Java主流日志工具库

作者: mayiwoaini | 来源:发表于2019-11-01 15:26 被阅读0次

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日志框架

1.java.util.logging (JUL)
JDK1.4 开始，通过 java.util.logging 提供日志功能。
它能满足基本的日志需要，但是功能没有 Log4j 强大，而且使用范围也没有 Log4j 广泛。
2.Log4j
Log4j 是 apache 的一个开源项目，创始人 Ceki Gulcu。
Log4j 应该说是 Java 领域资格最老，应用最广的日志工具。从诞生之日到现在一直广受业界欢迎。
Log4j 是高度可配置的，并可通过在运行时加载外部文件配置。它将记录划分为不同的优先级别，并提供机制，以指示记录信息输出的目的地，诸如：数据库，文件，控制台，UNIX 系统日志等。
Log4j 中有三个主要组成部分：
loggers - 负责捕获记录信息。
appenders - 负责输出日志信息到不同的目的地。
layouts - 负责格式化不同风格的日志信息。
3.Logback
Logback 是由 log4j 创始人 Ceki Gulcu 设计的又一个开源日志组件，目标是替代 log4j。
logback 当前分成三个模块：logback-core、logback-classic 和 logback-access。
logback-core - 是其它两个模块的基础模块。
logback-classic - 是 log4j 的一个改良版本。此外 logback-classic 完整实现 SLF4J API 使你可以很方便地更换成其它日志系统如 log4j 或 JDK14 Logging。
logback-access - 访问模块与 Servlet 容器集成提供通过 Http 来访问日志的功能。
4.Log4j2
按照官方的说法，Log4j2 是 Log4j 和 Logback 的替代。
Log4j2 架构：

Log4j2架构 日志门面
何谓日志门面？
日志门面是对不同日志框架提供的一个 API 封装，可以在部署的时候不修改任何配置即可接入一种日志实现方案。
common-logging
common-logging 是 apache 的一个开源项目。也称Jakarta Commons Logging，缩写 JCL。
common-logging 的功能是提供日志功能的 API 接口，本身并不提供日志的具体实现（当然，common-logging 内部有一个 Simple logger 的简单实现，但是功能很弱，直接忽略），而是在运行时动态的绑定日志实现组件来工作（如 log4j、java.util.logging）。
slf4j
全称为 Simple Logging Facade for Java，即 java 简单日志门面。
作者又是 Ceki Gulcu！这位大神写了 Log4j、Logback 和 slf4j，专注日志组件开发五百年，一直只能超越自己。
类似于 Common-Logging，slf4j 是对不同日志框架提供的一个 API 封装，可以在部署的时候不修改任何配置即可接入一种日志实现方案。但是，slf4j 在编译时静态绑定真正的 Log 库。使用 SLF4J 时，如果你需要使用某一种日志实现，那么你必须选择正确的 SLF4J 的 jar 包的集合（各种桥接包）。

SLF4J common-logging vs slf4j
slf4j 库类似于 Apache Common-Logging。但是，他在编译时静态绑定真正的日志库。这点似乎很麻烦，其实也不过是导入桥接 jar 包而已。
slf4j 一大亮点是提供了更方便的日志记录方式：
不需要使用logger.isDebugEnabled()来解决日志因为字符拼接产生的性能问题。slf4j 的方式是使用{}作为字符串替换符，形式如下：

logger.debug("id: {}, name: {} ", id, name);

总结
综上所述，使用 slf4j + Logback 可谓是目前最理想的日志解决方案了。
接下来，就是如何在项目中实施了。
实施日志解决方案
使用日志解决方案基本可分为三步：
1.引入 jar 包
2.配置
3.使用 API
常见的各种日志解决方案的第 2 步和第 3 步基本一样，实施上的差别主要在第 1 步，也就是使用不同的库。
引入 jar 包
这里首选推荐使用 slf4j + logback 的组合。
如果你习惯了 common-logging，可以选择 common-logging+log4j。
强烈建议不要直接使用日志实现组件(logback、log4j、java.util.logging)，理由前面也说过，就是无法灵活替换日志库。
还有一种情况：你的老项目使用了 common-logging，或是直接使用日志实现组件。如果修改老的代码，工作量太大，需要兼容处理。在下文，都将看到各种应对方法。
slf4j 直接绑定日志组件
slf4j + logback
添加依赖到 pom.xml 中即可。
logback-classic-1.0.13.jar 会自动将 slf4j-api-1.7.21.jar 和 logback-core-1.0.13.jar 也添加到你的项目中。

