【Java日志框架】Java常用日志框架介绍
一 Java日志概述
日志框架概念
对于一个应用程序来说日志记录是具有重要意义的。
日志通常用于线上问题追踪,协助定位业务问题或程序问题,以及基于日志的业务逻辑统计分析等。
日志级别
首先要知道日志级别是干什么用的,日志级别是当你使用不同的方式运行的时候,根据你运行的方式和你设置的日志打印级别来确定哪些信息需要输出。
规定:日志只会打印设置的优先级及比自己高优先级的内容。
日志级别优先级排序: OFF > FATAL > ERROR > WARN > INFO > DEBUG > TRACE > ALL
TRACE:非关键信息trace。例如:输出某个变量的值。
DEBUG:代码关键中间状态或计算结果/代码关键分支标识debug。例如:过账过程中,数据校验代码验证通过。
INFO:业务正常执行完毕/业务阶段性执行完毕info。例如:单据保存执行完毕。
WARN:业务异常warn/业务错误error。例如:登录失败/提交过账的单据数据不合业务要求等。
ERROR:系统错误error/程序错误error/异常或非法数据error。
除了上述情况,在实际代码编写过程中,要求应该对所有代码退出执行的出口输出一条级别合适的日志,用以跟踪的代码执行流程。包括程序正常执行完毕时,出现代码异常或业务异常退出时等。
二 Java常用日志框架介绍
常用日志框架类别
(1)Log4j
Apache Log4j是一个基于Java的日志记录工具。它是由Ceki Gülcü首创的,现在则是Apache软件基金会的一个项目。 Log4j是几种Java日志框架之一。
(2)Log4j 2
Apache Log4j 2是apache开发的一款Log4j的升级产品。
(3)Commons Logging
Apache基金会所属的项目,是一套Java日志接口,之前叫Jakarta Commons Logging,后更名为Commons Logging。
(4)Slf4j
类似于Commons Logging,是一套简易Java日志门面,本身并无日志的实现。(Simple Logging Facade for Java,缩写Slf4j)。
(5)Logback
一套日志组件的实现(Slf4j阵营)。
(6)Jul (Java Util Logging)
自Java1.4以来的官方日志实现。
常用日志框架关系
- Log4j 2与Log4j 1发生了很大的变化,Log4j 2不兼容Log4j 1。
- Commons Logging和Slf4j是日志门面(门面模式是软件工程中常用的一种软件设计模式,也被称为正面模式、外观模式。它为子系统中的一组接口提供一个统一的高层接口,使得子系统更容易使用)。Log4j和Logback则是具体的日志实现方案。可以简单的理解为接口与接口的实现,调用者只需要关注接口而无需关注具体的实现,做到解耦。
- 比较常用的组合使用方式是Slf4j与Logback组合使用,Commons Logging与Log4j组合使用。
- Logback必须配合Slf4j使用。由于Logback和Slf4j是同一个作者,其兼容性不言而喻。
项目中日志框架选择
如果是在一个新的项目中建议使用Slf4j与Logback组合,这样有如下的几个优点。
- Slf4j实现机制决定Slf4j限制较少,使用范围更广。由于Slf4j在编译期间,静态绑定本地的LOG库使得通用性要比Commons Logging要好。
- Logback拥有更好的性能。Logback声称:某些关键操作,比如判定是否记录一条日志语句的操作,其性能得到了显著的提高。这个操作在Logback中需要3纳秒,而在Log4J中则需要30纳秒。LogBack创建记录器(logger)的速度也更快:13毫秒,而在Log4J中需要23毫秒。更重要的是,它获取已存在的记录器只需94纳秒,而Log4J需要2234纳秒,时间减少到了1/23。跟JUL相比的性能提高也是显著的。
- Commons Logging开销更高
# 在使Commons Logging时为了减少构建日志信息的开销,通常的做法是
if(log.isDebugEnabled()){
log.debug("User name: " +
user.getName() + " buy goods id :" + good.getId());
}
# 在Slf4j阵营,你只需这么做:
log.debug("User name:{} ,buy goods id :{}", user.getName(),good.getId());
# 也就是说,Slf4j把构建日志的开销放在了它确认需要显示这条日志之后,减少内存和Cup的开销,使用占位符号,代码也更为简洁
- Logback文档免费。Logback的所有文档是全面免费提供的,不象Log4J那样只提供部分免费文档而需要用户去购买付费文档。
三 Java常用日志框架使用示例
Jul: Java Util Logging
Sun公司的日志框架,原生的日志框架,优点是使用非常简单,直接在 JDK 中就可以使用。但 JDKLog 功能比较太过于简单,不支持占位符显示,拓展性比较差,所以现在用的人也很少。 示例:
import java.util.logging.Logger;
/****
** JDKLog Demo
**/
public class JDKLog
{
public static void main( String[] args )
{
Logger logger = Logger.getLogger("JDKLog");
logger.info("Hello World.");
}
}
Log4j
Apache的日志框架,有多个分级(DEBUG/INFO/WARN/ERROR)记录级别,可以很好地将不同日志级别的日志分开记录,极大地方便了日志的查看。
- 引入依赖包:
<dependency>
<groupId>log4j</groupId>
<artifactId>log4j</artifactId>
<version>1.2.17</version>
</dependency>
- log4j.properties
### 设置###
log4j.rootLogger = debug,stdout,D,E
