jdk-logging、log4j、logback日志介绍及原理

1 需要解决的疑惑

目前的日志框架有jdk自带的logging，log4j1、log4j2、logback

目前用于实现日志统一的框架apache的commons-logging、slf4j

为了理清它们的关系，与繁杂的各种集成jar包，如下：

  • log4j、log4j-api、log4j-core
  • log4j-1.2-api、log4j-jcl、log4j-slf4j-impl、log4j-jul
  • logback-core、logback-classic、logback-access
  • commons-logging
  • slf4j-api、slf4j-log4j12、slf4j-simple、jcl-over-slf4j、slf4j-jdk14、log4j-over-slf4j、slf4j-jcl

分成3篇文章来阐述

  • jdk自带的logging、log4j1、log4j2、logback的使用与原理简述
  • slf4j、apache的commons-logging与上述日志框架的集成原理
  • slf4j目前与commons-logging混用的境况

2 jdk自带的logging

2.1 使用案例

private static final Logger logger=Logger.getLogger(JdkLoggingTest.class.getName());

public static void main(String[] args){
    logger.info("jdk logging info: a msg");
}

其中的Logger是：java.util.logging.Logger

2.2 简单过程分析：

不想看源码的请略过

  • 创建一个LogManager

    默认是java.util.logging.LogManager，但是也可以自定义，修改系统属性"java.util.logging.manager"即可，源码如下（manager就是LogManager）：

    try {
    cname = System.getProperty("java.util.logging.manager");
    if (cname != null) {
        try {
            Class clz = ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass(cname);
            manager = (LogManager) clz.newInstance();
        } catch (ClassNotFoundException ex) {
            Class clz = Thread.currentThread().getContextClassLoader().loadClass(cname);
            manager = (LogManager) clz.newInstance();
        }
    }
} catch (Exception ex) {
    System.err.println("Could not load Logmanager \"" + cname + "\"");
    ex.printStackTrace();
}
if (manager == null) {
    manager = new LogManager();
}
  • 加载配置文件

    默认是jre目录下的lib/logging.properties文件，也可以自定义修改系统属性"java.util.logging.config.file”,源码如下：

    String fname = System.getProperty("java.util.logging.config.file");
if (fname == null) {
    fname = System.getProperty("java.home");
    if (fname == null) {
        throw new Error("Can't find java.home ??");
    }
    File f = new File(fname, "lib");
    f = new File(f, "logging.properties");
    fname = f.getCanonicalPath();
}
InputStream in = new FileInputStream(fname);
BufferedInputStream bin = new BufferedInputStream(in);
try {
    readConfiguration(bin);
}
  • 创建Logger，并缓存起来，放置到一个Hashtable中,并把LogManager设置进新创建的logger中

以tomcat为例，它就自定义了上述配置：

在tomcat的启动文件catalina.bat中，有如下设置：

  • 修改属性"java.util.logging.manager”,自定义LogManager，使用自己的ClassLoaderLogManager

    if not "%LOGGING_MANAGER%" == "" goto noJuliManager
set LOGGING_MANAGER=-Djava.util.logging.manager=org.apache.juli.ClassLoaderLogManager
:noJuliManager
set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% %LOGGING_MANAGER%
  • 修改属性"java.util.logging.config.file”,自定义配置文件，使用自己的%CATALINA_BASE%\conf\logging.properties文件 
    if not "%LOGGING_CONFIG%" == "" goto noJuliConfig
set LOGGING_CONFIG=-Dnop
if not exist "%CATALINA_BASE%\conf\logging.properties" goto noJuliConfig
set LOGGING_CONFIG=-Djava.util.logging.config.file="%CATALINA_BASE%\conf\logging.properties"
:noJuliConfig
set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% %LOGGING_CONFIG%

所以如果想研究tomcat的日志，可以从上面入手。

jdk自带的logging不再详细介绍，有兴趣的参见这篇文章JDK Logging深入分析

3 log4j1

3.1 使用案例

3.1.1 需要的jar包

  • log4j

maven依赖如下：

<dependency>
    <groupId>log4j</groupId>
    <artifactId>log4j</artifactId>
    <version>1.2.17</version>
</dependency>

3.1.2 使用方式

  • 第一步：编写log4j.properties配置文件,放到类路径下

    log4j.rootLogger = debug, console
log4j.appender.console = org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.console.layout = org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.console.layout.ConversionPattern = %-d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} %m%n

