Java日志框架之logback使用详解

 更新时间:2020-08-01 06:25:09   作者:佚名   我要评论(0)

为什么使用logback
记得前几年工作的时候,公司使用的日志框架还是log4j,大约从16年中到现在,不管是我参与的别人已经搭建好的项目还是我自己主导的项目,日志框架

为什么使用logback

记得前几年工作的时候,公司使用的日志框架还是log4j,大约从16年中到现在,不管是我参与的别人已经搭建好的项目还是我自己主导的项目,日志框架基本都换成了logback,总结一下,logback大约有以下的一些优点:

  • 内核重写、测试充分、初始化内存加载更小,这一切让logback性能和log4j相比有诸多倍的提升
  • logback非常自然地直接实现了slf4j,这个严格来说算不上优点,只是这样,再理解slf4j的前提下会很容易理解logback,也同时很容易用其他日志框架替换logback
  • logback有比较齐全的200多页的文档
  • logback当配置文件修改了,支持自动重新加载配置文件,扫描过程快且安全,它并不需要另外创建一个扫描线程
  • 支持自动去除旧的日志文件,可以控制已经产生日志文件的最大数量

总而言之,如果大家的项目里面需要选择一个日志框架,那么我个人非常建议使用logback。

logback加载

我们简单分析一下logback加载过程,当我们使用logback-classic.jar时,应用启动,那么logback会按照如下顺序进行扫描:

  • 在系统配置文件System Properties中寻找是否有logback.configurationFile对应的value
  • 在classpath下寻找是否有logback.groovy(即logback支持groovy与xml两种配置方式)
  • 在classpath下寻找是否有logback-test.xml
  • 在classpath下寻找是否有logback.xml

以上任何一项找到了,就不进行后续扫描,按照对应的配置进行logback的初始化,具体代码实现可见ch.qos.logback.classic.util.ContextInitializer类的findURLOfDefaultConfigurationFile方法。

当所有以上四项都找不到的情况下,logback会调用ch.qos.logback.classic.BasicConfigurator的configure方法,构造一个ConsoleAppender用于向控制台输出日志,默认日志输出格式为"%d{HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{36} - %msg%n"。

logback的configuration

logback的重点应当是Appender、Logger、Pattern,在这之前先简单了解一下logback的<configuration>,<configuration>只有三个属性:

  • scan:当scan被设置为true时,当配置文件发生改变,将会被重新加载,默认为true
  • scanPeriod:检测配置文件是否有修改的时间间隔,如果没有给出时间单位,默认为毫秒,当scan=true时这个值生效,默认时间间隔为1分钟
  • debug:当被设置为true时,将打印出logback内部日志信息,实时查看logback运行信息,默认为false

<logger>与<root>

先从最基本的<logger>与<root>开始。

<logger>用来设置某一个包或者具体某一个类的日志打印级别、以及指定<appender>。<logger>可以包含零个或者多个<appender-ref>元素,标识这个appender将会添加到这个logger。<logger>仅有一个name属性、一个可选的level属性和一个可选的additivity属性:

  • name:用来指定受此logger约束的某一个包或者具体的某一个类
  • level:用来设置打印级别,五个常用打印级别从低至高依次为TRACE、DEBUG、INFO、WARN、ERROR,如果未设置此级别,那么当前logger会继承上级的级别
  • additivity:是否向上级logger传递打印信息,默认为true

<root>也是<logger>元素,但是它是根logger,只有一个level属性,因为它的name就是ROOT,关于这个地方,有朋友微信上问起,源码在LoggerContext中:

public LoggerContext() {
  super();
  this.loggerCache = new ConcurrentHashMap<String, Logger>();

  this.loggerContextRemoteView = new LoggerContextVO(this);
  this.root = new Logger(Logger.ROOT_LOGGER_NAME, null, this);
  this.root.setLevel(Level.DEBUG);
  loggerCache.put(Logger.ROOT_LOGGER_NAME, root);
  initEvaluatorMap();
  size = 1;
  this.frameworkPackages = new ArrayList<String>();
}

