Spring Boot 日志

1. Java 日志概览

说到 Java 日志，很多初学者可能都比较懵，因为这里涉及到太多东西了：Apache Commons Logging、Slf4j、Log4j、Log4j2、Logback、Java Util Logging 等等，这些框架各自有什么作用？他们之间有什么区别？

1.1 总体概览

下面这张图很好的展示了 Java 中的日志体系：

image

可以看到，Java 中的日志框架主要分为两大类：日志门面和日志实现。

日志门面

日志门面定义了一组日志的接口规范，它并不提供底层具体的实现逻辑。Apache Commons Logging 和 Slf4j 就属于这一类。

日志实现

日志实现则是日志具体的实现，包括日志级别控制、日志打印格式、日志输出形式（输出到数据库、输出到文件、输出到控制台等）。Log4j、Log4j2、Logback 以及 Java Util Logging 则属于这一类。

将日志门面和日志实现分离其实是一种典型的门面模式，这种方式可以让具体业务在不同的日志实现框架之间自由切换，而不需要改动任何代码，开发者只需要掌握日志门面的 API 即可。

日志门面是不能单独使用的，它必须和一种具体的日志实现框架相结合使用。

那么日志框架是否可以单独使用呢？

技术上来说当然没问题，但是我们一般不会这样做，因为这样做可维护性很差，而且后期扩展不易。例如 A 开发了一个工具包使用 Log4j 打印日志，B 引用了这个工具包，但是 B 喜欢使用 Logback 打印日志，此时就会出现一个业务使用两个甚至多个日志框架，开发者也需要维护多个日志的配置文件。因此我们都是用日志门面打印日志。

1.2 日志级别

使用日志级别的好处在于，调整级别，就可以屏蔽掉很多调试相关的日志输出。不同的日志实现定义的日志级别不太一样，不过也都大同小异。

Java Util Logging

Java Util Logging 定义了 7 个日志级别，从严重到普通依次是：

• SEVERE
• WARNING
• INFO
• CONFIG
• FINE
• FINER
• FINEST

因为默认级别是 INFO，因此 INFO 级别以下的日志，不会被打印出来。

Log4j

Log4j 定义了 8 个日志级别（除去 OFF 和 ALL，可以说分为 6 个级别），从严重到普通依次是：

• OFF：最高等级的，用于关闭所有日志记录。
• FATAL：重大错误，这种级别可以直接停止程序了。
• ERROR：打印错误和异常信息，如果不想输出太多的日志，可以使用这个级别。
• WARN：警告提示。
• INFO：用于生产环境中输出程序运行的一些重要信息，不能滥用。
• DEBUG：用于开发过程中打印一些运行信息。
• TRACE
• ALL 最低等级的，用于打开所有日志记录。

Logback

Logback 日志级别比较简单，从严重到普通依次是：

• ERROR
• WARN
• INFO
• DEBUG
• TRACE

1.3 综合对比

Java Util Logging 系统在 JVM 启动时读取配置文件并完成初始化，一旦应用程序开始运行，就无法修改配置。另外，这种日志实现配置也不太方便，只能在 JVM 启动时传递参数，像下面这样：

-Djava.util.logging.config.file=<config-file-name>。

由于这些局限性，导致 Java Util Logging 并未广泛使用。

Log4j 虽然配置繁琐，但是一旦配置完成，使用起来就非常方便，只需要将相关的配置文件放到 classpath 下即可。在很多情况下，Log4j 的配置文件我们可以在不同的项目中反复使用。

Log4j 可以和 Apache Commons Logging 搭配使用，Apache Commons Logging 会自动搜索并使用 Log4j，如果没有找到 Log4j，再使用 Java Util Logging。

比 Log4j + Apache Commons Logging 组合更得人心的是 Slf4j + Logback 组合。

Logback 是 Slf4j 的原生实现框架，它也出自 Log4j 作者（Ceki Gülcü）之手，但是相比 Log4j，它拥有更多的优点、特性以及更强的性能。

1.4 最佳实践

• 如果不想添加任何依赖，使用 Java Util Logging 或框架容器已经提供的日志接口。
• 如果比较在意性能，推荐：Slf4j + Logback。
• 如果项目中已经使用了 Log4j 且没有发现性能问题，推荐组合为：Slf4j + Log4j2。

2. Spring Boot 日志实现

Spring Boot 使用 Apache Commons Logging 作为内部的日志框架门面，它只是一个日志接口，在实际应用中需要为该接口来指定相应的日志实现。