    配置文件的详细内容不是本博客关注的重点，不再说明，自行搜索

  • 第二步：代码中如下使用 
    public class Log4jTest {
    private static final Logger logger=Logger.getLogger(Log4jTest.class);
    public static void main(String[] args){
        if(logger.isTraceEnabled()){
            logger.debug("log4j trace message");
        }
        if(logger.isDebugEnabled()){
            logger.debug("log4j debug message");
        }
        if(logger.isInfoEnabled()){
            logger.debug("log4j info message");
        }
    }
}
  • 补充：
    • 1 上述方式默认到类路径下加载log4j.properties配置文件，如果log4j.properties配置文件不在类路径下，则可以选择如下方式之一来加载配置文件

      • 使用classLoader来加载资源

        PropertyConfigurator.configure(Log4jTest.class.getClassLoader().getResource(“properties/log4j.properties”));

      • 使用log4j自带的Loader来加载资源

        PropertyConfigurator.configure(Loader.getResource(“properties/log4j.properties”));

3.2 获取Logger的原理

不想看源码的请略过

本博客的重点不在于讲解log4j的架构。只是简单的说明获取一个Logger的过程。分三种情况来说明：

  • 第一种情况：没有指定配置文件路径

    • 1 第一步： 引发LogManager的类初始化

      Logger.getLogger(Log4jTest.class)的源码如下：

      static public Logger getLogger(Class clazz) {
    return LogManager.getLogger(clazz.getName());
}
    • 2 第二步：初始化一个logger仓库Hierarchy

      Hierarchy的源码如下：

      public class Hierarchy implements LoggerRepository, RendererSupport, ThrowableRendererSupport {
    private LoggerFactory defaultFactory；
    Hashtable ht;
    Logger root;
    //其他略
}
      • LoggerFactory defaultFactory： 就是创建Logger的工厂
      • Hashtable ht：用来存放上述工厂创建的Logger
      • Logger root:作为根Logger

      LogManager在类初始化的时候如下方式来实例化Hierarchy：

      static {
    Hierarchy h = new Hierarchy(new RootLogger((Level) Level.DEBUG));
    //略
}

      new RootLogger作为root logger，默认是debug级别

      最后把Hierarchy绑定到LogManager上，可以在任何地方来获取这个logger仓库Hierarchy

    • 3 第三步：在LogManager的类初始化的过程中默认寻找类路径下的配置文件

      通过org.apache.log4j.helpers.Loader类来加载类路径下的配置文件：

      Loader.getResource("log4j.xml");
Loader.getResource("log4j.properties")

      优先选择xml配置文件

    • 4 第四步：解析上述配置文件
      • 如果是xml文件则org.apache.log4j.xml.DOMConfigurator类来解析
      • 如果是properties文件，则使用org.apache.log4j.PropertyConfigurator来解析

      不再详细说明解析过程，看下解析后的结果：

      • 设置RootLogger的级别
      • 对RootLogger添加一系列我们配置的appender（我们通过logger来输出日志，通过logger中的appender指明了日志的输出目的地）
    • 5 第五步：当一切都准备妥当后，就该获取Logger了

      使用logger仓库Hierarchy中内置的LoggerFactory工厂来创建Logger了，并缓存起来，同时将logger仓库Hierarchy设置进新创建的Logger中

  • 第二种情况，手动来加载不在类路径下的配置文件

    PropertyConfigurator.configure 执行时会去进行上述的配置文件解析，源码如下：

    public static void configure(java.net.URL configURL) {
     new PropertyConfigurator().doConfigure(configURL,
                        LogManager.getLoggerRepository());
}
    • 仍然先会引发LogManager的类加载，创建出logger仓库Hierarchy，同时尝试加载类路径下的配置文件，此时没有则不进行解析，此时logger仓库Hierarchy中的RootLogger默认采用debug级别，没有appender而已。
    • 然后解析配置文件，对上述logger仓库Hierarchy的RootLogger进行级别的设置，添加appender
    • 此时再去调用Logger.getLogger，不会导致LogManager的类初始化（因为已经加载过了）
  • 第三种情况，配置文件在类路径下，而我们又手动使用PropertyConfigurator去加载

    也就会造成2次加载解析配置文件，仅仅会造成覆盖而已（对于RootLogger进行从新设置级别，删除原有的appender，重新加载新的appender），所以多次加载解析配置文件以最后一次为准。

3.3 主要对象总结

  • LogManager： 它的类加载会创建logger仓库Hierarchy，并尝试寻找类路径下的配置文件，如果有则解析
  • Hierarchy ： 包含三个重要属性：
    • LoggerFactory logger的创建工厂
    • Hashtable 用于存放上述工厂创建的logger
    • Logger root logger,用于承载解析文件的结果，设置级别，同时存放appender
  • PropertyConfigurator: 用于解析log4j.properties文件
  • Logger : 我们用来输出日志的对象