<dependency>
  <groupId>ch.qos.logback</groupId>
  <artifactId>logback-classic</artifactId>
  <version>1.0.13</version>
</dependency>

slf4j + log4j
添加依赖到 pom.xml 中即可。
slf4j-log4j12-1.7.21.jar 会自动将 slf4j-api-1.7.21.jar 和 log4j-1.2.17.jar 也添加到你的项目中。

<dependency>
  <groupId>org.slf4j</groupId>
  <artifactId>slf4j-log4j12</artifactId>
  <version>1.7.21</version>
</dependency>

slf4j + java.util.logging
添加依赖到 pom.xml 中即可。
slf4j-jdk14-1.7.21.jar 会自动将 slf4j-api-1.7.21.jar 也添加到你的项目中。

<dependency>
  <groupId>org.slf4j</groupId>
  <artifactId>slf4j-jdk14</artifactId>
  <version>1.7.21</version>
</dependency>

slf4j 兼容非 slf4j 日志组件
在介绍解决方案前，先提一个概念——桥接
什么是桥接呢?
假如你正在开发应用程序所调用的组件当中已经使用了 common-logging，这时你需要 jcl-over-slf4j.jar 把日志信息输出重定向到 slf4j-api，slf4j-api 再去调用 slf4j 实际依赖的日志组件。这个过程称为桥接。下图是官方的 slf4j 桥接策略图：

桥接示意图从图中应该可以看出，无论你的老项目中使用的是 common-logging 或是直接使用 log4j、java.util.logging，都可以使用对应的桥接 jar 包来解决兼容问题。
slf4j 兼容 common-logging

<dependency>
  <groupId>org.slf4j</groupId>
  <artifactId>jcl-over-slf4j</artifactId>
  <version>1.7.12</version>
</dependency>

slf4j 兼容 log4j

<dependency>
    <groupId>org.slf4j</groupId>
    <artifactId>log4j-over-slf4j</artifactId>
    <version>1.7.12</version>
</dependency>

slf4j 兼容 java.util.logging

<dependency>
    <groupId>org.slf4j</groupId>
    <artifactId>jul-to-slf4j</artifactId>
    <version>1.7.12</version>
</dependency>

spring 集成 slf4j
做 java web 开发，基本离不开 spring 框架。很遗憾，spring 使用的日志解决方案是 common-logging + log4j。
所以，你需要一个桥接 jar 包：jcl-over-slf4j。

<dependency>
  <groupId>ch.qos.logback</groupId>
  <artifactId>logback-classic</artifactId>
  <version>1.1.3</version>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>org.logback-extensions</groupId>
  <artifactId>logback-ext-spring</artifactId>
  <version>0.1.2</version>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>org.slf4j</groupId>
  <artifactId>jcl-over-slf4j</artifactId>
  <version>1.7.12</version>
</dependency>

common-logging 绑定日志组件
common-logging + log4j
添加依赖到 pom.xml 中即可。

<dependency>
  <groupId>commons-logging</groupId>
  <artifactId>commons-logging</artifactId>
  <version>1.2</version>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>log4j</groupId>
  <artifactId>log4j</artifactId>
  <version>1.2.17</version>
</dependency>

使用 API
slf4j 用法
使用 slf4j 的 API 很简单。使用LoggerFactory初始化一个Logger实例，然后调用 Logger 对应的打印等级函数就行了。

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

public class App {
    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(App.class);
    public static void main(String[] args) {
        String msg = "print log, current level: {}";
        log.trace(msg, "trace");
        log.debug(msg, "debug");
        log.info(msg, "info");
        log.warn(msg, "warn");
        log.error(msg, "error");
    }
}

common-logging 用法
common-logging 用法和 slf4j 几乎一样，但是支持的打印等级多了一个更高级别的：fatal。
此外，common-logging 不支持{}替换参数，你只能选择拼接字符串这种方式了。

import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;

public class JclTest {
    private static final Log log = LogFactory.getLog(JclTest.class);

    public static void main(String[] args) {
        String msg = "print log, current level: ";
        log.trace(msg + "trace");
        log.debug(msg + "debug");
        log.info(msg + "info");
        log.warn(msg + "warn");
        log.error(msg + "error");
        log.fatal(msg + "fatal");
    }
}

log4j2 配置
log4j2 基本配置形式如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>;
<Configuration>
  <Properties>
    <Property name="name1">value</property>
    <Property name="name2" value="value2"/>
  </Properties>
  <Filter type="type" ... />
  <Appenders>
    <Appender type="type" name="name">
      <Filter type="type" ... />
    </Appender>
    ...
  </Appenders>
  <Loggers>
    <Logger name="name1">
      <Filter type="type" ... />
    </Logger>
    ...
    <Root level="level">
      <AppenderRef ref="name"/>
    </Root>
  </Loggers>
</Configuration>

