基于 Slf4j 和 AOP 的自动化方法执行时间日志记录方案

暮色里de白雪檐2025-01-01 17:17

前言

其实这个需求很简单，但是这个需求又是项目中必不可少的，尤其对于性能调优这块，但是使用哪种方式更加方便呢，这就是本篇博文需要讨论的重点

系统时间

可以通过 System.currentTimeMillis() 或 System.nanoTime() 来实现。

以下是一个简单的示例，展示如何记录某段代码的执行时间并打印日志：

import java.util.logging.Logger;

public class TimeLogger {
    private static final Logger logger = Logger.getLogger(TimeLogger.class.getName());

    public static void main(String[] args) {
        long startTime = System.nanoTime(); // 记录开始时间

        // 你的代码逻辑
        performTask();

        long endTime = System.nanoTime(); // 记录结束时间
        long duration = endTime - startTime; // 计算耗时

        logger.info("Task executed in " + duration + " nanoseconds.");
    }

    private static void performTask() {
        try {
            Thread.sleep(2000); // 模拟耗时操作
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

解释：

  • System.nanoTime()：返回当前时间的纳秒值，适合计算时间差。
  • 计算耗时后，通过日志框架（如 Logger）打印出来。

如果你使用的是其他日志框架（如 Log4j 或 SLF4J），可以相应地调整日志打印部分。

这个方法适用于测量较精确的时间差。如果是需要秒级别的时间，可以使用 System.currentTimeMillis()。

使用 Instant 和 Duration（Java 8+）

Java 8 引入了 java.time 包，可以使用 Instant 来获取时间戳，并使用 Duration 来计算时间差。

import java.time.Duration;
import java.time.Instant;
import java.util.logging.Logger;

public class TimeLogger {
    private static final Logger logger = Logger.getLogger(TimeLogger.class.getName());

    public static void main(String[] args) {
        Instant start = Instant.now(); // 记录开始时间

        // 你的代码逻辑
        performTask();

        Instant end = Instant.now(); // 记录结束时间
        Duration duration = Duration.between(start, end); // 计算时间差

        logger.info("Task executed in " + duration.toMillis() + " milliseconds.");
    }

    private static void performTask() {
        try {
            Thread.sleep(2000); // 模拟耗时操作
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

使用 StopWatch（Apache Commons Lang）

StopWatch 是 Apache Commons Lang 提供的一个便捷工具类，用于测量时间。它简单易用，并且可以多次启动和停止。

首先，你需要引入 Apache Commons Lang 库：

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

然后，可以像这样使用 StopWatch：

import org.apache.commons.lang3.time.StopWatch;
import java.util.logging.Logger;

public class TimeLogger {
    private static final Logger logger = Logger.getLogger(TimeLogger.class.getName());

    public static void main(String[] args) {
        StopWatch stopWatch = new StopWatch();
        stopWatch.start(); // 开始计时

        // 你的代码逻辑
        performTask();

        stopWatch.stop(); // 停止计时
        logger.info("Task executed in " + stopWatch.getTime() + " milliseconds.");
    }

    private static void performTask() {
        try {
            Thread.sleep(2000); // 模拟耗时操作
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

使用 AOP 进行日志记录（面向切面编程）

如果你希望在多个方法或类中都记录耗时，可以使用 Spring AOP 或其他 AOP 框架来自动化这一过程。这样，你就不需要在每个方法中显式地编写时间计算代码。

假设你使用的是 Spring 框架，可以通过 AOP 实现：

自定义一个注解

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface PrintExecutionTime {

}

面向切面

@Slf4j
@Aspect
@Component
@RequiredArgsConstructor
public class ExecutionTimeAspect {

    private final LogConfig logConfig;

    @Around("@annotation(PrintExecutionTime)")
    public Object logExecutionTime(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        long startTime = System.currentTimeMillis();