4 log4j2

4.1 背景介绍

log4j2与log4j1发生了很大的变化，不兼容。log4j1仅仅作为一个实际的日志框架，slf4j、commons-logging作为门面，统一各种日志框架的混乱格局，现在log4j2也想跳出来充当门面了，也想统一大家了。哎，日志格局越来越混乱了。

log4j2分成2个部分：

  • log4j-api： 作为日志接口层，用于统一底层日志系统
  • log4j-core : 作为上述日志接口的实现，是一个实际的日志框架

4.2 log4j2的使用案例

4.2.1 需要的jar包

  • log4j-api
  • log4j-core

对应的maven依赖是：

<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-api</artifactId>
    <version>2.2</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-core</artifactId>
    <version>2.2</version>
</dependency>

4.2.2 使用方式

  • 第一步：编写log4j2.xml配置文件（目前log4j2只支持xml json yuml，不再支持properties文件）

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration status="WARN">
  <Appenders>
    <Console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
      <PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/>
    </Console>
  </Appenders>
  <Loggers>
    <Root level="debug">
      <AppenderRef ref="Console"/>
    </Root>
  </Loggers>
</Configuration>
  • 第二步： 使用方式 
    private static final Logger logger=LogManager.getLogger(Log4j2Test.class);

public static void main(String[] args){
    if(logger.isTraceEnabled()){
        logger.debug("log4j trace message");
    }
    if(logger.isDebugEnabled()){
        logger.debug("log4j debug message");
    }
    if(logger.isInfoEnabled()){
        logger.debug("log4j info message");
    }
}

和log4j1是不同的。此时Logger是log4j-api中定义的接口，而log4j1中的Logger则是类

4.3 使用过程简单分析

不想看源码的请略过

  • 获取底层使用的LoggerContextFactory：

    同样LogManager的类加载会去寻找log4j-api定义的LoggerContextFactory接口的底层实现，获取方式有三种：

    • 第一种： 尝试从jar中寻找log4j2.component.properties文件，如果配置了log4j2.loggerContextFactory则使用该LoggerContextFactory
    • 第二种：如果没找到，尝试从jar包中寻找META-INF/log4j-provider.properties文件，如log4j-core-2.2中就有该文件，如下图所示： 

    如果找到多个，取优先级最高的（该文件中指定了LoggerContextFactory，同时指定了优先级FactoryPriority），如log4j-core-2.2中log4j-provider.properties的文件内容如下：

    LoggerContextFactory = org.apache.logging.log4j.core.impl.Log4jContextFactory
Log4jAPIVersion = 2.1.0
FactoryPriority= 10
    • 第三种情况：上述方式还没找到，就使用默认的SimpleLoggerContextFactory
  • 使用LoggerContextFactory获取LoggerContext
  • 根据LoggerContext获取Logger

    以log4j-core为例：

    • 会首先判断LoggerContext是否被初始化过了，没有则进行初始化
    • 获取ConfigurationFactory,从配置中获取和插件中获取（log4j-core核心包中有三个YamlConfigurationFactory、JsonConfigurationFactory、XmlConfigurationFactory）
    • 以上文的案例中，会使用XmlConfigurationFactory来加载log4j2.xml配置文件
    • LoggerContext初始化后，就可以获取或者创建Logger了

4.4 主要对象总结

  • LogManager： 它的类加载会去寻找LoggerContextFactory接口的底层实现，会从jar包中的配置文件中寻找，如上面所述
  • LoggerContextFactory ： 用于创建LoggerContext，不同的日志实现系统会有不同的实现，如log4j-core中的实现为Log4jContextFactory
  • PropertyConfigurator: 用于解析log4j.properties文件
  • LoggerContext : 它包含了配置信息，并能创建log4j-api定义的Logger接口实例，并缓存这些实例
  • ConfigurationFactory：上述LoggerContext解析配置文件，需要用到ConfigurationFactory，目前有三个YamlConfigurationFactory、JsonConfigurationFactory、XmlConfigurationFactory，分别解析yuml json xml形式的配置文件

5 logback

5.1 使用案例

5.1.1 需要的jar包

  • logback-core
  • logback-classic
  • slf4j-api

对应的maven依赖为：

<dependency>
    <groupId>ch.qos.logback</groupId>
    <artifactId>logback-core</artifactId>
    <version>1.1.3</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>ch.qos.logback</groupId>
    <artifactId>logback-classic</artifactId>
    <version>1.1.3</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.slf4j</groupId>
    <artifactId>slf4j-api</artifactId>
    <version>1.7.12</version>
</dependency>

