Java 日志演进：一文读懂主流框架

💡假设你开发了一个简单的用户注册功能，并且在代码中通过硬编码打印了一些基础的语句信息。
这时用户反馈 "注册失败"，你去看控制台，只显示 "保存失败"，但不知道是数据库连接超时？还是手机号重复？完全无法定位问题。
于是聪明的你就想到了用 日志框架替代硬编码打印，并在注册代码里按级别加了日志，以后排查问题就能看到具体原因，甚至生产环境没有控制台，也能通过日志文件追溯到问题。

二、核心概念：日志门面与日志实现

在讨论具体技术之前，必须要理解现代Java日志体系的核心思想：" 门面模式"。它将日志API（接口）和日志（具体）实现分离。

日志门面 ：提供一套统一的API，你的应用程序代码只依赖这些接口。这样做的好处就是：即使将来需要更换底层的日志实现，你的业务代码也完全不需要修改。
日志实现 ：具体的日志库，负责实现前面提到的门面接口，完成实际的日志输出工作。
可以看到日志框架这么设计，本质还是为了灵活和可维护。

三、日志框架的发展历程

3.1 Log4j

Log4j作为日志框架的第一阶段，这也是Java社区第一个广泛使用、功能完善的日志框架，不过这个1.x已经在2015年停止维护了。

3.1.1 日志级别

Log4j定义了以下级别，级别从低到高依此为：
all→trace→debug→INFO→WARN→ERROR→fatal→off
规则：Logger只输出 高于或等于其配置级别的日志。

比如，如果配置为 INFO，则会输出 INFO, WARN, ERROR, FATAL 级别的日志，而不会输出 DEBUG, TRACE

3.1.2 使用方式

log4j我就简单演示一下使用，因为这个目前已经不推荐使用了。

1）添加依赖

XML 复制代码

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

2）配置文件

log4j的核心就是配置，在配置中定义了日志输出的目的地和格式。

bash 复制代码

# 根日志器：级别DEBUG，输出到控制台和全局文件（所有未单独配置的日志都会走这里）
log4j.rootLogger = DEBUG, CONSOLE, GLOBAL_FILE

# ========================= 公共输出源配置 =========================
# 1. 控制台输出（所有日志共享）
log4j.appender.CONSOLE = org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.CONSOLE.Target = System.out
log4j.appender.CONSOLE.layout = org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.CONSOLE.layout.ConversionPattern = %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} %-5p %c{1}:%L - %m%n

# 2. 全局文件输出（记录所有日志，含未单独配置的模块）
log4j.appender.GLOBAL_FILE = org.apache.log4j.RollingFileAppender
log4j.appender.GLOBAL_FILE.File = ./logs/global.log  # 全局日志文件
log4j.appender.GLOBAL_FILE.MaxFileSize = 10MB
log4j.appender.GLOBAL_FILE.MaxBackupIndex = 10
log4j.appender.GLOBAL_FILE.layout = org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.GLOBAL_FILE.layout.ConversionPattern = %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} %-5p %c{1}:%L - %m%n

# ========================= 模块专属日志配置 =========================
# 1. service模块：单独输出到service.log，不继承根日志的文件输出（避免重复）
# 定义service模块的日志器
log4j.logger.com.example.service = DEBUG, SERVICE_FILE
log4j.additivity.com.example.service = false  # 禁止继承根日志的输出源（只走自己的配置）

# 配置service模块的文件输出源
log4j.appender.SERVICE_FILE = org.apache.log4j.RollingFileAppender
log4j.appender.SERVICE_FILE.File = ./logs/service.log  # service模块专属日志
log4j.appender.SERVICE_FILE.MaxFileSize = 10MB
log4j.appender.SERVICE_FILE.MaxBackupIndex = 10
log4j.appender.SERVICE_FILE.layout = org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.SERVICE_FILE.layout.ConversionPattern = %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} %-5p %c{1}:%L - %m%n

