日志技术及JUL入门

Posted 2021-03-14 dalianpai

1. 日志的概念

1.1 日志文件
日志文件是用于记录系统操作事件的文件集合，可分为事件日志和消息日志。具有处理历史数据、诊断
问题的追踪以及理解系统的活动等重要作用。
在计算机中，日志文件是记录在操作系统或其他软件运行中发生的事件或在通信软件的不同用户之间的
消息的文件。记录是保持日志的行为。在最简单的情况下，消息被写入单个日志文件 。
许多操作系统，软件框架和程序包括日志系统。广泛使用的日志记录标准是在因特网 工程任务组
（IETF ）RFC 5424中定义的 syslog。 syslog标准使专用的标准化子系统能够生成，过滤，记录和分析日
志消息。
1.1.1 调试日志
软件开发中，我们经常需要去调试程序，做一些信息，状态的输出便于我们查询程序的运行状况。为了
让我们能够更加灵活和方便的控制这些调试的信息，所有我们需要专业的日志技术。java中寻找bug会
需要重现。调试也就是debug 可以在程序运行中暂停程序运行，可以查看程序在运行中的情况。日志主
要是为了更方便的去重现问题。
1.1.2 系统日志
系统日志是记录系统中硬件、软件和系统问题的信息，同时还可以监视系统中发生的事件。用户可以通
过它来检查错误发生的原因，或者寻找受到攻击时攻击者留下的痕迹。系统日志包括系统日志、应用程
序日志和安全日志。
系统日志的价值
系统日志策略可以在故障刚刚发生时就向你发送警告信息，系统日志帮助你在最短的时间内发现问题。
系统日志是一种非常关键的组件，因为系统日志可以让你充分了解自己的环境。这种系统日志信息对于
决定故障的根本原因或者缩小系统攻击范围来说是非常关键的，因为系统日志可以让你了解故障或者袭
击发生之前的所有事件。为虚拟化环境制定一套良好的系统日志策略也是至关重要的，因为系统日志需
要和许多不同的外部组件进行关联。良好的系统日志可以防止你从错误的角度分析问题，避免浪费宝贵
的排错时间。另外一种原因是借助于系统日志，管理员很有可能会发现一些之前从未意识到的问题，在
几乎所有刚刚部署系统日志的环境当中。

2. JAVA 日志框架
问题：
1. 控制日志输出的内容和格式
2. 控制日志输出的位置
3. 日志优化：异步日志，日志文件的归档和压缩
4. 日志系统的维护
5. 面向接口开发 -- 日志的门面

2.1 为什么要用日志框架
因为软件系统发展到今天已经很复杂了，特别是服务器端软件，涉及到的知识，内容，问题太多。在某
些方面使用别人成熟的框架，就相当于让别人帮你完成一些基础工作，你只需要集中精力完成系统的业
务逻辑设计 。而且框架一般是成熟，稳健的，他可以处理系统很多细节问题，比如，事务处理，安全
性，数据流控制等问题。还有框架一般都经过很多人使用，所以结构很好，所以扩展性也很好，而且它
是不断升级的，你可以直接享受别人升级代码带来的好处。

2.2 现有的日志框架
JUL（java util logging）、logback、log4j、log4j2
JCL（Jakarta Commons Logging）、slf4j（ Simple Logging Facade for Java）
日志门面
JCL、slf4j
日志实现
JUL、logback、log4j、log4j2

3. JUL 学习

3.1 JUL入门
3.1.1 架构介绍

 

 

 

Loggers：被称为记录器，应用程序通过获取Logger对象，调用其API来来发布日志信息。Logger通常时应用程序访问日志系统的入口程序。

Appenders：也被称为Handlers，每个Logger都会关联一组Handlers，Logger会将日志交给关联Handlers处理，由Handlers负责将日志做记录。Handlers在此是一个抽象，其具体的实现决定了日志记录的位置可以是控制台、文件、网络上的其他日志服务或操作系统日志等。