5.1.2 使用方式

private static final Logger logger=LoggerFactory.getLogger(LogbackTest.class);

public static void main(String[] args){
    if(logger.isDebugEnabled()){
        logger.debug("slf4j-logback debug message");
    }
    if(logger.isInfoEnabled()){
        logger.debug("slf4j-logback info message");
    }
    if(logger.isTraceEnabled()){
        logger.debug("slf4j-logback trace message");
    }

    LoggerContext lc = (LoggerContext) LoggerFactory.getILoggerFactory();
    StatusPrinter.print(lc);
}

补充：

  • 官方使用方式，其实就和slf4j集成了起来

    上述的Logger、LoggerFactory都是slf4j自己的接口与类

  • 没有配置文件的情况下，使用的是默认配置。搜寻配置文件的过程如下：
    1. Logback tries to find a file called logback.groovy in the classpath.
    2. If no such file is found, logback tries to find a file called logback-test.xml in the classpath.
    3. If no such file is found, it checks for the file logback.xml in the classpath..
    4. If no such file is found, and the executing JVM has the ServiceLoader (JDK 6 and above) the ServiceLoader will be used to resolve an implementation of com.qos.logback.classic.spi.Configurator. The first implementation found will be used. See ServiceLoader documentation for more details.
    5. If none of the above succeeds, logback configures itself automatically using the BasicConfigurator which will cause logging output to be directed to the console.

    The fourth and last step is meant to provide a default (but very basic) logging functionality in the absence of a configuration file.

也可以在类路径下加上一个类似如下的logback.xml的配置文件，如下：

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

  <appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
    <encoder>
      <pattern>%d{HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{36} - %msg%n</pattern>
    </encoder>
  </appender>

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

</configuration>

logback则会去解析对应的配置文件。

5.3 使用过程简单分析

不想看源码的请略过

  • slf4j与底层的日志系统进行绑定

    在jar包中寻找org/slf4j/impl/StaticLoggerBinder.class 这个类，如在logback-classic中就含有这个类，如下图所示 

    如果找到多个StaticLoggerBinder，则表明目前底层有多个实际的日志框架，slf4j会随机选择一个

  • 使用上述找到的StaticLoggerBinder创建一个实例，并返回一个ILoggerFactory实例： 
    return StaticLoggerBinder.getSingleton().getLoggerFactory()；

    以logback-classic中的StaticLoggerBinder为例，在StaticLoggerBinder.getSingleton()过程中：会去加载解析配置文件 
    源码如下：

    public URL findURLOfDefaultConfigurationFile(boolean updateStatus) {
    ClassLoader myClassLoader = Loader.getClassLoaderOfObject(this);
    //寻找logback.configurationFile的系统属性
    URL url = findConfigFileURLFromSystemProperties(myClassLoader, updateStatus);
    if (url != null) {
      return url;
    }
    //寻找logback.groovy
    url = getResource(GROOVY_AUTOCONFIG_FILE, myClassLoader, updateStatus);
    if (url != null) {
      return url;
    }
    //寻找logback-test.xml
    url = getResource(TEST_AUTOCONFIG_FILE, myClassLoader, updateStatus);
    if (url != null) {
      return url;
    }
    //寻找logback.xml
    return getResource(AUTOCONFIG_FILE, myClassLoader, updateStatus);
}

    目前路径都是定死的，只有logback.configurationFile的系统属性是可以更改的，所以如果我们想更改配置文件的位置（不想放在类路径下），则需要设置这个系统属性：

     System.setProperty("logback.configurationFile", "/path/to/config.xml");

    解析完配置文件后，返回的ILoggerFactory实例的类型是LoggerContext（它包含了配置信息）

  • 根据返回的ILoggerFactory实例，来获取Logger

    就是根据上述的LoggerContext来创建一个Logger，每个logger与LoggerContext建立了关系，并放到LoggerContext的缓存中，就是LoggerContext的如下属性：

    private Map<String, Logger> loggerCache;

其实上述过程就是slf4j与其他日志系统的绑定过程。不同的日志系统与slf4j集成，都会有一个StaticLoggerBinder类，并会拥有一个ILoggerFactory的实现。

