Log4j 2 日志框架

文章目录

• 01、简单介绍
• 02、组件介绍
• • 2.1、记录器
  • 2.2、输出器
  • 2.3、格式器
• 03、入门案例
• 04、日志保存
• 05、异步日志
• • 5.1、异步输出器
  • 5.2、异步记录器
  • • 5.2.1、全局异步
    • 5.2.2、混合异步
• 06、集成 SLF4J

01、简单介绍

Log4j 2 官网：https://logging.apache.org/log4j/2.x/

Apache Log4j 2 是对 Log4j 的升级，它比其前身 Log4j 1.x 提供了显着改进，并提供了 Logback 中可用的许多改进，同时修复了 Logback 架构中的一些固有问题。

提高性能： Log4j 2 包含基于 LMAX Disruptor 库的下一代异步记录器。在多线程场景中，异步 Logger 的吞吐量比 Log4j 1.x 和 Logback 高 18 倍，延迟低几个数量级。

自动重新加载配置： 与 Logback 一样，Log4j 2 可以在修改时自动重新加载其配置。与 Logback 不同，它会在重新配置时这样做而不会丢失日志事件。

高级过滤： 与 Logback 一样，Log4j 2 支持基于上下文数据、标记、正则表达式和 Log 事件中的其他组件进行过滤。可以指定过滤以在传递给 Logger 之前或在它们通过 Appender 时应用于所有事件。此外，过滤器也可以与 Loggers 关联。与 Logback 不同，您可以在任何这些情况下使用通用的 Filter 类。

插件架构： Log4j 使用插件模式来配置组件。因此，您无需编写代码来创建和配置 Appender、Layout、Pattern Converter 等。Log4j 自动识别插件并在配置引用它们时使用它们。

无垃圾机制： 在稳态日志记录期间，Log4j 2在独立应用程序中是无垃圾的，在 Web 应用程序中是低垃圾的。这减少了垃圾收集器的压力，并且可以提供更好的响应时间性能。

与应用服务器集成： 版本 2.10.0 添加了模块 log4j-appserver 以改进与 Apache Tomcat 和 Eclipse Jetty 的集成。

与 Log4j 1.x 兼容： Log4j 2 的 Log4j-1.2-api 模块为使用 Log4j 1 日志记录方法的应用程序提供了兼容性。从 Log4j 2.13.0 开始，Log4j 2 还为 Log4j 1.x 配置文件提供实验性支持。

目前市面上最主流的日志门面是 SLF4J，虽然 Log4j 2 也是日志门面，但是它的日志实现功能非常强大，且性能优越。所以我们一般情况下还是将 Log4j 2 看作是日志的实现。

SLF4j + Log4j 2 的组合是市场上最强大的日志功能实现方式，是未来的主流趋势。

02、组件介绍 2.1、记录器

Loggers（记录器）控制日志的输出级别，规则是：只输出级别不低于设定级别的日志信息。以及引用 Appenders（输出器）。

级别（由低至高）	说明
ALL	打开所有日志记录开关；是最低等级的
TRACE	输出追踪信息；一般情况下并不会使用
DEBUG	输出调试信息；打印些重要的运行信息
INFO	输出提示信息；突出应用程序运行过程
WARN	输出警告信息；会出现潜在错误的情况
ERROR（默认）	输出错误信息；不影响系统的继续运行
FATAL	输出致命错误；会导致应用程序的退出
OFF	关闭所有日志记录开关；是最高等级的

2.2、输出器

Appender（输出器）通常只负责将日志信息写入目标目的地。将格式化日志信息的责任委托给 Layout（格式器）。定义一个名字以便被 Loggers（记录器）引用。

常用	描述
AsyncAppender（异步输出器）	将日志信息异步输出到目的地
ConsoleAppender（控制台输出器）	将日志信息输出到控制台
FileAppender（文件输出器）	将日志信息写入指定文件
JDBCAppender（数据库输出器）	将日志信息写入数据库表
RollingFileAppender（拆分文件输出器）	将日志信息写入多个文件

2.3、格式器

Layout（格式器）接收 Appender（输出器）的日志信息将其格式化为满足任何消费日志事件需求的样式。

常用	描述
HTML Layout（HTML格式器）	生成一个HTML页面并将每个日志事件添加到表中的一行
Pattern Layout（自定义格式器）	根据自定义的转换模式，返回格式化后的日志信息结果