配置示例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration status="debug" strict="true" name="XMLConfigTest"
               packages="org.apache.logging.log4j.test">
  <Properties>
    <Property name="filename">target/test.log</Property>
  </Properties>
  <Filter type="ThresholdFilter" level="trace"/>

  <Appenders>
    <Appender type="Console" name="STDOUT">
      <Layout type="PatternLayout" pattern="%m MDC%X%n"/>
      <Filters>
        <Filter type="MarkerFilter" marker="FLOW" onMatch="DENY" onMismatch="NEUTRAL"/>
        <Filter type="MarkerFilter" marker="EXCEPTION" onMatch="DENY" onMismatch="ACCEPT"/>
      </Filters>
    </Appender>
    <Appender type="Console" name="FLOW">
      <Layout type="PatternLayout" pattern="%C{1}.%M %m %ex%n"/><!-- class and line number -->
      <Filters>
        <Filter type="MarkerFilter" marker="FLOW" onMatch="ACCEPT" onMismatch="NEUTRAL"/>
        <Filter type="MarkerFilter" marker="EXCEPTION" onMatch="ACCEPT" onMismatch="DENY"/>
      </Filters>
    </Appender>
    <Appender type="File" name="File" fileName="${filename}">
      <Layout type="PatternLayout">
        <Pattern>%d %p %C{1.} [%t] %m%n</Pattern>
      </Layout>
    </Appender>
  </Appenders>

  <Loggers>
    <Logger name="org.apache.logging.log4j.test1" level="debug" additivity="false">
      <Filter type="ThreadContextMapFilter">
        <KeyValuePair key="test" value="123"/>
      </Filter>
      <AppenderRef ref="STDOUT"/>
    </Logger>

    <Logger name="org.apache.logging.log4j.test2" level="debug" additivity="false">
      <AppenderRef ref="File"/>
    </Logger>

    <Root level="trace">
      <AppenderRef ref="STDOUT"/>
    </Root>
  </Loggers>

</Configuration>

logback 配置
<configuration>
作用：<configuration> 是 logback 配置文件的根元素。
要点
它有 <appender>、<logger>、<root> 三个子元素。

Configuration示意图 <appender>
作用：将记录日志的任务委托给名为 appender 的组件。
要点：可以配置零个或多个。
它有 <file>、<filter>、<layout>、<encoder> 四个子元素。
属性
name：设置 appender 名称。
class：设置具体的实例化类。
<file>
作用：设置日志文件路径。
<filter>
作用：设置过滤器。
要点：可以配置零个或多个。
<layout>
作用：设置 appender。
要点：可以配置零个或一个。
属性
class：设置具体的实例化类。
<encoder>
作用：设置编码。
要点：可以配置零个或多个。
属性
class：设置具体的实例化类。

Appender示意图 <logger>
作用：设置 logger。
要点：可以配置零个或多个。
属性
name
level：设置日志级别。不区分大小写。可选值：TRACE、DEBUG、INFO、WARN、ERROR、ALL、OFF。
additivity：可选值：true 或 false。
<appender-ref>
作用：appender 引用。
要点：可以配置零个或多个。
<root>
作用：设置根 logger。
要点：只能配置一个。
除了 level，不支持任何属性。level 属性和 <logger> 中的相同。
有一个子元素 <appender-ref>，与 <logger> 中的相同。
完整的 logback.xml 参考示例
在下面的配置文件中，我为自己的项目代码（根目录：org.zp.notes.spring）设置了五种等级：
TRACE、DEBUG、INFO、WARN、ERROR，优先级依次从低到高。
因为关注 spring 框架本身的一些信息，我增加了专门打印 spring WARN 及以上等级的日志。

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

<!-- logback中一共有5种有效级别，分别是TRACE、DEBUG、INFO、WARN、ERROR，优先级依次从低到高 -->
<configuration scan="true" scanPeriod="60 seconds" debug="false">

