java日志框架详解-Log4j2

一、概述

Apache Log4j 2 （Log4j -- Apache Log4j 2）是对Log4j的升级，它比其前身Log4j 1.x提供了重大改进，并参考了Logback中优秀的设计，同时修复了Logback架构中的一些问题。被誉为是目前最优秀的Java日志框架；企业中通常使用SLF4j门面+Log4j2来记录日志。

Log4j2主要的性能提升：

异常处理：在logback中，Appender中的异常不会被应用感知到，但是在log4j2中，提供了一些异常处理机制。

性能提升：log4j2 相较于log4j 和 logback 都具有明显的性能提升，有18倍性能提升，后面会有官方测试的数据。

自动重载配置: 参考了logback的设计，当然会提供自动刷新参数配置，最实用的就是我们在生产上可以动态的修改日志的级别而不需要重启应用。

无垃圾机制: log4j2 在大部分情况下，都可以使用其设计的一套无垃圾机制【对象重用、内存缓冲】，避免频繁的日志收集导致的 jvm gc。

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，它会这样做 在进行重新配置时不会丢失日志事件。

高级过滤

与 Logback 一样，Log4j 2 支持基于上下文数据、标记、正则表达式和其他组件进行过滤 日志事件。可以指定筛选以在传递到记录器之前或通过时应用于所有事件 追加器。此外，过滤器还可以与记录器相关联。与 Logback 不同，您可以使用通用 Filter 类 在任何这些情况下。

二、Log4j2入门案例

开发实例：

依赖引入POM.xml：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
    <exclusions>
        <exclusion>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-logging</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-log4j2</artifactId>
</dependency>

Log4j2配置

log4j2默认加载classpath下的 log4j2.xml 文件中的配置。

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

<!--
    status : 这个用于设置log4j2自身内部的信息输出,可以不设置,当设置成trace时,会看到log4j2内部各种详细输出
    monitorInterval : Log4j能够自动检测修改配置文件和重新配置本身, 设置间隔秒数。此处表示每隔600秒重读一次配置文件
-->
<Configuration status="OFF" monitorInterval="600">

    <!--日志级别：TRACE < DEBUG < INFO < WARN < ERROR < FATAL-->
    <!--如果设置为WARN，则低于WARN的信息都不会输出-->
    <Properties>
        <!-- 配置日志文件输出目录,此处为项目根目录下的logs文件夹 -->
        <Property name="LOG_HOME">/app/applogs</Property>
        <!-- 配置日志文件名称前缀 -->
        <Property name="LOG_FILE_NAME">cu-upcc-ccc1-provider</Property>
        <!-- 配置输出日志级别-通用日志 -->
        <Property name="LOG_LEVEL">INFO</Property>
        <!-- 配置输出日志级别-重要日志1 -->
        <Property name="LOG_LEVEL_V1">DEBUG</Property>
        <!-- 配置日志输出源appender的名称 -->
        <Property name="APPENDER_NAME">APP-PROVIDER</Property>
        <!-- 配置子Logger是否继承父Logger的输出源，true-是，false-否，默认true -->
        <Property name="LOGGER_ADDITIVITY">true</Property>

        <!-- 触发日志文件分割的时间间隔，此配置必须和filePattern协调, 如果后者是精确到HH, 则此配置项单位是小时，若后者精确到dd, 则此配置项单位是天-->
        <Property name="POLICY_TIME_BASED_INTERVAL">1</Property>
        <!-- 日志清理规则 从basePath起清理日志文件的目录层级深度 -->
        <Property name="DELETE_MAX_DEPTH">1</Property>
        <!-- 日志清理规则 文件名称匹配规则 -->
        <Property name="DELETE_IF_FILE_NAME">*.log-*</Property>
        <!-- 日志清理规则 归档日志文件存在时长匹配规则，此配置项必须和filePattern协调, 后者是精确到HH, 这里就要写成xH, xd就不起作用， 另外, 数字最好>2, 否则可能造成删除的时候, 最近的文件还处于被占用状态,导致删除不成功! -->
        <Property name="DELETE_IF_LAST_MODIFIED_AGE">24H</Property>
    </Properties>