Pattern Layout（自定义格式器）常用转换符：

转换符	描述
%c	输出发布日志事件的记录器的名称
%20c	如果类别名称的长度少于 20 个字符，则左侧填充空格
%-20c	如果类别名称的长度少于 20 个字符，则右侧填充空格
%.30c	如果类别名称超过 30 个字符，则从头开始截断
%d	按指定格式输出服务器当前时间，如 %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS}
%l	输出生成日志事件的调用者的位置信息
%L	输出发出记录请求的行号
%m	输出与日志事件关联的应用程序提供的消息
%M	输出发出记录请求的方法名称
%n	输出平台相关的行分隔符或字符
%level{级别=值,级别=值…}	输出日志事件的级别名称映射
%-5level	如果级别名称的长度少于 5 个字符，则右填充空格
%r	输出从 JVM 启动到创建日志记录事件所经过的毫秒数
%sn	输出在每个事件中递增的序列号，仅在共享相同转换器类对象的应用程序中是唯一的
%T	输出生成日志事件的线程 ID
%t	输出生成日志事件的线程名称
%fqcn	输出记录器的完全限定类名

03、入门案例

导入依赖：

    
    
        org.apache.logging.log4j
        log4j-api
        2.12.1
    
    
    
        org.apache.logging.log4j
        log4j-core
        2.12.1
    
    
    
        junit
        junit
        4.12
    

代码示例：

package com.log4j2;

import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;
import org.junit.Test;

public class Log4j2Test {
    @Test
    public void test01(){
        Logger logger = LogManager.getLogger(Log4j2Test.class);
        logger.trace("trace级别信息");
        logger.debug("debug级别信息");
        logger.info("info级别信息");
        logger.warn("warn级别信息");
        logger.error("error级别信息"); // 默认级别
        logger.fatal("fatal级别信息");
    }
}

运行结果： 提示没有使用 Log4j 2 配置文件。

ERROR StatusLogger No Log4j 2 configuration file found. Using default configuration (logging only errors to the console), or user programmatically provided configurations. Set system property 'log4j2.debug' to show Log4j 2 internal initialization logging. See https://logging.apache.org/log4j/2.x/manual/configuration.html for instructions on how to configure Log4j 2
13:52:20.705 [main] ERROR com.log4j2.Log4j2Test - error级别信息
13:52:20.708 [main] FATAL com.log4j2.Log4j2Test - fatal级别信息

创建配置： log4j2.xml 文件。

再次运行：

[2022-07-02 23:49:37.972] [TRACE] [main] [com.log4j2.Log4j2Test#test01-12] trace级别信息
[2022-07-02 23:49:37.975] [DEBUG] [main] [com.log4j2.Log4j2Test#test01-13] debug级别信息
[2022-07-02 23:49:37.975] [INFO ] [main] [com.log4j2.Log4j2Test#test01-14] info级别信息
[2022-07-02 23:49:37.975] [WARN ] [main] [com.log4j2.Log4j2Test#test01-15] warn级别信息
[2022-07-02 23:49:37.975] [ERROR] [main] [com.log4j2.Log4j2Test#test01-16] error级别信息
[2022-07-02 23:49:37.975] [FATAL] [main] [com.log4j2.Log4j2Test#test01-17] fatal级别信息

04、日志保存

一个文件保存，相关配置：

拆分文件保存，相关配置：

05、异步日志

Log4j 2 最大的特色 - 异步日志，性能的提升主要也是从中受益。提供了两种实现日志的方式，一个是通过 AsyncAppender（异步输出器），一个是通过 AsyncLogger（异步记录器）。这两种不同的实现方式，在设计和源码上都是不同的体现。

如果使用异步日志，AsyncAppender（异步输出器）和 AsyncLogger（异步记录器）不要同时使用，没有这个需求，效果也不会叠加。如果同时出现，效率以 AsyncAppender（异步输出器）为主，即木桶效率。

导入依赖：

    com.lmax
    disruptor
    3.3.7

5.1、异步输出器

AsyncAppender（异步输出器） 是通过引用别的 Appender 来实现的，当有日志事件到达时，会开启另外一个线程来处理它们。需要注意的是，如果在 Appender 的时候出现异常，对应用来说是无法感知的。 AsyncAppender 应该在它引用的 Appender 之后配置，默认使用 java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue 实现而不需要其它外部的类库。 当使用此Appender 的时候，在多线程的环境下需要注意，阻塞队列容易受到锁争用的影响，这可能会对性能产生影响。