Layouts：也被称为Formatters，它负责对日志事件中的数据进行转换和格式化。Layouts决定了数据在一条日志记录中的最终形式。

Level：每条日志消息都有一个关联的日志级别。该级别粗略指导了日志消息的重要性和紧迫，我可以将Level和Loggers，Appenders做关联以便于我们过滤消息。

Filters ：过滤器，根据需要定制哪些信息会被记录，哪些信息会被放过。

总结一下就是：
用户使用Logger来进行日志记录，Logger持有若干个Handler，日志的输出操作是由Handler完成的。
在Handler在输出日志前，会经过Filter的过滤，判断哪些日志级别过滤放行哪些拦截，Handler会将日
志内容输出到指定位置（日志文件、控制台等）。Handler在输出日志时会使用Layout，将输出内容进
行排版。

3.1.2 入门案例

public class JulTest {


    // 快速入门
    @Test
    public void testQuick()throws Exception{
        // 1.获取日志记录器对象
        Logger logger = Logger.getLogger("com.example.test.JULTest");
        // 2.日志记录输出
        logger.info("hello jul");

        // 通用方法进行日志记录
        logger.log(Level.INFO,"info msg");


        // 通过占位符 方式输出变量值
        String name = "test";
        Integer age = 13;
        logger.log(Level.INFO,"用户信息：{0},{1}",new Object[]{name,age});

    }
}

 

3.2 日志的级别
jul中定义的日志级别

 

 虽然我们测试了 7个日志级别但是默认只实现info以上的级别

// 日志级别
    @Test
    public void testLogLevel()throws Exception{
        // 1.获取日志记录器对象
        Logger logger = Logger.getLogger("com.example.test.JULTest");
        // 2.日志记录输出
        logger.severe("severe");
        logger.warning("warning");
        logger.info("info"); // 默认日志输出级别
        logger.config("config");
        logger.fine("fine");
        logger.finer("finer");
        logger.finest("finest");

    }

 自定义日志级别配置

 // 自定义日志级别
    @Test
    public void testLogConfig()throws Exception{
        // 1.获取日志记录器对象
        Logger logger = Logger.getLogger("com.example.test.JULTest");


        // 关闭系统默认配置
        logger.setUseParentHandlers(false);

        // 自定义配置日志级别
        // 创建ConsolHhandler 控制台输出
        ConsoleHandler consoleHandler = new ConsoleHandler();

        // 创建简单格式转换对象
        SimpleFormatter simpleFormatter = new SimpleFormatter();

        // 进行关联
        consoleHandler.setFormatter(simpleFormatter);
        logger.addHandler(consoleHandler);


        // 配置日志具体级别
        logger.setLevel(Level.ALL);
        consoleHandler.setLevel(Level.ALL);


        // 场景FileHandler  文件输出
        FileHandler fileHandler = new FileHandler("d:jul.log");

        // 进行关联
        fileHandler.setFormatter(simpleFormatter);
        logger.addHandler(fileHandler);

        // 2.日志记录输出
        logger.severe("severe");
        logger.warning("warning");
        logger.info("info"); // 默认日志输出级别
        logger.config("config");
        logger.fine("fine");
        logger.finer("finer");
        logger.finest("finest");

    }

日志：

一月 21, 2020 4:10:45 下午 com.example.test.JulTest testLogConfig
严重: severe
一月 21, 2020 4:10:45 下午 com.example.test.JulTest testLogConfig
警告: warning
一月 21, 2020 4:10:45 下午 com.example.test.JulTest testLogConfig
信息: info
一月 21, 2020 4:10:45 下午 com.example.test.JulTest testLogConfig
配置: config
一月 21, 2020 4:10:45 下午 com.example.test.JulTest testLogConfig
详细: fine
一月 21, 2020 4:10:45 下午 com.example.test.JulTest testLogConfig
较详细: finer

一月 21, 2020 4:10:45 下午 com.example.test.JulTest testLogConfig
非常详细: finest

3.3 Logger之间的父子关系
JUL中Logger之间存在父子关系，这种父子关系通过树状结构存储，JUL在初始化时会创建一个顶层
RootLogger作为所有Logger父Logger，存储上作为树状结构的根节点。并父子关系通过路径来关联。