  <property name="DIR_NAME" value="spring-helloworld"/>

  <!-- 将记录日志打印到控制台 -->
  <appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
    <encoder>
      <pattern>%d{HH:mm:ss.SSS} [%thread] [%-5p] %c{36}.%M - %m%n</pattern>
    </encoder>
  </appender>

  <!-- RollingFileAppender begin -->
  <appender name="ALL" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
    <!-- 根据时间来制定滚动策略 -->
    <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
      <fileNamePattern>${user.dir}/logs/${DIR_NAME}/all.%d{yyyy-MM-dd}.log</fileNamePattern>
      <maxHistory>30</maxHistory>
    </rollingPolicy>

    <!-- 根据文件大小来制定滚动策略 -->
    <triggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeBasedTriggeringPolicy">
      <maxFileSize>30MB</maxFileSize>
    </triggeringPolicy>

    <encoder>
      <pattern>%d{HH:mm:ss.SSS} [%thread] [%-5p] %c{36}.%M - %m%n</pattern>
    </encoder>
  </appender>

  <appender name="ERROR" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
    <!-- 根据时间来制定滚动策略 -->
    <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
      <fileNamePattern>${user.dir}/logs/${DIR_NAME}/error.%d{yyyy-MM-dd}.log</fileNamePattern>
      <maxHistory>30</maxHistory>
    </rollingPolicy>

    <!-- 根据文件大小来制定滚动策略 -->
    <triggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeBasedTriggeringPolicy">
      <maxFileSize>10MB</maxFileSize>
    </triggeringPolicy>

    <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">
      <level>ERROR</level>
      <onMatch>ACCEPT</onMatch>
      <onMismatch>DENY</onMismatch>
    </filter>

    <encoder>
      <pattern>%d{HH:mm:ss.SSS} [%thread] [%-5p] %c{36}.%M - %m%n</pattern>
    </encoder>
  </appender>

  <appender name="WARN" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
    <!-- 根据时间来制定滚动策略 -->
    <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
      <fileNamePattern>${user.dir}/logs/${DIR_NAME}/warn.%d{yyyy-MM-dd}.log</fileNamePattern>
      <maxHistory>30</maxHistory>
    </rollingPolicy>

    <!-- 根据文件大小来制定滚动策略 -->
    <triggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeBasedTriggeringPolicy">
      <maxFileSize>10MB</maxFileSize>
    </triggeringPolicy>

    <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">
      <level>WARN</level>
      <onMatch>ACCEPT</onMatch>
      <onMismatch>DENY</onMismatch>
    </filter>

    <encoder>
      <pattern>%d{HH:mm:ss.SSS} [%thread] [%-5p] %c{36}.%M - %m%n</pattern>
    </encoder>
  </appender>

  <appender name="INFO" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
    <!-- 根据时间来制定滚动策略 -->
    <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
      <fileNamePattern>${user.dir}/logs/${DIR_NAME}/info.%d{yyyy-MM-dd}.log</fileNamePattern>
      <maxHistory>30</maxHistory>
    </rollingPolicy>

    <!-- 根据文件大小来制定滚动策略 -->
    <triggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeBasedTriggeringPolicy">
      <maxFileSize>10MB</maxFileSize>
    </triggeringPolicy>

    <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">
      <level>INFO</level>
      <onMatch>ACCEPT</onMatch>
      <onMismatch>DENY</onMismatch>
    </filter>

    <encoder>
      <pattern>%d{HH:mm:ss.SSS} [%thread] [%-5p] %c{36}.%M - %m%n</pattern>
    </encoder>
  </appender>

  <appender name="DEBUG" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
    <!-- 根据时间来制定滚动策略 -->
    <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
      <fileNamePattern>${user.dir}/logs/${DIR_NAME}/debug.%d{yyyy-MM-dd}.log</fileNamePattern>
      <maxHistory>30</maxHistory>
    </rollingPolicy>

    <!-- 根据文件大小来制定滚动策略 -->
    <triggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeBasedTriggeringPolicy">
      <maxFileSize>10MB</maxFileSize>
    </triggeringPolicy>

    <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">
      <level>DEBUG</level>
      <onMatch>ACCEPT</onMatch>
      <onMismatch>DENY</onMismatch>
    </filter>

    <encoder>
      <pattern>%d{HH:mm:ss.SSS} [%thread] [%-5p] %c{36}.%M - %m%n</pattern>
    </encoder>
  </appender>

