logback VS log4j2 那些你注意不到的性能差距...

一、简介

logback, log4j2 等都是非常优秀的日志框架，在日常使用中，我们很少会关注去使用哪一个框架，但其实这些日志框架在性能方面存在明显的差异。尤其在生产环境中，有时候日志的性能高低，很可能影响到机器的成本，像一些大企业，如阿里、腾讯、字节等，一点点的性能优化，就能节省数百万的支出。再次，统一日志框架也是大厂常有的规范化的事情，还可以便于后续的ETL流程，因此，我们选一个日志框架，其实还是比较重要的。

浅谈与slfj4、log4j, logback的关系

笼统的讲就是slf4j是一系列的日志接口，而log4j logback是具体实现了这些接口的日志框架，也可以简单理解为 slf4j 是接口， logback 和log4j是slf4j的具体实现， slf4j 具备很高的易用性和很好的抽象性。使用SLF4J编写日志消息非常简单。首先需要调用 LoggerFactory 上的 getLogger 方法来实例化一个新的 Logger 对象。一共有两种方法：

方法1：使用lombok （推荐）

直接在类上打上lombok的注解，这个方法是最简单，代码量最小，编程效率最高的，而且lombok组件在很多场景都很好用,

java 复制代码

@Slf4j
public class Main {}

方法2：直接使用

使用 org.slf4j.LoggerFactory 的 getLogger 方法获取logger实例，注意推荐 private static final

java 复制代码

private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(Main.class);

二、性能测试对比

性能对比图

从上图可以得出两个结论：

log4j2 全面优于 logback, log4j2性能是 logback的两倍
随着线程数量的增加，日志输出能力并不会线性增加，在增加到约两倍于CPU核数的时候，日志性能达到比较高的一个值。

tips:

已知的影响效率的是，打出方法名称和行号都会显著降低日志输出效率，如我们单单去掉行号，在单线程情况下， log4j2 的性能相差一倍多. 见下图：

附：测试环境：

1. 硬件环境：

yaml 复制代码

CPU AMD Ryzen 5 3600 6-Core Processor  Base speed:	3.95 GHz
Memory 32.0 GB Speed:	2666 MHz

2. jvm 信息

复制代码

JDK版本： semeru-11.0.20  
JVM 参数：-Xms1000m -Xmx1000m

3. log4j2 和logback的版本

xml 复制代码

<log4j.version>2.22.1</log4j.version>
<logback.version>1.4.14</logback.version>

4. 测试线程数和测试方式

bash 复制代码

线程数：    1 8 32 128
测试方式：  统一预热, 跑三次，取预热后的正式跑的平均值

4. 日志格式 日志格式对于log的效率会有非常大的影响，有些时候则是天差地别。

xml 复制代码

<!-log4j2 的配置 -->
<Property name="log.pattern">[%d{yyyyMMdd HH:mm:ss.SSS}] [%t] [%level{length=4}] %c{1.}:%L %msg%n</Property>
<!-logback 的配置 -->
<pattern>[%date{yyyyMMdd HH:mm:ss.SSS}] [%thread] [%-4level] %logger{5}:%line %msg%n</pattern>

5. 日志长度

长度大约 129个字符，常见长度输出到文件 app.log，格式统一, 一模一样

log 复制代码

[20240125 16:24:27.716] [thread-3] [INFO] c.w.d.Main:32 main - info level ...this is a demo script, pure string log will be used!
[20240125 16:24:27.716] [thread-1] [INFO] c.w.d.Main:32 main - info level ...this is a demo script, pure string log will be used!

三、使用方法，有需要的可以拿去.

1. logback在springboot项目中的使用

pom 文件，不需要做任何事情， spring官方默认使用logback，非spring项目可以直接引入下面的xml，同时包含logback 和slf4j

xml 复制代码

    <dependency>
        <groupId>ch.qos.logback</groupId>
        <artifactId>logback-classic</artifactId>
        <version>${logback.version}</version>
    </dependency>

配置文件放置位置: src/main/resource/logback.xml, 样例如下：

xml 复制代码

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

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

	<appender name="FILE" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
		<encoder>
			<pattern>%d{HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{36} - %msg%n</pattern>
			<charset>utf-8</charset>
		</encoder>
		<file>log/output.log</file>
		<rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.FixedWindowRollingPolicy">
			<fileNamePattern>log/output.log.%i</fileNamePattern>
		</rollingPolicy>
		<triggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeBasedTriggeringPolicy">
			<MaxFileSize>1MB</MaxFileSize>
		</triggeringPolicy>
	</appender>

	<root level="INFO">
		<appender-ref ref="CONSOLE" />
		<appender-ref ref="FILE" />
	</root>
</configuration>

2. log4j2 在spring项目中的使用

由于spring官方默认使用logback，因此我们需要对spring默认的依赖进行排除然后再引入以下依赖：

xml 复制代码

    <dependency>
        <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
        <artifactId>log4j-core</artifactId>
        <version>${log4j.version}</version>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
        <artifactId>log4j-api</artifactId>
        <version>${log4j.version}</version>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
        <artifactId>log4j-slf4j2-impl</artifactId>
        <version>${log4j.version}</version>
    </dependency>