# 2. dao模块：单独输出到dao.log，同样不继承根日志的文件输出
# 定义dao模块的日志器
log4j.logger.com.example.dao = DEBUG, DAO_FILE
log4j.additivity.com.example.dao = false  # 禁止继承根日志的输出源

# 配置dao模块的文件输出源
log4j.appender.DAO_FILE = org.apache.log4j.RollingFileAppender
log4j.appender.DAO_FILE.File = ./logs/dao.log  # dao模块专属日志
log4j.appender.DAO_FILE.MaxFileSize = 10MB
log4j.appender.DAO_FILE.MaxBackupIndex = 10
log4j.appender.DAO_FILE.layout = org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.DAO_FILE.layout.ConversionPattern = %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} %-5p %c{1}:%L - %m%n

3) 在代码中使用

java 复制代码

// 注意：直接导入Log4j的类（使用Log4j自带的API）
import org.apache.log4j.Logger;

public class MyClass {
  // 1. 获取Logger实例
  private static final Logger logger = Logger.getLogger(MyClass.class);

  public void doSomething() {
    // 2. 使用不同级别记录日志
    logger.debug("这是一个Debug信息，用于详细调试.");
    logger.info("业务逻辑正常执行的信息.");
    logger.warn("这是一个警告，表示潜在问题.");
    logger.error("这是一个错误，但应用还能运行.", new Exception("错误示例"));
    logger.fatal("这是一个致命错误，可能导致应用退出.");
  }
}

3.1.3 定位

Log4j是具体的日志实现，在这个时候还没有门面的概念，所以应用程序代码是直接依赖Log4j的API。

3.2 JUL（简单了解）

全名叫Java Util Logging，企业中应用很少，简单了解就行。

3.2.1 日志级别

和Log4j类似，名字有些不一样。
ALL→FINEST (类似TRACE)→FINER→FINE (类似DEBUG)→CONFIG→INFO→WARNING (类似WARN)→SEVERE (类似ERROR)
规则都是一样的。

3.2.2 使用方式

使用方式和log4j极为相似，也可以通过配置文件进行管理，但是配置就不如Log4j灵活了，所以应用很少，这里就不演示了。

3.2.3 定位

是JDK自带的日志实现。

3.3 JCL（简单了解）

全名叫Jakarta Commons Logging，这个也是第一个主流的 日志门面。
也就是说只依赖JCL的接口，JCL在运行时会通过类路径动态查找并绑定到具体的日志实现（就比如Log4j, JUL）

3.3.1 日志级别

日志级别基本上和log4j一样，这里就不重复罗列了。

3.3.2 使用方式

使用方式也很简单，就是导入依赖，然后直接在代码中引用。

1）导入依赖

XML 复制代码

<dependency>
    <groupId>commons-logging</groupId>
    <artifactId>commons-logging</artifactId>
    <version>1.2</version>
</dependency>

2）代码中使用

java 复制代码

// 注意：导入的是commons-logging的类
import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;

public class MyClass {
  // 获取Log实例
  private static final Log log = LogFactory.getLog(MyClass.class);

  public void doSomething() {
    // JCL的级别方法比较简单
    log.debug("Debug消息");
    log.info("Info消息");
    log.warn("Warn消息");
    log.error("Error消息");
    log.fatal("Fatal消息"); 
    
    // 记录异常
    log.error("业务处理出错", new RuntimeException("异常"));
  }
}

3.4 SLF4J（⭐）

slf4j定位也是一个日志门面，并且是比JCL性能更好的门面。

3.3.1 日志级别

SLF4J的级别与Log4j基本一致： TRACE→DEBUG→INFO→WARN→ERROR

3.3.2 使用方式

单说slf4j的使用的话，门面的使用无非就是导入依赖，代码中引用，所以slf4j的使用演示我会放到后面和logback和log4j2这两个日志实现一块使用。

3.5 Logback-slf4j（⭐）

Logback是SLF4J的 原生实现，是SLF4J的作者亲自设计，为了替代Log4j，性能更好，功能也更强（比如如自动热加载配置、更强大的Filter等）。
这边代码不再详细罗列，我会放到代码仓中，大家可以自行查看我主页的代码仓，或是直接访问这个链接： https://gitcode.com/m0_74977981/logDemo/tree/master/logsDemo
这里只说一点，logback自定义日志输出和log4j的语法不太一样，和log4j2倒是很相似。