    <Appenders>
        <!--这个输出控制台的配置-->
        <Console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
            <!--控制台只输出level及其以上级别的信息（onMatch），其他的直接拒绝（onMismatch）-->
            <ThresholdFilter level="${LOG_LEVEL}" onMatch="ACCEPT" onMismatch="DENY"/>
            <!--日志输出的格式-->
            <PatternLayout pattern="|%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS}|%5p|%5t|%4c:%L|%X{PtxId}|%X{clientNodeName}|%X{serverNodeName}|%X{clientSysName}|%X{serverSysName}|%X{txId}|%X{logType}|%m|%n" />
        </Console>

        <RollingRandomAccessFile name="${APPENDER_NAME}" fileName="${LOG_HOME}/${LOG_FILE_NAME}.log"
                                 filePattern="${LOG_HOME}/${LOG_FILE_NAME}.log-%d{yyyyMMddHH}">
            <PatternLayout pattern="|%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS}|%5p|%5t|%4c:%L|%X{PtxId}|%X{clientNodeName}|%X{serverNodeName}|%X{clientSysName}|%X{serverSysName}|%X{txId}|%X{logType}|%m|%n" />
            <Policies>
                <TimeBasedTriggeringPolicy interval="${POLICY_TIME_BASED_INTERVAL}"/>
                <!--<SizeBasedTriggeringPolicy size="50MB"/>-->
            </Policies>
            <DefaultRolloverStrategy>
                <Delete basePath="${LOG_HOME}/" maxDepth="${DELETE_MAX_DEPTH}">
                    <IfFileName glob="${DELETE_IF_FILE_NAME}" />
                    <!--!Note: 这里的age必须和filePattern协调, 后者是精确到HH, 这里就要写成xH, xd就不起作用
                    另外, 数字最好>2, 否则可能造成删除的时候, 最近的文件还处于被占用状态,导致删除不成功!-->
                    <IfLastModified age="${DELETE_IF_LAST_MODIFIED_AGE}" />
                </Delete>
            </DefaultRolloverStrategy>
        </RollingRandomAccessFile>
        <!-- alarm plugins -->
        <AlarmLog4j2Appender name="AlarmLog4j2Appender"  enableApollo="true" apNameSpace="cu-upcc-ccc1-provider">
            <PatternLayout pattern="|%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS}|%m" />
        </AlarmLog4j2Appender>
    </Appenders>

    <!--然后定义logger，只有定义了logger并引入的appender，appender才会生效-->
    <Loggers>
        <Logger name="com.epay.cu1.upcc1.ccc1.provider" level="${LOG_LEVEL}" additivity="${LOGGER_ADDITIVITY}">
            <AppenderRef ref="${APPENDER_NAME}"/>
        </Logger>
        <Logger name="com.epay.ts.lacs.log" level="${LOG_LEVEL}" additivity="${LOGGER_ADDITIVITY}">
            <AppenderRef ref="${APPENDER_NAME}"/>
        </Logger>
        <Logger name="com.epay.ts.piss" level="${LOG_LEVEL}" additivity="${LOGGER_ADDITIVITY}">
            <AppenderRef ref="${APPENDER_NAME}"/>
        </Logger>
        <Logger name="org.springframework" level="${LOG_LEVEL}" additivity="${LOGGER_ADDITIVITY}">
            <AppenderRef ref="${APPENDER_NAME}"/>
        </Logger>
        <Logger name="com.ctrip.framework" level="${LOG_LEVEL}" additivity="${LOGGER_ADDITIVITY}">
            <AppenderRef ref="${APPENDER_NAME}"/>
        </Logger>
        <Logger name="org.apache" level="${LOG_LEVEL}" additivity="${LOGGER_ADDITIVITY}">
            <AppenderRef ref="${APPENDER_NAME}"/>
        </Logger>
        <Logger name="feign.Logger" level="${LOG_LEVEL}" additivity="${LOGGER_ADDITIVITY}">
            <AppenderRef ref="${APPENDER_NAME}"/>
        </Logger>
        <Logger name="com.alibaba.druid" level="${LOG_LEVEL}" additivity="${LOGGER_ADDITIVITY}">
            <AppenderRef ref="${APPENDER_NAME}"/>
        </Logger>
        <logger name="com.broad.assessment.business.dao" level="${LOG_LEVEL_V1}">
            <AppenderRef ref="${APPENDER_NAME}"/>
        </logger>
        <logger name="org.mybatis" level="${LOG_LEVEL_V1}">
            <AppenderRef ref="${APPENDER_NAME}"/>
        </logger>
        <logger name="com.unicompayment.basictools" level="${LOG_LEVEL_V1}">
            <AppenderRef ref="${APPENDER_NAME}"/>
        </logger>
        <!-- alarm plugins -->
        <Logger name="com.epay.cu1.upcc1.ccc1.provider" level="${LOG_LEVEL}" additivity="${LOGGER_ADDITIVITY}">
            <AppenderRef ref="AlarmLog4j2Appender"/>
        </Logger>