Logger的构造函数为:

Logger(String name, Logger parent, LoggerContext loggerContext) {
  this.name = name;
  this.parent = parent;
  this.loggerContext = loggerContext;
}

看到第一个参数就是Root的name,而这个Logger.ROOT_LOGGER_NAME的定义为final public String ROOT_LOGGER_NAME = "ROOT",由此可以看出<root>节点的name就是"ROOT"。

接着写一段代码来测试一下:

public class Slf4jTest {

  @Test
  public void testSlf4j() {
    Logger logger = LoggerFactory.getLogger(Object.class);
    logger.trace("=====trace=====");
    logger.debug("=====debug=====");
    logger.info("=====info=====");
    logger.warn("=====warn=====");
    logger.error("=====error=====");
  }

}

logback.xml的配置为:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<configuration scan="false" scanPeriod="60000" debug="false">
  <appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
    <layout class="ch.qos.logback.classic.PatternLayout">
      <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger - %msg%n</pattern>
    </layout>
  </appender>

  <root level="info">
    <appender-ref ref="STDOUT" />
  </root>

</configuration>

root将打印级别设置为"info"级别,<appender>暂时不管,控制台的输出为:

2018-03-26 22:57:48.779 [main] INFO  java.lang.Object - =====info=====
2018-03-26 22:57:48.782 [main] WARN  java.lang.Object - =====warn=====
2018-03-26 22:57:48.782 [main] ERROR java.lang.Object - =====error=====

logback.xml的意思是,当Test方法运行时,root节点将日志级别大于等于info的交给已经配置好的名为"STDOUT"的<appender>进行处理,"STDOUT"将信息打印到控制台上。

接着理解一下<logger>节点的作用,logback.xml修改一下,加入一个只有name属性的<logger>:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<configuration scan="false" scanPeriod="60000" debug="false">

  <appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
    <layout class="ch.qos.logback.classic.PatternLayout">
      <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger - %msg%n</pattern>
    </layout>
  </appender>

  <logger name="java" />

   <root level="debug">
     <appender-ref ref="STDOUT" />
   </root>

</configuration>

注意这个name表示的是LoggerFactory.getLogger(XXX.class),XXX的包路径,包路径越少越是父级,我们测试代码里面是Object.class,即name="java"是name="java.lang"的父级,root是所有<logger>的父级。看一下输出为:

2018-03-27 23:02:02.963 [main] DEBUG java.lang.Object - =====debug=====
2018-03-27 23:02:02.965 [main] INFO  java.lang.Object - =====info=====
2018-03-27 23:02:02.966 [main] WARN  java.lang.Object - =====warn=====
2018-03-27 23:02:02.966 [main] ERROR java.lang.Object - =====error=====

出现这样的结果是因为:

  • <logger>中没有配置level,即继承父级的level,<logger>的父级为<root>,那么level=debug
  • 没有配置additivity,那么additivity=true,表示此<logger>的打印信息向父级<root>传递
  • 没有配置<appender-ref>,表示此<logger>不会打印出任何信息

由此可知,<logger>的打印信息向<root>传递,<root>使用"STDOUT"这个<appender>打印出所有大于等于debug级别的日志。举一反三,我们将<logger>的additivity配置为false,那么控制台应该不会打印出任何日志,因为<logger>的打印信息不会向父级<root>传递且<logger>没有配置任何<appender>,大家可以自己试验一下。

接着,我们再配置一个<logger>:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<configuration scan="false" scanPeriod="60000" debug="false">

  <appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
    <layout class="ch.qos.logback.classic.PatternLayout">
      <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger - %msg%n</pattern>
    </layout>
  </appender>

  <logger name="java" additivity="false" />
  <logger name="java.lang" level="warn">
    <appender-ref ref="STDOUT" />
  </logger>

  <root level="debug">
    <appender-ref ref="STDOUT" />
  </root>

</configuration>

如果读懂了上面的例子,那么这个例子应当很好理解:

  • LoggerFactory.getLogger(Object.class),首先找到name="java.lang"这个<logger>,将日志级别大于等于warn的使用"STDOUT"这个<appender>打印出来
  • name="java.lang"这个<logger>没有配置additivity,那么additivity=true,打印信息向上传递,传递给父级name="java"这个<logger>
  • name="java"这个<logger>的additivity=false且不关联任何<appender>,那么name="java"这个<appender>不会打印任何信息

由此分析,得出最终的打印结果为:

2018-03-27 23:12:16.147 [main] WARN  java.lang.Object - =====warn=====
2018-03-27 23:12:16.150 [main] ERROR java.lang.Object - =====error=====

举一反三,上面的name="java"这个<appender>可以把additivity设置为true试试看是什么结果,如果对前面的分析理解的朋友应该很容易想到,有两部分日志输出,一部分是日志级别大于等于warn的、一部分是日志级别大于等于debug的。

<appender>

接着看一下<appender>,<appender>是<configuration>的子节点,是负责写日志的组件。<appender>有两个必要属性name和class:

  • name指定<appender>的名称
  • class指定<appender>的全限定名

<appender>有好几种,上面我们演示过的是ConsoleAppender,ConsoleAppender的作用是将日志输出到控制台,配置示例为:

<appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
   <encoder>
     <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger - %msg%n</pattern>
   </encoder>
 </appender>

其中,encoder表示对参数进行格式化。我们和上一部分的例子对比一下,发现这里是有所区别的,上面使用了<layout>定义<pattern>,这里使用了<encoder>定义<pattern>,简单说一下:

  • <encoder>是0.9.19版本之后引进的,以前的版本使用<layout>,logback极力推荐的是使用<encoder>而不是<layout>
  • 最常用的FileAppender和它的子类的期望是使用<encoder>而不再使用<layout>

关于<encoder>中的格式下一部分再说。接着我们看一下FileAppender,FileAppender的作用是将日志写到文件中,配置示例为:

<appender name="FILE" class="ch.qos.logback.core.FileAppender">
  <file>D:/123.log</file>
  <append>true</append>
  <encoder>
    <pattern>%-4relative [%thread] %-5level %logger{35} - %msg%n</pattern>
  </encoder>
</appender>

它的几个节点为:

  • <file>表示写入的文件名,可以使相对目录也可以是绝对目录,如果上级目录不存在则自动创建
  • <appender>如果为true表示日志被追加到文件结尾,如果是false表示清空文件
  • <encoder>表示输出格式,后面说
  • <prudent>如果为true表示日志会被安全地写入文件,即使其他的FileAppender也在向此文件做写入操作,效率低,默认为false

接着来看一下RollingFileAppender,RollingFileAppender的作用是滚动记录文件,先将日志记录到指定文件,当符合某个条件时再将日志记录到其他文件,RollingFileAppender配置比较灵活,因此使用得更多,示例为:

<appender name="ROLLING-FILE-1" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
  <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
    <fileNamePattern>rolling-file-%d{yyyy-MM-dd}.log</fileNamePattern>
    <maxHistory>30</maxHistory>
  </rollingPolicy>
  <encoder>
    <pattern>%-4relative [%thread] %-5level %logger{35} - %msg%n</pattern>
  </encoder>
</appender>

这种是仅仅指定了<rollingPolicy>的写法,<rollingPolicy>的作用是当发生滚动时,定义RollingFileAppender的行为,其中上面的TimeBasedRollingPolicy是最常用的滚动策略,它根据时间指定滚动策略,既负责滚动也负责触发滚动,有以下节点:

  • <fileNamePattern>,必要节点,包含文件名及"%d"转换符,"%d"可以包含一个Java.text.SimpleDateFormat指定的时间格式,如%d{yyyy-MM},如果直接使用%d那么格式为yyyy-MM-dd。RollingFileAppender的file子节点可有可无,通过设置file可以为活动文件和归档文件指定不同的位置
  • <maxHistory>,可选节点,控制保留的归档文件的最大数量,如果超出数量就删除旧文件,假设设置每个月滚动且<maxHistory>是6,则只保存最近6个月的文件

