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实时动态获取日志文件中最新N条信息的功能——Java手写篇

实时动态获取日志文件中最新N条信息的功能——Java手写篇

作者: 猿气十足 | 来源:发表于2021-03-04 00:22 被阅读0次

    现象

    日志文件是定位问题、解决问题的重要依据。
    1.没集成日志可视化工具的项目,在正式环境导出日志文件这件事就比较繁琐。
    2.有的项目现场只有运维人员,项目部署在内网,导致现场发现问题要把日志文件导出发给研发人员分析。

    问题

    1.日志文件体积大,传输麻烦。
    2.运维人员不清楚日志位置,导致传错日志文件
    3.日志文件是txt文本,不易读

    提需求解决问题

    1.日志可以实时在页面展示。运维人员可以根据日志页面提供精准的错误日志信息。
    2.支持最新N条错误日志页面一键导出Excel。适用多个错误信息导出一并分析的情况,Excel格式更友好。
    3.日志支持按照日期范围,错误类型等模糊搜索。方便统计,查询偶现错误日志。

    实现思路

    画类图

    未命名文件 (2).jpg

    类图简述

    1.日志记录器:自定义一个定长队列把日志信息存在内存里面,可指定最大长度防止内存溢出。
    2.日志读取任务:实现了Runnable接口,初始化时设置要解析的日志文件,每次解析完成后记录上次解析进展,支持增量解析。
    3.日志执行器:定义了一个定时任务线程池,支持多日志文件同时解析,可以设置执行频率,保证了日志记录器里面日志信息保持最新状态。

    编写定长队列

    /**
     * 固定长度队列
     *
     */
    public class LimitQueue<E> implements Queue<E> {
        //队列长度
        private int limit;
        Queue<E> queue = new LinkedList<E>();
        public LimitQueue(int limit){
            this.limit = limit;
        }
        /**
         * 入队
         * @param e
         */
        @Override
        public boolean offer(E e){
            if(queue.size() >= limit){
                //如果超出长度,入队时,先出队
                queue.poll();
            }
            return queue.offer(e);
        }
        /**
         * 出队
         * @return
         */
        @Override
        public E poll() {
            return queue.poll();
        }
        /**
         * 获取队列
         * @return
         */
        public Queue<E> getQueue(){
            return queue;
        }
        /**
         * 获取限制大小
         * @return
         */
        public int getLimit(){
            return limit;
        }
        @Override
        public boolean add(E e) {
            return queue.add(e);
        }
        @Override
        public E element() {
            return queue.element();
        }
        @Override
        public E peek() {
            return queue.peek();
        }
        @Override
        public boolean isEmpty() {
            return queue.size() == 0 ? true : false;
        }
        @Override
        public int size() {
            return queue.size();
        }
        @Override
        public E remove() {
            return queue.remove();
        }
        @Override
        public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
            return queue.addAll(c);
        }
        @Override
        public void clear() {
            queue.clear();
        }
        @Override
        public boolean contains(Object o) {
            return queue.contains(o);
        }
        @Override
        public boolean containsAll(Collection<?> c) {
            return queue.containsAll(c);
        }
        @Override
        public Iterator<E> iterator() {
            return queue.iterator();
        }
        @Override
        public boolean remove(Object o) {
            return queue.remove(o);
        }
        @Override
        public boolean removeAll(Collection<?> c) {
            return queue.removeAll(c);
        }
        @Override
        public boolean retainAll(Collection<?> c) {
            return queue.retainAll(c);
        }
        @Override
        public Object[] toArray() {
            return queue.toArray();
        }
        @Override
        public <T> T[] toArray(T[] a) {
            return queue.toArray(a);
        }
    }
    

    编写日志记录器

    public class LogFileRecord {
    
        /**
         * 定义一个长度为1w的 定长队列
         */
        private static LimitQueue<String> limitQueue = new LimitQueue<>(10000);
    
        /**
         * 获取最新1w条错误日志
         * @return
         */
        public static List<String> getAllLogInfos(){
            return new ArrayList<>(limitQueue);
        }
    
        /**
         * 添加错误日志 考虑了线程安全问题
         * @param logInfo
         */
        public synchronized static void addLogInfo(String logInfo){
            limitQueue.add(logInfo);
        }
    }
    

    编写日志读取任务(关键功能)

    public class LogFileReader implements Runnable{
    
        /**
         * 设置换行符 如果是html 展现可以调整为</br>
         */
        private String lineBreak = "\r\n";
    
        /**
         * 目标日志文件
         */
        private File fileReader;
    