### 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 = [%-5p] %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss,SSS} method:%l%n%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 = %-d{yyyy-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 = %-d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} [ %t:%r ] - [ %p ] %m%n
Log4J2
Log4j升级版,2.x的版本在架构上进行了一些升级,配置文件也发生了一些变化。
- 引入依赖包
<!-- Log4J -->
<dependency>
<groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
<artifactId>log4j-api</artifactId>
<version>2.6.2</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
<artifactId>log4j-core</artifactId>
<version>2.6.2</version>
</dependency>
注:log4j和log4j2的依赖包路径是不一样的,这是为了区分log4j和log4j2,开发者专门设置的。
- 增加配置文件 log4j2.xml 放在 resource 目录下:
?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration status="error">
<!-- 先定义所有的appender -->
<appenders>
<!-- 这个输出控制台的配置 -->
<Console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
<!-- 控制台只输出level及以上级别的信息(onMatch),其他的直接拒绝(onMismatch) -->
<ThresholdFilter level="trace" onMatch="ACCEPT" onMismatch="DENY"/>
<!-- 这个都知道是输出日志的格式 -->
<PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} %-5level %class{36} %L %M - %msg%xEx%n"/>
</Console>
<!-- 文件会打印出所有信息,这个log每次运行程序会自动清空,由append属性决定,这个也挺有用的,适合临时测试用 -->
<!-- append为TRUE表示消息增加到指定文件中,false表示消息覆盖指定的文件内容,默认值是true -->
<File name="log" fileName="log/test.log" append="false">
<PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} %-5level %class{36} %L %M - %msg%xEx%n"/>
</File>
<!-- 添加过滤器ThresholdFilter,可以有选择的输出某个级别以上的类别 onMatch="ACCEPT" onMismatch="DENY"意思是匹配就接受,否则直接拒绝 -->
<File name="ERROR" fileName="logs/error.log">
<ThresholdFilter level="error" onMatch="ACCEPT" onMismatch="DENY"/>
<PatternLayout pattern="%d{yyyy.MM.dd 'at' HH:mm:ss z} %-5level %class{36} %L %M - %msg%xEx%n"/>
</File>
<!-- 这个会打印出所有的信息,每次大小超过size,则这size大小的日志会自动存入按年份-月份建立的文件夹下面并进行压缩,作为存档 -->
<RollingFile name="RollingFile" fileName="logs/web.log"
filePattern="logs/$${date:yyyy-MM}/web-%d{MM-dd-yyyy}-%i.log.gz">
<PatternLayout pattern="%d{yyyy-MM-dd 'at' HH:mm:ss z} %-5level %class{36} %L %M - %msg%xEx%n"/>
<SizeBasedTriggeringPolicy size="2MB"/>
</RollingFile>
</appenders>
<!-- 然后定义logger,只有定义了logger并引入的appender,appender才会生效 -->
<loggers>
<!-- 建立一个默认的root的logger -->
<root level="trace">
<appender-ref ref="RollingFile"/>
<appender-ref ref="Console"/>
<appender-ref ref="ERROR" />
<appender-ref ref="log"/>
</root>
</loggers>
</configuration>
Commons Logging
日志门面,支持运行时动态加载日志组件实现。也就是说,在应用代码中,只需要调用commons logging的接口,底层实现可以是log4j,也可以是Java Util Logging。
Slf4J
Slf4j与其它日志组件的关系说明
- Slf4j的设计思想比较简洁,使用了Facade设计模式,Slf4j本身只提供了一个slf4j-api-version.jar包,这个jar中主要是日志的抽象接口,jar中本身并没有对抽象出来的接口做实现。
- 对于不同的日志实现方案(例如Logback,Log4j...),封装出不同的桥接组件(例如logback-classic-version.jar,slf4j-log4j12-version.jar),这样使用过程中可以灵活的选取自己项目里的日志实现。
Slf4j与其它日志组件调用关系图