        <Root level="${LOG_LEVEL}">
            <Appender-Ref ref="Console"/>
        </Root>

    </Loggers>

</Configuration>

测试代码：

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

public class Log4j2Test {
    private static final Logger logger = LogManager.getLogger();

    public Log4j2Test(){
        logger.info( "Hello World!" );
    }
}

三、Log4j2异步日志

Log4j2提供了两种实现日志的方式，一个是通过AsyncAppender，一个是通过AsyncLogger，分别对应前面我们说的Appender组件和Logger组件。

POM文件异步日志依赖添加:

<dependency>
    <groupId>com.lmax</groupId>
    <artifactId>disruptor</artifactId>
    <version>3.3.4</version>
</dependency>

1、AsyncAppender有锁异步

异步日志是通过引用别的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。这时候，我们应该考虑使用无锁的异步记录器(AsyncLogger)

日志配置文件
<Configuration status="fatal" monitorInterval="30">
    <Properties>
        <Property name="myPattern" value="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/>
    </Properties>
    <Appenders>
        <Console name="ConsoleAppend" target="SYSTEM_OUT">
            <PatternLayout pattern="${myPattern}"/>
            <!-- 只接受程序中DEBUG级别的日志进行处理-->
            <ThresholdFilter level="DEBUG" onMatch="ACCEPT" onMismatch="DENY"/>
        </Console>
        <!--在Appenders标签内创建Async异步标签-->
        <Async name="AsyncConsoleAppend">
            <!--指定当前Appenders标签内的哪个Appender需要设置异步并通过引用-->
            <AppenderRef ref="ConsoleAppend"/>
        </Async>
    </Appenders>

    <Loggers>
        <Root level="ALL">
            <!--设置异步的Appender-->
            <AppenderRef ref="AsyncConsoleAppend"/>
        </Root>
    </Loggers>
</Configuration>

2、AsyncLogger无锁日志

AsyncLogger才是log4j2实现异步最重要的功能体现，也是官方推荐的异步方式。它可以使得调用Logger.log返回的更快。你可以有两种选择:全局异步和混合异步。

**　　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启动的时候增加一个参数即可实现。**

**　　混合异步:你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Log4j2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，比如我们如果是记录审计日志(特殊情况之一)，那么官方就推荐使用同步日志的方式，而对于其它一些仅仅是记录一个程序日志的地方，使用异步日志将大幅提升性能，减少对应用本身的影响。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。

全局异步：

<!-- 导入所需的依赖坐标 -->
<dependency>
    <groupId>com.lmax</groupId>
    <artifactId>disruptor</artifactId>
    <version>3.4.4</version>
</dependency>

<!-- 在resources资源目录下创建log4j2.component.properties文件并编写配置 -->
Log4jContextSelector=org.apache.logging.log4j.core.async.AsyncLoggerContextSelector

混合异步：

<Configuration status="fatal" monitorInterval="30">
    <Properties>
        <Property name="myPattern" value="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %L %-5level %logger{36} - %msg%n"/>
    </Properties>
    <Appenders>
        <Console name="ConsoleAppend" target="SYSTEM_OUT">
            <PatternLayout pattern="${myPattern}"/>
            <!-- 只接受程序中DEBUG级别的日志进行处理-->
            <ThresholdFilter level="DEBUG" onMatch="ACCEPT" onMismatch="DENY"/>
        </Console>
    </Appenders>
    <Loggers>
        <!--创建一个自定义的异步Logger-->
        <!--name：对com.xw当前及其子包下的全部类的日志记录走此异步方式-->
        <!--includeLocation:表示去除日志上的行号信息-->
        <!--注：配置多个Logger时需要设置additivty来取消继承RootLogger-->
        <AsyncLoggger name="com.xw" level="INFO" includeLocation="false" additivty="false">
            <AppenderRef ref="ConsoleAppend"/>
        </AsyncLoggger>
        <!--RootLogger-->
        <Root level="ALL">
            <!--设置异步的Appender-->
            <AppenderRef ref="ConsoleAppend"/>
        </Root>
    </Loggers>
</Configuration>