的日志接口，我们的项目如果想换一个日志框架，可能需要改动许多的代码，这样slf4j就给我们提供了一种便捷的方式。它提供了一种对日志工具更高一层的抽象，只要导入slf4j的包和slf4j和采用日志工具整合的包，我们就可以使用slf4j来记录日志了，不用去考虑具体的日志工具的接口。那么以后如果要改变日志工具，我们就可以直接将要使用日志工具加到我们的项目中，而不需要改动代码。

日志跟踪（MDC）
高并发环境下，日志输出很容易出现找不到的情况，在传统阻塞模型下，针对每次请求都是一个线程，因此在输出格式的时候，输出线程名就可以实现了，那么跟日志的时候，就可以根据线程的名字进行跟踪。

当然这种跟踪方式有很多的弊端，首先线程是在线程池中的，来来回回也就那么几个线程，所有如果并发量很大，这种方式并不合适。另外对于多机环境，使用线程名的方式也并不靠谱。

为了解决线程名方式带来的问题，可以在当前线程中放置一个变量的形式，而这个变量的值可以是订单号，也可以随机。在日志输出的时候，将这个值输出出来，就可以保证每个线程的每次请求值是相同的。根据这个值就可以跟踪日志了。

这个值的存储可以使用ThreadLocal来存储，但实现还是比较麻烦，而日志又都有这个需求，因此日志框架就给我们提供了这个便捷的操作。MDC！

可以直接通过MDC.set(String key, String value)来设置。比如设置一个uid,值为UUID随机生成。就可以写成MDC.set(“uid”,UUID.randomUUID().toString());

在日志的配置文件中，加上 %uid 就可以输出这个值了。