向其他还有SizeBasedTriggeringPolicy,用于按照文件大小进行滚动,可以自己查阅一下资料。

异步写日志

日志通常来说都以文件形式记录到磁盘,例如使用<RollingFileAppender>,这样的话一次写日志就会发生一次磁盘IO,这对于性能是一种损耗,因此更多的,对于每次请求必打的日志(例如请求日志,记录请求API、参数、请求时间),我们会采取异步写日志的方式而不让此次写日志发生磁盘IO,阻塞线程从而造成不必要的性能损耗。(不要小看这个点,可以网上查一下服务端性能优化的文章,只是因为将日志改为异步写,整个QPS就有了大幅的提高)。

接着我们看下如何使用logback进行异步写日志配置:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<configuration scan="false" scanPeriod="60000" debug="false">

  <appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
    <encoder>
      <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger - %msg%n</pattern>
    </encoder>
  </appender>

  <appender name="ROLLING-FILE-1" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
    <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
       <fileNamePattern>D:/rolling-file-%d{yyyy-MM-dd}.log</fileNamePattern>
       <maxHistory>30</maxHistory>
    </rollingPolicy>
    <encoder>
       <pattern>%-4relative [%thread] %-5level %lo{35} - %msg%n</pattern>
    </encoder>
  </appender>

  <!-- 异步输出 -->
  <appender name ="ASYNC" class= "ch.qos.logback.classic.AsyncAppender">
    <!-- 不丢失日志.默认的,如果队列的80%已满,则会丢弃TRACT、DEBUG、INFO级别的日志 -->
    <discardingThreshold>0</discardingThreshold>
    <!-- 更改默认的队列的深度,该值会影响性能.默认值为256 -->
    <queueSize>256</queueSize>
    <!-- 添加附加的appender,最多只能添加一个 -->
    <appender-ref ref ="ROLLING-FILE-1"/>
  </appender>

  <logger name="java" additivity="false" />
  <logger name="java.lang" level="DEBUG">
    <appender-ref ref="ASYNC" />
  </logger>

  <root level="INFO">
    <appender-ref ref="STDOUT" />
  </root>

</configuration>

即,我们引入了一个AsyncAppender,先说一下AsyncAppender的原理,再说一下几个参数:

当我们配置了AsyncAppender,系统启动时会初始化一条名为"AsyncAppender-Worker-ASYNC"的线程当Logging Event进入AsyncAppender后,AsyncAppender会调用appender方法,appender方法中再将event填入Buffer(使用的Buffer为BlockingQueue,具体实现为ArrayBlockingQueye)前,会先判断当前Buffer的容量以及丢弃日志特性是否开启,当消费能力不如生产能力时,AsyncAppender会将超出Buffer容量的Logging Event的级别进行丢弃,作为消费速度一旦跟不上生产速度导致Buffer溢出处理的一种方式。上面的线程的作用,就是从Buffer中取出Event,交给对应的appender进行后面的日志推送从上面的描述我们可以看出,AsyncAppender并不处理日志,只是将日志缓冲到一个BlockingQueue里面去,并在内部创建一个工作线程从队列头部获取日志,之后将获取的日志循环记录到附加的其他appender上去,从而达到不阻塞主线程的效果。因此AsyncAppender仅仅充当的是事件转发器,必须引用另外一个appender来做事。

从上述原理,我们就能比较清晰地理解几个参数的作用了:

  • discardingThreshold,假如等于20则表示,表示当还剩20%容量时,将丢弃TRACE、DEBUG、INFO级别的Event,只保留WARN与ERROR级别的Event,为了保留所有的events,可以将这个值设置为0,默认值为queueSize/5
  • queueSize比较好理解,BlockingQueue的最大容量,默认为256
  • includeCallerData表示是否提取调用者数据,这个值被设置为true的代价是相当昂贵的,为了提升性能,默认当event被加入BlockingQueue时,event关联的调用者数据不会被提取,只有线程名这些比较简单的数据
  • appender-ref表示AsyncAppender使用哪个具体的<appender>进行日志输出