6未完待续

这一篇文章简单介绍了几种日志的简单用法，下一篇文章就来介绍他们与commons-logging和slf4j怎么集成起来，就是要弄清楚各种集成jar包做了哪些事情

时间： 2025-01-21 12:44:50

jdk-logging、log4j、logback日志介绍及原理的相关文章

SLF4J和Logback日志框架详解

SLF4J和Logback日志框架详解 作者:chszs,转载需注明.博客主页:http://blog.csdn.net/chszs 本文讲述SLF4J和Logback日志框架.   SLF4J是一套简单的日志外观模式的Java API,帮助在项目部署时对接各种日志实现. LogBack在运行时使用JMX帮助修改日志配置,在生产状态下无需重启应用程序. SLF4J SLF4J是简单的日志外观模式框架,抽象了各种日志框架例如Logback.Log4j.Commons-logging和JDK自带的l

如何使用log4j把日志写入数据库

之前做的一个项目有这么个要求,在日志管理系统里,需要将某些日志信息存储到数据库里,供用户.管理员查看分析.因此我就花了点时间搞了一下这一功能,各位请看. 摘要:我们知道log4j能提供强大的可配置的记日志功能,有写文件的.打印到控制台的等等,但有时我们需要它把日志输出到后台数据库中,log4j的强大的可扩展性支持了这一点,以下就是具体的实现. 关键词:log,log4j,日志,Java,DB,数据库,slf4j 前提:已经配置好slf4j.log4j,能正常的往文件或控制台写日志. 需求:将日志

深入源码之JDK Logging

JDK从1.4开始提供Logging实现,据说当初JDK打算采用Log4J的,后来因为某些原因谈判没谈拢,然后就自己开发了一套,不知道是为了报复而故意不沿用Log4J的命名方式和抽象方式,还是开发这个模块的人水平不够,或没用心,亦或是我用Commons Logging和Log4J习惯了,看JDK的Logging实现怎么看怎么不爽~~~吐个槽额~~~~ JDK Logging将日志打印抽象成以下几个类之间的交互: 1.    Level,定义日志的级别,类似Log4J中的Level类. JDK L

基于Spring Boot的Logback日志轮转配置

在生产环境下,日志是最好的问题调试和跟踪方法,因此日志的地位是十分重要的.我们平时经常使用的log4j,slf4j,logback等等,他们的配置上大同小异.这里就结合Spring Boot配置一下Logback的日志. 默认最简单的配置 默认情况下,如果对日志没有特殊处理,可以直接基于application.properties进行配置. 常用的参数有: logging.level 配置日志的级别 logging.file logging.path 这两个参数只能配置一个生效,一个是文件(可以

LOG4J输出日志到web目录的相对路径

 LOG4J输出日志到web目录的相对路径 项目中必须是在使用spring web.xml加入 <span style="font-size:18px;"><context-param> <param-name>webAppRootKey</param-name> <param-value>webApp.root</param-value> </context-param> <context-

LogBack 日志压缩产生上百G的tmp文件问题

问题描述 LogBack 日志压缩产生上百G的tmp文件问题 在使用LogBack打印日志,并根据每天和自定义大小拆分压缩文件时,**出现上百G的tmp文件,不会自动删除,另外,出现tmp没有删除的情况时,压缩文件里面的文件是空的.** 请问是什么情况,是否可以优化logback的配置. 当前应用的每日日志量大概在10G. <!-- 文件输出 --> <appender name="file_log" class="ch.qos.logback.core.r

log4j输出日志了两遍，求高手帮忙看看

问题描述 log4j输出日志了两遍,求高手帮忙看看 我的项目是用log4j.xml配置的,配置了一个root,然后又配置了一个logger,nane=test,root和logger输出到不同的日志文件中,使用Logger.getLogger("test").info("test").结果两个日志文件都输出了日志,我的期望是只在test那个logger里输出,怎么做才能实现呢?

Kafka+Log4j实现日志集中管理

引言 前段时间写的<Spring+Log4j+ActiveMQ实现远程记录日志--实战+分析>得到了许多同学的认可,在认可的同时,也有同学提出可以使用Kafka来集中管理日志,于是今天就来学习一下. 特别说明,由于网络上关于Kafka+Log4j的完整例子并不多,我也是一边学习一边使用,因此如果有解释得不好或者错误的地方,欢迎批评指正,如果你有好的想法,也欢迎留言探讨. 第一部分 搭建Kafka环境 安装Kafka 下载:http://kafka.apache.org/downloads.ht

flume hdfs-flume1.5.2希望将log4j的日志写入hdfs报错Unexpected exception from downstream.

问题描述 flume1.5.2希望将log4j的日志写入hdfs报错Unexpected exception from downstream. 1.conf文件如下 agent1.sources = source1agent1.channels = channel1agent1.sinks = snik1# sourceagent1.sources.source1.type = avroagent1.sources.source1.bind = nnodeagent1.sources.sourc