Spring Boot 默认的日志实现是 Logback。这个很好查看：随便启动一个 Spring Boot 项目，从控制台找一行日志，例如下面这样：

image

考虑到最后的 prod 是一个可以变化的字符，我们在项目中全局搜索：The following profiles are active，结果如下：

image

在日志输出的那一行 debug。然后再次启动项目，如下图：

image

此时我们就可以看到真正的日志实现是 Logback。

其他的诸如 Java Util Logging、Log4j 等框架，Spring Boot 也有很好的支持。

在 Spring Boot 项目中，只要添加了如下 web 依赖，日志依赖就自动添加进来了：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

2.1 Spring Boot 日志配置

Spring Boot 的日志系统会自动根据 classpath 下的内容选择合适的日志配置，在这个过程中首选 Logback。

如果开发者需要修改日志级别，只需要在 application.properties 文件中通过 logging.level 前缀+包名 的形式进行配置即可，例如下面这样：

logging.level.org.springframework.web=debug
logging.level.org.hibernate=error

如果你想将日志输出到文件，可以通过如下配置指定日志文件名：

logging.file.name=javaboy.log

logging.file.name 可以只指定日志文件名，也可以指定日志文件全路径，例如下面这样：

logging.file.name=/Users/sang/Documents/javaboy/javaboy.log

如果你只是想重新定义输出日志文件的路径，也可以使用 logging.file.path 属性，如下：

logging.file.path=/Users/sang/Documents/javaboy

如果想对输出到文件中的日志进行精细化管理，还有如下一些属性可以配置：

• logging.logback.rollingpolicy.file-name-pattern：日志归档的文件名，日志文件达到一定大小之后，自动进行压缩归档。
• logging.logback.rollingpolicy.clean-history-on-start：是否在应用启动时进行归档管理。
• logging.logback.rollingpolicy.max-file-size：日志文件大小上限，达到该上限后，会自动压缩。
• logging.logback.rollingpolicy.total-size-cap：日志文件被删除之前，可以容纳的最大大小。
• logging.logback.rollingpolicy.max-history：日志文件保存的天数。

日志文件归档这块，小伙伴们感兴趣可以自己试下，可以首先将 max-file-size 属性调小，这样方便看到效果：

logging.logback.rollingpolicy.max-file-size=1MB

然后添加如下接口：

@RestController
public class HelloController {
    private static final Logger logger = getLogger(HelloController.class);
    @GetMapping("/hello")
    public void hello() {
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            logger.info("hello javaboy");
        }
    }
}

访问该接口，可以看到最终生成的日志文件被自动压缩了：

image

application.properties 中还可以配置日志分组。

日志分组能够把相关的 logger 放到一个组统一管理。

例如我们可以定义一个 tomcat 组：

logging.group.tomcat=org.apache.catalina,org.apache.coyote, org.apache.tomcat

然后统一管理 tomcat 组中的所有 logger：

logging.level.tomcat=TRACE

Spring Boot 中还预定义了两个日志分组 web 和 sql，如下：

image

不过在 application.properties 中只能实现对日志一些非常简单的配置，如果想实现更加细粒度的日志配置，那就需要使用日志实现的原生配置，例如 Logback 的 classpath:logback.xml，Log4j 的 classpath:log4j.xml 等。如果这些日志配置文件存在于 classpath 下，那么默认情况下，Spring Boot 就会自动加载这些配置文件。

2.2 Logback 配置

2.2.1 基本配置

默认的 Logback 配置文件名有两种：

• logback.xml：这种配置文件会直接被日志框架加载。
• logback-spring.xml：这种配置文件不会被日志框架直接加载，而是由 Spring Boot 去解析日志配置，可以使用 Spring Boot 的高级 Profile 功能。

Spring Boot 中为 Logback 提供了四个默认的配置文件，位置在 org/springframework/boot/logging/logback/，分别是：

• defaults.xml：提供了公共的日志配置，日志输出规则等。
• console-appender.xml：使用 CONSOLE_LOG_PATTERN 添加一个ConsoleAppender。
• file-appender.xml：添加一个 RollingFileAppender。
• base.xml：为了兼容旧版 Spring Boot 而提供的。

如果需要自定义 logback.xml 文件，可以在自定义时使用这些默认的配置文件，也可以不使用。一个典型的 logback.xml 文件如下（resources/logback.xml）：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration>
    <include resource="org/springframework/boot/logging/logback/defaults.xml"/>
    <include resource="org/springframework/boot/logging/logback/console-appender.xml" />
    <root level="INFO">
        <appender-ref ref="CONSOLE" />
    </root>
    <logger name="org.springframework.web" level="DEBUG"/>
</configuration>