Slf4j与其他各种日志组件的桥接说明
jar包名 | 说明 |
slf4j-log4j12-1.7.13.jar | Log4j1.2版本的桥接器,你需要将Log4j.jar加入Classpath。 |
slf4j-jdk14-1.7.13.jar | java.util.logging的桥接器,Jdk原生日志框架。 |
slf4j-nop-1.7.13.jar | NOP桥接器,默默丢弃一切日志。 |
slf4j-simple-1.7.13.jar | 一个简单实现的桥接器,该实现输出所有事件到System.err. 只有Info以及高于该级别的消息被打印,在小型应用中它也许是有用的。 |
slf4j-jcl-1.7.13.jar | Jakarta Commons Logging 的桥接器. 这个桥接器将Slf4j所有日志委派给Jcl。 |
logback-classic-1.0.13.jar(requires logback-core-1.0.13.jar) | Slf4j的原生实现,Logback直接实现了Slf4j的接口,因此使用Slf4j与Logback的结合使用也意味更小的内存与计算开销 |
引入依赖包
<dependencies>
<!--slf4j日志门面-->
<dependency>
<groupId>org.slf4j</groupId>
<artifactId>slf4j-api</artifactId>
<version>1.7.25</version>
</dependency>
<!--slf4j内置的简单实现-->
<!-- <dependency>-->
<!-- <groupId>org.slf4j</groupId>-->
<!-- <artifactId>slf4j-simple</artifactId>-->
<!-- <version>1.7.25</version>-->
<!-- </dependency>-->
<!--绑定 logback日志实现-->
<!-- <dependency>-->
<!-- <groupId>ch.qos.logback</groupId>-->
<!-- <artifactId>logback-classic</artifactId>-->
<!-- <version>1.2.3</version>-->
<!-- </dependency>-->
<!--绑定 log4j日志实现,需要导入适配器-->
<dependency>
<groupId>org.slf4j</groupId>
<artifactId>slf4j-log4j12</artifactId>
<version>1.7.21</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>log4j</groupId>
<artifactId>log4j</artifactId>
<version>1.2.17</version>
</dependency>
</dependencies>
四 日志规约
1. 【强制】应用中不可直接使用日志系统(Log4j、Logback)中的 API,而应依赖使用日志框架 SLF4J 中的 API,使用门面模式的日志框架,有利于维护和各个类的日志处理方式统一。
2. 【强制】日志文件至少保存 15 天,因为有些异常具备以"周"为频次发生的特点。
3. 【强制】应用中的扩展日志(如打点、临时监控、访问日志等)命名方式:
appName_logType_logName.log。
logType:日志类型,如 stats/monitor/access 等;logName:日志描述。这种命名的好处: 通过文件名就可知道日志文件属于什么应用,什么类型,什么目的,也有利于归类查找。
正例:mppserver 应用中单独监控时区转换异常,如:
mppserver_monitor_timeZoneConvert.log
说明:推荐对日志进行分类,如将错误日志和业务日志分开存放,便于开发人员查看,也便于 通过日志对系统进行及时监控。
4. 【强制】对 trace/debug/info 级别的日志输出,必须使用条件输出形式或者使用占位符的方 式。
说明:logger.debug("Processing trade with id: " + id + " and symbol: " + symbol); 如果日志级别是 warn,上述日志不会打印,但是会执行字符串拼接操作,如果 symbol 是对象, 会执行 toString()方法,浪费了系统资源,执行了上述操作,最终日志却没有打印。
正例:(条件)建设采用如下方式
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Processing trade with id: " + id + " and symbol: " + symbol);
}
正例:(占位符)
logger.debug("Processing trade with id: {} and symbol : {} ", id, symbol);
5. 【强制】异常信息应该包括两类信息:案发现场信息和异常堆栈信息。如果不处理,那么通过 关键字 throws 往上抛出。
正例:logger.error(各类参数或者对象 toString() + "_" + e.getMessage(), e);
6. 【推荐】谨慎地记录日志。生产环境禁止输出 debug 日志;有选择地输出 info 日志;如果使 用 warn 来记录刚上线时的业务行为信息,一定要注意日志输出量的问题,避免把服务器磁盘 撑爆,并记得及时删除这些观察日志。
说明:大量地输出无效日志,不利于系统性能提升,也不利于快速定位错误点。记录日志时请 思考:这些日志真的有人看吗?看到这条日志你能做什么?能不能给问题排查带来好处?
7. 【推荐】可以使用 warn 日志级别来记录用户输入参数错误的情况,避免用户投诉时,无所适 从。如非必要,请不要在此场景打出 error 级别,避免频繁报警。
说明:注意日志输出的级别,error 级别只记录系统逻辑出错、异常或者重要的错误信息。
8. 【推荐】尽量用英文来描述日志错误信息,如果日志中的错误信息用英文描述不清楚的话使用 中文描述即可,否则容易产生歧义。国际化团队或海外部署的服务器由于字符集问题,【强制】 使用全英文来注释和描述日志错误信息。