<encoder>

<encoder>节点负责两件事情:

  • 把日志信息转换为字节数组
  • 把字节数组写到输出流

目前PatternLayoutEncoder是唯一有用的且默认的encoder,有一个<pattern>节点,就像上面演示的,用来设置日志的输入格式,使用“%+转换符"的方式,如果要输出"%"则必须使用"\%"对"%"进行转义。

<encoder>的一些可用参数用表格表示一下:

转换符 作  用 是否避免使用

c{length}

lo{length}

logger{length}

输出日志的logger名称,可有一个整型参数来缩短<logger>名称,有几种情况:

1、不输入表示输出完整的<logger>名称

2、输入0表示只输出<logger>最右边点号之后的字符串

3、输入其他数字表示输出小数点最后边点号之前的字符数量

C{length}

class{length}

输出指定记录的请求的调用者的全限定名,length同上

d{pattern}

date{pattern}

输出时间格式,模式语法同java.text.SimpleDateFormat兼容
caller{depth} 输出生成日志的调用者的位置信息,整数选项表示输出信息深度
L 输出执行日志的请求行号

m

msg

message

输出应用程序提供的信息
m 输入执行日志请求的方法名
n 输出平台相关的分行符"\n"或者"\r\n",即换行

p

le

level

输出日志级别

r

relative

输出从程序启动到创建日志记录的时间,单位为毫秒

t

thread

输出产生日志的线程名称

Filter

最后来看一下<filter>,<filter>是<appender>的一个子节点,表示在当前给到的日志级别下再进行一次过滤,最基本的Filter有ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter和ch.qos.logback.classic.filter.ThresholdFilter,首先看一下LevelFilter:

<configuration scan="false" scanPeriod="60000" debug="false">

  <appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
    <encoder>
      <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger - %msg%n</pattern>
    </encoder>
    <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">
      <level>WARN</level>
      <onMatch>ACCEPT</onMatch>
      <onMismatch>DENY</onMismatch>
    </filter>
  </appender>

  <logger name="java" additivity="false" />
  <logger name="java.lang" level="DEBUG">
    <appender-ref ref="STDOUT" />
  </logger>

  <root level="INFO">
    <appender-ref ref="STDOUT" />
  </root>

</configuration>

看一下输出:

2018-03-31 22:22:58.843 [main] WARN  java.lang.Object - =====warn=====

看到尽管<logger>配置的是DEBUG,但是输出的只有warn,因为在<filter>中对匹配到WARN级别时做了ACCEPT(接受),对未匹配到WARN级别时做了DENY(拒绝),当然只能打印出WARN级别的日志。

再看一下ThresholdFilter,配置为:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<configuration scan="false" scanPeriod="60000" debug="false">

  <appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
    <encoder>
      <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger - %msg%n</pattern>
    </encoder>
    <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.ThresholdFilter">
      <level>INFO</level>
    </filter>
  </appender>

  <logger name="java" additivity="false" />
  <logger name="java.lang" level="DEBUG">
    <appender-ref ref="STDOUT" />
  </logger>

  <root level="INFO">
    <appender-ref ref="STDOUT" />
  </root>

</configuration>

看一下输出为:

2018-03-31 22:41:32.353 [main] INFO  java.lang.Object - =====info=====
2018-03-31 22:41:32.358 [main] WARN  java.lang.Object - =====warn=====
2018-03-31 22:41:32.359 [main] ERROR java.lang.Object - =====error=====

因为ThresholdFilter的策略是,会将日志级别小于<level>的全部进行过滤,因此虽然指定了DEBUG级别,但是只有INFO及以上级别的才能被打印出来。

到此这篇关于Java日志框架之logback使用详解的文章就介绍到这了,更多相关Java日志框架logback内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

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