        /**
         * 上一次读取文件的大小
         */
        private long lastReadFileSize = 0;
    
        public LogFileReader(File fileReader){
            this.fileReader = fileReader;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            Thread.currentThread().setName("日志收集任务工作线程");
            try {
                RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile(fileReader,"r");
                randomAccessFile.seek(lastReadFileSize);
                String readLine = null;
                StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
                while ((readLine = randomAccessFile.readLine()) != null) {
                    readLine = new String(readLine.getBytes("ISO-8859-1"),"utf-8");
                    if(isLogStart(readLine)) {//判断日志的开头
                        String logInfo = stringBuilder.toString();
                        if(logInfo != null && !logInfo.isEmpty()){
                            //if(logInfo.contains("ERROR")) { //仅记录ERROR
                            LogFileRecord.addLogInfo(stringBuilder.toString());//记录一次完整的日志日信息。
                            //}
                        }
                        stringBuilder = new StringBuilder();//记录后,重置日志信息
                        stringBuilder.append(readLine+lineBreak);
                    } else {
                        stringBuilder.append(readLine+lineBreak);
                    }
                }
                LogFileRecord.addLogInfo(stringBuilder.toString());//记录最后一次完整的日志日信息。
                lastReadFileSize = fileReader.length();//设置本次读取进度
                randomAccessFile.close();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        /**
         * 正则匹配 日志文件的开头格式
         * ps: 根据日志文件格式可定制化正则 
         * eg: 2021-03-03 23:38:24.125  INFO 16264 --- [           main] c.zn.scriptdbweb.ScriptdbWebApplication 
         * @param content
         * @return
         */
        private boolean isLogStart(String content) {
            String pattern="[0-9][0-9][0-9][0-9]-[0-9][0-9]-[0-9][0-9].*";
            boolean isMatch = Pattern.matches(pattern, content);
            return isMatch;
        }
    }
    

    编写日志执行器

    public class LogFileExecuter {
        private static ScheduledExecutorService scheduledExecutorService;
    
        public static void init(int poolSize){
            scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(poolSize);
        }
    
        public static void execute(LogFileReader logFileReader,int refreshSeconds){
            scheduledExecutorService.scheduleWithFixedDelay(logFileReader,0,refreshSeconds, TimeUnit.SECONDS);
        }
    }
    

    简单测试

    创建一个文件 写入下面日志内容 我就放在E:\logfile.log

    2021-03-03 23:38:24.125  INFO 16264 --- [           main] c.zn.scriptdbweb.ScriptdbWebApplication  : Starting ScriptdbWebApplication using Java 1.8.0_112 on DESKTOP-R4F5Q2D with PID 16264 (D:\workspace\scriptdb-web\target\classes started by 86186 in D:\workspace\scriptdb-web)
    2021-03-03 23:38:24.130  INFO 16264 --- [           main] c.zn.scriptdbweb.ScriptdbWebApplication  : No active profile set, falling back to default profiles: default
    2021-03-03 23:38:28.465  INFO 16264 --- [           main] .s.d.r.c.RepositoryConfigurationDelegate : Bootstrapping Spring Data JPA repositories in DEFAULT mode.
    2021-03-03 23:38:28.670  INFO 16264 --- [           main] .s.d.r.c.RepositoryConfigurationDelegate : Finished Spring Data repository scanning in 177 ms. Found 3 JPA repository interfaces.
    2021-03-03 23:38:29.614  INFO 16264 --- [           main] trationDelegate$BeanPostProcessorChecker : Bean 'org.springframework.security.access.expression.method.DefaultMethodSecurityExpressionHandler@3ba0ae41' of type [org.springframework.security.access.expression.method.DefaultMethodSecurityExpressionHandler] is not eligible for getting processed by all BeanPostProcessors (for example: not eligible for auto-proxying)
    2021-03-03 23:38:29.620  INFO 16264 --- [           main] trationDelegate$BeanPostProcessorChecker : Bean 'methodSecurityMetadataSource' of type [org.springframework.security.access.method.DelegatingMethodSecurityMetadataSource] is not eligible for getting processed by all BeanPostProcessors (for example: not eligible for auto-proxying)
    2021-03-03 23:38:30.260  INFO 16264 --- [           main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer  : Tomcat initialized with port(s): 8080 (http)
    

    创建一个测试类,这里直接使用main方法

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            File logFile = new File("E:\\logfile.log");
            LogFileReader logFileReader = new LogFileReader(logFile);
            LogFileExecuter.init(1);
            LogFileExecuter.execute(logFileReader,3);
            while (true){
                List<String> allLogInfos = LogFileRecord.getAllLogInfos();
                for (String info:allLogInfos){
                    System.out.println(info);
                }
                Thread.sleep(3000);
            }
        }
    

    执行main方法,控制台输出内容为日志内容,可以手动向日志追加内容,可以增量读取,自测完成。

    总结

    至此完成了一个简单的日志读取功能。回顾那三个需求。
    需求1可以编写接口和页面,直接展示定长队列里的错误信息。
    需求2可以通过优化日志记录器(LogFileRecord ),增加一个导出Excel的功能,点击导出把队列里面的信息写入Excel,java操作Excel具体实现可参考https://www.jianshu.com/p/708d58b1ec21
    需求3相对复杂,需要借助中间件实现,比如日志信息存入数据库,更好的办法是存入es。可以通过改造日志记录器(LogFileRecord )的记录日志功能实现。

    相关知识点

    RandomAccessFile:实现了文件增量读取。

    String pattern="[0-9][0-9][0-9][0-9]-[0-9][0-9]-[0-9][0-9].*" : 正则表达式识别日志开头信息。

    LimitQueue: 编写定长队列,主要改造了入队方法,如果超出长度,入队时,先出队。

    ScheduledExecutorService: 一个可以执行定时任务的线程池。

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