  <appender name="TRACE" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
    <!-- 根据时间来制定滚动策略 -->
    <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
      <fileNamePattern>${user.dir}/logs/${DIR_NAME}/trace.%d{yyyy-MM-dd}.log</fileNamePattern>
      <maxHistory>30</maxHistory>
    </rollingPolicy>

    <!-- 根据文件大小来制定滚动策略 -->
    <triggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeBasedTriggeringPolicy">
      <maxFileSize>10MB</maxFileSize>
    </triggeringPolicy>

    <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">
      <level>TRACE</level>
      <onMatch>ACCEPT</onMatch>
      <onMismatch>DENY</onMismatch>
    </filter>

    <encoder>
      <pattern>%d{HH:mm:ss.SSS} [%thread] [%-5p] %c{36}.%M - %m%n</pattern>
    </encoder>
  </appender>

  <appender name="SPRING" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
    <!-- 根据时间来制定滚动策略 -->
    <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
      <fileNamePattern>${user.dir}/logs/${DIR_NAME}/springframework.%d{yyyy-MM-dd}.log
      </fileNamePattern>
      <maxHistory>30</maxHistory>
    </rollingPolicy>

    <!-- 根据文件大小来制定滚动策略 -->
    <triggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeBasedTriggeringPolicy">
      <maxFileSize>10MB</maxFileSize>
    </triggeringPolicy>

    <encoder>
      <pattern>%d{HH:mm:ss.SSS} [%thread] [%-5p] %c{36}.%M - %m%n</pattern>
    </encoder>
  </appender>
  <!-- RollingFileAppender end -->

  <!-- logger begin -->
  <!-- 本项目的日志记录，分级打印 -->
  <logger name="org.zp.notes.spring" level="TRACE" additivity="false">
    <appender-ref ref="STDOUT"/>
    <appender-ref ref="ERROR"/>
    <appender-ref ref="WARN"/>
    <appender-ref ref="INFO"/>
    <appender-ref ref="DEBUG"/>
    <appender-ref ref="TRACE"/>
  </logger>

  <!-- SPRING框架日志 -->
  <logger name="org.springframework" level="WARN" additivity="false">
    <appender-ref ref="SPRING"/>
  </logger>

  <root level="TRACE">
    <appender-ref ref="ALL"/>
  </root>
  <!-- logger end -->

</configuration>

log4j 配置
完整的 log4j.xml 参考示例
log4j 的配置文件一般有 xml 格式或 properties 格式。这里为了和 logback.xml 做个对比，就不介绍 properties 了，其实也没太大差别。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE log4j:configuration SYSTEM "log4j.dtd">

<log4j:configuration xmlns:log4j='http://jakarta.apache.org/log4j/'>

  <appender name="STDOUT" class="org.apache.log4j.ConsoleAppender">
    <layout class="org.apache.log4j.PatternLayout">
      <param name="ConversionPattern"
             value="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss,SSS\} [%-5p] [%t] %c{36\}.%M - %m%n"/>
    </layout>

    <!--过滤器设置输出的级别-->
    <filter class="org.apache.log4j.varia.LevelRangeFilter">
      <param name="levelMin" value="debug"/>
      <param name="levelMax" value="fatal"/>
      <param name="AcceptOnMatch" value="true"/>
    </filter>
  </appender>


  <appender name="ALL" class="org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender">
    <param name="File" value="${user.dir}/logs/spring-common/jcl/all"/>
    <param name="Append" value="true"/>
    <!-- 每天重新生成日志文件 -->
    <param name="DatePattern" value="'-'yyyy-MM-dd'.log'"/>
    <!-- 每小时重新生成日志文件 -->
    <!--<param name="DatePattern" value="'-'yyyy-MM-dd-HH'.log'"/>-->
    <layout class="org.apache.log4j.PatternLayout">
      <param name="ConversionPattern"
             value="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss,SSS\} [%-5p] [%t] %c{36\}.%M - %m%n"/>
    </layout>
  </appender>

  <!-- 指定logger的设置，additivity指示是否遵循缺省的继承机制-->
  <logger name="org.zp.notes.spring" additivity="false">
    <level value="error"/>
    <appender-ref ref="STDOUT"/>
    <appender-ref ref="ALL"/>
  </logger>

  <!-- 根logger的设置-->
  <root>
    <level value="warn"/>
    <appender-ref ref="STDOUT"/>
  </root>
</log4j:configuration>
``

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