// Logger对象父子关系
    @Test
    public void testLogParent()throws Exception{

        Logger logger1 = Logger.getLogger("com.example.test.JULTest");
        Logger logger2 = Logger.getLogger("com");

        // 测试
        System.out.println(logger1.getParent() == logger2);
        // 所有日志记录器的顶级父元素 LogManager$RootLogger，name ""
        System.out.println("logger2 Parent:"+logger2.getParent() + ",name:" + logger2.getParent().getName());

        // 关闭默认配置
        logger2.setUseParentHandlers(false);

        // 设置logger2日志级别
        // 自定义配置日志级别
        // 创建ConsolHhandler 控制台输出
        ConsoleHandler consoleHandler = new ConsoleHandler();

        // 创建简单格式转换对象
        SimpleFormatter simpleFormatter = new SimpleFormatter();

        // 进行关联
        consoleHandler.setFormatter(simpleFormatter);
        logger2.addHandler(consoleHandler);


        // 配置日志具体级别
        logger2.setLevel(Level.ALL);
        consoleHandler.setLevel(Level.ALL);

        logger2.severe("severe");
        logger2.warning("warning");
        logger2.info("info");
        logger2.config("config");
        logger2.fine("fine");
        logger2.finer("finer");
        logger2.finest("finest");
    }

3.4 日志的配置文件
默认配置文件路径$JAVAHOMEjreliblogging.properties

// 加载自定义配置文件
    @Test
    public void testLogProperties()throws Exception{

        // 读取配置文件，通过类加载器
        InputStream ins = JulTest.class.getClassLoader().getResourceAsStream("logging.properties");
        // 创建LogManager
        LogManager logManager = LogManager.getLogManager();
        // 通过LogManager加载配置文件
        logManager.readConfiguration(ins);

        // 创建日志记录器
        Logger logger = Logger.getLogger("com.example");

        logger.severe("severe");
        logger.warning("warning");
        logger.info("info");
        logger.config("config");
        logger.fine("fine");
        logger.finer("finer");
        logger.finest("finest");


        Logger logger2 = Logger.getLogger("test");

        logger2.severe("severe test");
        logger2.warning("warning test");
        logger2.info("info test");
        logger2.config("config test");
        logger2.fine("fine test");
        logger2.finer("finer test");
        logger2.finest("finest test");

    }

# RootLogger 顶级父元素指定的默认处理器为：ConsoleHandler
handlers= java.util.logging.ConsoleHandler

# RootLogger 顶级父元素默认的日志级别为：ALL
.level= SEVERE

# 自定义 Logger 使用
# com.example.handlers = java.util.logging.ConsoleHandler
# com.example.level = CONFIG

# 关闭默认配置
com.example.useParentHanlders = false


# 向日志文件输出的 handler 对象
# 指定日志文件路径 /logs/java0.log
java.util.logging.FileHandler.pattern = d:java%u.log
# 指定日志文件内容大小
java.util.logging.FileHandler.limit = 50000
# 指定日志文件数量
java.util.logging.FileHandler.count = 1
# 指定 handler 对象日志消息格式对象
java.util.logging.FileHandler.formatter = java.util.logging.SimpleFormatter
# 指定以追加方式添加日志内容
java.util.logging.FileHandler.append = true


# 向控制台输出的 handler 对象
# 指定 handler 对象的日志级别
java.util.logging.ConsoleHandler.level = ALL
# 指定 handler 对象的日志消息格式对象
java.util.logging.ConsoleHandler.formatter = java.util.logging.SimpleFormatter
# 指定 handler 对象的字符集
java.util.logging.ConsoleHandler.encoding = UTF-8

# 指定日志消息格式
java.util.logging.SimpleFormatter.format = %4$s: %5$s [%1$tc]%n

3.5 日志原理解析
1. 初始化LogManager
1. LogManager加载logging.properties配置
2. 添加Logger到LogManager
2. 从单例LogManager获取Logger
3. 设置级别Level，并指定日志记录LogRecord
4. Filter提供了日志级别之外更细粒度的控制
5. Handler是用来处理日志输出位置
6. Formatter是用来格式化LogRecord的