可以通过 include 引入 Spring Boot 已经提供的配置文件，也可以自定义。

2.2.2 输出到文件

如果想禁止控制台的日志输出，转而将日志内容输出到一个文件，我们可以自定义一个 logback-spring.xml 文件，并引入前面所说的 file-appender.xml 文件。

像下面这样（resources/logback-spring.xml）：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration>
    <include resource="org/springframework/boot/logging/logback/defaults.xml" />
    <property name="LOG_FILE" value="${LOG_FILE:-${LOG_PATH:-${LOG_TEMP:-${java.io.tmpdir:-/tmp}}/}spring.log}"/>
    <include resource="org/springframework/boot/logging/logback/file-appender.xml" />
    <root level="INFO">
        <appender-ref ref="FILE" />
    </root>
</configuration>

2.3 Log4j 配置

如果 classpath 下存在 Log4j2 的依赖，Spring Boot 会自动进行配置。

默认情况下 classpath 下当然不存在 Log4j2 的依赖，如果想使用 Log4j2，可以排除已有的 Logback，然后再引入 Log4j2，如下：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    <exclusions>
        <exclusion>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-logging</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-log4j2</artifactId>
</dependency>

Log4j2 的配置就比较容易了，在 reources 目录下新建 log4j2.xml 文件，内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration status="warn">
    <properties>
        <Property name="app_name">logging</Property>
        <Property name="log_path">logs/${app_name}</Property>
    </properties>
    <appenders>
        <console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
            <PatternLayout pattern="[%d][%t][%p][%l] %m%n" />
        </console>
        <RollingFile name="RollingFileInfo" fileName="${log_path}/info.log"
                     filePattern="${log_path}/$${date:yyyy-MM}/info-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log.gz">
            <Filters>
                <ThresholdFilter level="INFO" />
                <ThresholdFilter level="WARN" onMatch="DENY"
                                 onMismatch="NEUTRAL" />
            </Filters>
            <PatternLayout pattern="[%d][%t][%p][%c:%L] %m%n" />
            <Policies>
                <TimeBasedTriggeringPolicy interval="1" modulate="true" />
                <SizeBasedTriggeringPolicy size="2 MB" />
            </Policies>
            <DefaultRolloverStrategy compressionLevel="0" max="10"/>
        </RollingFile>
        <RollingFile name="RollingFileWarn" fileName="${log_path}/warn.log"
                     filePattern="${log_path}/$${date:yyyy-MM}/warn-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log.gz">
            <Filters>
                <ThresholdFilter level="WARN" />
                <ThresholdFilter level="ERROR" onMatch="DENY"
                                 onMismatch="NEUTRAL" />
            </Filters>
            <PatternLayout pattern="[%d][%t][%p][%c:%L] %m%n" />
            <Policies>
                <TimeBasedTriggeringPolicy interval="1" modulate="true" />
                <SizeBasedTriggeringPolicy size="2 MB" />
            </Policies>
            <DefaultRolloverStrategy compressionLevel="0" max="10"/>
        </RollingFile>

        <RollingFile name="RollingFileError" fileName="${log_path}/error.log"
                     filePattern="${log_path}/$${date:yyyy-MM}/error-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log.gz">
            <ThresholdFilter level="ERROR" />
            <PatternLayout pattern="[%d][%t][%p][%c:%L] %m%n" />
            <Policies>
                <TimeBasedTriggeringPolicy interval="1" modulate="true" />
                <SizeBasedTriggeringPolicy size="2 MB" />
            </Policies>
            <DefaultRolloverStrategy compressionLevel="0" max="10"/>
        </RollingFile>
    </appenders>
    <loggers>
        <root level="info">
            <appender-ref ref="Console" />
            <appender-ref ref="RollingFileInfo" />
            <appender-ref ref="RollingFileWarn" />
            <appender-ref ref="RollingFileError" />
        </root>
    </loggers>
</configuration>

首先在 properties 节点中指定了应用名称以及日志文件位置。

然后通过几个不同的 RollingFile 对不同级别的日志分别处理，不同级别的日志将输出到不同的文件，并按照各自的命名方式进行压缩。

这段配置比较程式化，小伙伴们可以保存下来做成 IntelliJ IDEA 模版以便日常使用。