3.6 Log4j2-slf4j（⭐）

Log4j2是对Log4j 1.x的彻底重写，它不仅是日志实现，也提供了自己的API。

3.6.1 日志级别

Log4j2的日志级别和slj4j/Logback一致：
TRACE→DEBUG→INFO→WARN→ERROR

3.6.2 使用方式

前面已经提到了，Log4j2提供了自己的API，所以这里理应是有两套使用方式的（使用自己原生的API以及使用其他门面），但是直接使用它原生的API会造成耦合，不推荐使用。
所以下面我将直接演示Log4j2-slf4j的使用。
使用很类似logback+slf4j:

1）配置文件

XML 复制代码

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!--
  目标：
  - 使用 SLF4J API + Log4j2 实现
  - com.example.logsdemo.service1 -> logs/log1.log
  - com.example.logsdemo.service2 -> logs/log2.log
-->
<Configuration status="WARN">
    <Properties>
        <Property name="LOG_DIR">logs</Property>
        <Property name="LOG_PATTERN">%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} %-5p [%t] %c{1.}.%M:%L - %m%ex{full}%n</Property>
    </Properties>

    <Appenders>
        <Console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
            <PatternLayout pattern="${LOG_PATTERN}"/>
        </Console>

        <!-- service1 独立文件 -->
        <RollingFile name="Log1File"
                     fileName="${LOG_DIR}/log1.log"
                     filePattern="${LOG_DIR}/log1-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log.gz">
            <PatternLayout pattern="${LOG_PATTERN}"/>
            <Policies>
                <TimeBasedTriggeringPolicy interval="1" modulate="true"/>
                <SizeBasedTriggeringPolicy size="10MB"/>
            </Policies>
            <DefaultRolloverStrategy max="30"/>
        </RollingFile>

        <!-- service2 独立文件 -->
        <RollingFile name="Log2File"
                     fileName="${LOG_DIR}/log2.log"
                     filePattern="${LOG_DIR}/log2-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log.gz">
            <PatternLayout pattern="${LOG_PATTERN}"/>
            <Policies>
                <TimeBasedTriggeringPolicy interval="1" modulate="true"/>
                <SizeBasedTriggeringPolicy size="10MB"/>
            </Policies>
            <DefaultRolloverStrategy max="30"/>
        </RollingFile>
    </Appenders>

    <Loggers>
        <!-- 精确匹配包，关闭向上继承，避免写入到 Root 的其他 Appender -->
        <Logger name="com.example.logsdemo.service1" level="debug" additivity="false">
            <AppenderRef ref="Console"/>
            <AppenderRef ref="Log1File"/>
        </Logger>

        <Logger name="com.example.logsdemo.service2" level="debug" additivity="false">
            <AppenderRef ref="Console"/>
            <AppenderRef ref="Log2File"/>
        </Logger>

        <Root level="info">
            <AppenderRef ref="Console"/>
        </Root>
    </Loggers>
</Configuration>

如上配置，service1目录下的文件日志会输出到log1.log中，service2目录下的文件日志会输出到log2.log中。

2）代码中使用

可以看见：

今日份冷笑话

有一天，Java 程序员去咖啡店点单，
服务员问："您喝什么？"
程序员答："给我来一杯 Java。"
服务员愣了一下："先生，我们这儿只有爪哇咖啡，没有加瓦咖啡。"
程序员叹了口气："唉，原来你们还没升级到 JDK（ 咖啡开发工具包）......"