配置文件放置位置: src/main/resource/log4j2.xml, 样例如下：

xml 复制代码

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration>
	<Properties>
        <!-- 定义日志格式 -->
		<Property name="log.pattern">%d{MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36}%n%msg%n%n</Property>
        <!-- 定义文件名变量 -->
		<Property name="file.err.filename">log/err.log</Property>
		<Property name="file.err.pattern">log/err.%i.log.gz</Property>
	</Properties>
    <!-- 定义Appender，即目的地 -->
	<Appenders>
        <!-- 定义输出到屏幕 -->
		<Console name="console" target="SYSTEM_OUT">
            <!-- 日志格式引用上面定义的log.pattern -->
			<PatternLayout pattern="${log.pattern}" />
		</Console>
        <!-- 定义输出到文件,文件名引用上面定义的file.err.filename -->
		<RollingFile name="err" bufferedIO="true" fileName="${file.err.filename}" filePattern="${file.err.pattern}">
			<PatternLayout pattern="${log.pattern}" />
			<Policies>
                <!-- 根据文件大小自动切割日志 -->
				<SizeBasedTriggeringPolicy size="1 MB" />
			</Policies>
            <!-- 保留最近10份 -->
			<DefaultRolloverStrategy max="10" />
		</RollingFile>
	</Appenders>
	<Loggers>
		<Root level="info">
            <!-- 对info级别的日志，输出到console -->
			<AppenderRef ref="console" level="info" />
            <!-- 对error级别的日志，输出到err，即上面定义的RollingFile -->
			<AppenderRef ref="err" level="error" />
		</Root>
	</Loggers>
</Configuration>

最佳实践：

滚动日志，永远不让磁盘满
- 根据运行环境要求，配置最大日志数量
- 根据运行环境要求，配置日志文件最大大小
日志如何使用才方便统计和定位问题
- 统一日志格式，比如统一先打印方法名称，再打印参数列表
- 写好要打印参数的 toString方法
日志如何配置性能才比较高
- 日志配置应该遵循结构清晰，尽量简化的原则，能不让框架计算的，尽量不让框架计算，比如方法名，行号等
全公司，或者个人使用习惯统一，这样有助于后续的日志收集、分析和统计

四、附录：

1. 测试代码：

java 复制代码

package com.winjeg.demo;


import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.commons.lang3.concurrent.BasicThreadFactory;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;

@Slf4j
public class Main {

    private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(Main.class);

    private static final ThreadPoolExecutor EXECUTOR = new ThreadPoolExecutor(128, 256, 1L,
            TimeUnit.MINUTES, new ArrayBlockingQueue<>(512),
            new BasicThreadFactory.Builder().namingPattern("thread-%d").daemon(true).build());

    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        execute(8, 160_000);
        long first = System.currentTimeMillis();
        execute(8, 160_000);
        System.out.printf("time cost, preheat:%d\t, formal:%d\n", first - start, System.currentTimeMillis() - first);
    }

    private static void execute(int threadNum, int times) {
        List<Future<?>> futures = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < threadNum; i++) {
            Future<?> f = EXECUTOR.submit(() -> {
                for (long j = 0; j < times; j++) {
                    log.info("main - info level ...this is a demo script, pure string log will be used!");
                }
            });
            futures.add(f);
        }
        futures.forEach(f -> {
            try {
                f.get();
            } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        });
    }
}

xml 复制代码

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.winjeg.spring</groupId>
    <artifactId>demo</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <packaging>jar</packaging>
    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <log4j.version>2.22.1</log4j.version>
        <logback.version>1.4.14</logback.version>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>1.18.30</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.apache.commons</groupId>
            <artifactId>commons-lang3</artifactId>
            <version>3.12.0</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-core</artifactId>
            <version>${log4j.version}</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-api</artifactId>
            <version>${log4j.version}</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-slf4j2-impl</artifactId>
            <version>${log4j.version}</version>
        </dependency>

        <!--        <dependency>-->
        <!--            <groupId>ch.qos.logback</groupId>-->
        <!--            <artifactId>logback-classic</artifactId>-->
        <!--            <version>${logback.version}</version>-->
        <!--        </dependency>-->
    </dependencies>
</project>

2. 参考资料

这些参考资料有可能不太对，但是为了方便大家查阅，我还是给出了一些官方的和比较受欢迎的资料

logback VS log4j2 那些你注意不到的性能差距...

一、简介

浅谈与slfj4、log4j, logback的关系

二、性能测试对比

性能对比图

附：测试环境：

三、 使用方法， 有需要的可以拿去.

1. logback在springboot项目中的使用

2. log4j2 在spring项目中的使用

最佳实践：

四、 附录：

1. 测试代码：

2. 参考资料

三、使用方法，有需要的可以拿去.

四、附录：