相关配置：

代码示例：

package com.log4j2;

import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;
import org.junit.Test;

public class Log4j2Test {
    @Test
    public void test02() throws InterruptedException {
        Logger logger = LogManager.getLogger(Log4j2Test.class);
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            logger.trace("trace级别信息");
            logger.debug("debug级别信息");
            logger.info("info级别信息");
            logger.warn("warn级别信息");
            logger.error("error级别信息");
            logger.fatal("fatal级别信息");
        }
        for (int i = 0; i < 600; i++) {
            System.out.println("——————————————");
        }
    }
}

运行结果： 多运行几次，可以看出日志记录和系统打印交替输出，实现了异步操作。

略...
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[2022-07-03 02:06:49.888] [DEBUG] [main] [com.log4j2.Log4j2Test#-] debug级别信息
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——————————————
——————————————
[2022-07-03 02:06:49.888] [INFO ] [main] [com.log4j2.Log4j2Test#-] info级别信息
——————————————
——————————————
略...

5.2、异步记录器

AsyncLogger（异步记录器）官方推荐，它可以使调用 Logger.log 返回的更快。有两种选择：全局异步和混合异步。

5.2.1、全局异步

所有的日志都异步的记录，在配置文件上不用做任何改动，只需要在 JVM 启动时增加一个参数即可实现。

创建配置： log4j2.component.properties 文件。

Log4jContextSelector=org.apache.logging.log4j.core.async.AsyncLoggerContextSelector

相关配置：

代码示例：

package com.log4j2;

import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;
import org.junit.Test;

public class Log4j2Test {
    @Test
    public void test02() throws InterruptedException {
        Logger logger = LogManager.getLogger(Log4j2Test.class);
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            logger.trace("trace级别信息");
            logger.debug("debug级别信息");
            logger.info("info级别信息");
            logger.warn("warn级别信息");
            logger.error("error级别信息");
            logger.fatal("fatal级别信息");
        }
        for (int i = 0; i < 600; i++) {
            System.out.println("——————————————");
        }
    }
}

运行结果： 多运行几次，可以看出日志记录和系统打印交替输出，实现了异步操作。

略...
——————————————
——————————————
[2022-07-03 02:20:10.356] [FATAL] [main] [com.log4j2.Log4j2Test#-] fatal级别信息
——————————————
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[2022-07-03 02:20:10.356] [TRACE] [main] [com.log4j2.Log4j2Test#-] trace级别信息
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——————————————
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——————————————
[2022-07-03 02:20:10.356] [DEBUG] [main] [com.log4j2.Log4j2Test#-] debug级别信息
——————————————
略...

5.2.2、混合异步

可以在应用中同时使用同步日志和异步日志，这使得日志的配置方式更加灵活。虽然 Log4j 2 提供以一套异常处理机制，可以覆盖大部分的状态，但是还是会有一小部分的特殊情况是无法完全处理的。混合异步的方式需要通过修改配置文件来实现，使用 AsyncLogger 标记配置。

先将 log4j2.component.properties 配置文件内容注释。

相关配置：

代码示例：

package com.log4j2;

import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;
import org.junit.Test;

public class Log4j2Test {
    @Test
    public void test02() throws InterruptedException {
        Logger logger = LogManager.getLogger(Log4j2Test.class);
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            logger.trace("trace级别信息");
            logger.debug("debug级别信息");
            logger.info("info级别信息");
            logger.warn("warn级别信息");
            logger.error("error级别信息");
            logger.fatal("fatal级别信息");
        }
        for (int i = 0; i < 600; i++) {
            System.out.println("——————————————");
        }
    }
}

运行结果： 多运行几次，可以看出日志记录和系统打印交替输出，实现了异步操作。

略...
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[2022-07-03 02:59:45.493] [TRACE] [main] [com.log4j2.Log4j2Test#-] trace级别信息
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[2022-07-03 02:59:45.493] [DEBUG] [main] [com.log4j2.Log4j2Test#-] debug级别信息
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略...

上面 AsyncLogger 异步记录器配置的是 com.log4j2 包，然后应用程序也是在 com.log4j2 包下。如果我们运行其它包下的应用程序，比如 com.test 包下 Log4j2Test.test02() 方法（复制 com.log4j2.Log4j2Test），会发现日志记录仍然是同步输出。

06、集成 SLF4J

导入依赖：

    org.slf4j
    slf4j-api
    1.7.25



    org.apache.logging.log4j
    log4j-slf4j-impl
    2.12.1

代码示例：

Logger logger = LogManager.getLogger(类名.class);
替换为
Logger logger = LoggerFactory.getLogger(类名.class);