        Object result = joinPoint.proceed();

        long endTime = System.currentTimeMillis();
        long executionTime = endTime - startTime;

        if (executionTime > logConfig.getTime()) {
            log.warn("Code method time-consuming, class: {}, executionTime: {} ms", joinPoint.getSignature().toString(),
                executionTime);
        }

        return result;
    }
}

使用 Slf4j + Logback 配合计时器（例如，通过 MDC 传递信息）

如果你已经在使用 SLF4J 和 Logback，SLF4J 提供了一些扩展，可以通过 MDC 来传递方法的执行时间等信息。

import org.slf4j.MDC;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

public class TimeLogger {
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(TimeLogger.class);

    public static void main(String[] args) {
        long startTime = System.nanoTime(); // 记录开始时间

        // 你的代码逻辑
        performTask();

        long endTime = System.nanoTime(); // 记录结束时间
        long duration = endTime - startTime; // 计算耗时

        MDC.put("executionTime", String.valueOf(duration)); // 将耗时信息放入 MDC
        logger.info("Task executed.");
        MDC.clear(); // 清理 MDC
    }

    private static void performTask() {
        try {
            Thread.sleep(2000); // 模拟耗时操作
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在 Logback 配置中，你可以使用 %X{executionTime} 来输出 MDC 中的 executionTime：

<layout class="ch.qos.logback.classic.pattern.PatternLayout">
    <Pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} [%thread] %-5level %logger{36} - %msg - Execution Time: %X{executionTime}ms%n</Pattern>
</layout>

Slf4j + Logback +MDC+AOP

在实际项目中使用 Slf4j + Logback 配合计时器 并通过 MDC (Mapped Diagnostic Context) 传递信息来记录方法执行时间是一个很常见且高效的方案。这样可以在日志输出中直接查看方法的执行时间，而无需在每个方法中显式记录时间。

import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.slf4j.MDC;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.time.Duration;
import java.time.Instant;

@Aspect
@Component
public class PerformanceAspect {

    @Pointcut("execution(* com.example..*(..))") // 定义切点，匹配指定包下的所有方法
    public void performanceLogging() {
    }

    @Around("performanceLogging()") // 环绕通知
    public Object logExecutionTime(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        // 记录方法开始时间
        Instant start = Instant.now();

        // 执行目标方法
        Object proceed = joinPoint.proceed();

        // 记录方法结束时间
        Instant end = Instant.now();
        long executionTime = Duration.between(start, end).toMillis();

        // 将耗时信息传入 MDC
        MDC.put("executionTime", String.valueOf(executionTime));

        // 打印日志
        String methodName = joinPoint.getSignature().toShortString();
        // 如果你在日志中想要包括方法名称、类名等，可以在这里添加
        logger.info("Method {} executed in {} ms", methodName, executionTime);

        // 清除 MDC，避免 MDC 数据影响其他日志
        MDC.clear();

        return proceed;
    }
}

<configuration>

    <!-- Define the pattern for logging -->
    <appender name="console" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <encoder>
            <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} [%thread] %-5level %logger{36} - %msg - Execution Time: %X{executionTime}ms%n</pattern>
        </encoder>
    </appender>

    <!-- Root logger definition -->
    <root level="debug">
        <appender-ref ref="console"/>
    </root>

</configuration>

使用 @EnableAspectJAutoProxy

如果你使用 Spring Boot，可以通过 @EnableAspectJAutoProxy 启用 AOP

在 @SpringBootApplication 或配置类中添加：

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.annotation.EnableAspectJAutoProxy;

@SpringBootApplication
@EnableAspectJAutoProxy
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }
}

总结

[开始方法] → [AOP 拦截] → [开始计时] → [业务逻辑执行] → [结束计时] → [MDC 存储时间]
                               ↓
                             [日志输出] ← [MDC 输出时间]

通过结合 Slf4j + Logback 和 AOP，我们可以自动化地记录方法执行的时间，并将其通过 MDC 传递到日志系统中，而无需手动添加时间记录的代码。这种方式在生产环境中非常方便，可以让你实时了解应用的性能瓶颈，且对代码的侵入性非常低。

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