Java日志终极指南

Java日志基础

Java使用了一种自定义的、可扩展的方法来输出日志。虽然Java通过java.util.logging包提供了一套基本的日志处理API，但你可以很轻松的使用一种或者多种其它日志解决方案。这些解决方案尽管使用不同的方法来创建日志数据，但它们的最终目标是一样的，即将日志从你的应用程序输出到目标地址。

在这一节中，我们会探索Java日志背后的原理，并说明如何通过日志来让你成为一个更好的Java开发人员。

Java日志组件

Java日志API由以下三个核心组件组成：

Loggers：Logger负责捕捉事件并将其发送给合适的Appender。Appenders：也被称为Handlers，负责将日志事件记录到目标位置。在将日志事件输出之前，Appenders使用Layouts来对事件进行格式化处理。Layouts：也被称为Formatters，它负责对日志事件中的数据进行转换和格式化。Layouts决定了数据在一条日志记录中的最终形式。

当Logger记录一个事件时，它将事件转发给适当的Appender。然后Appender使用Layout来对日志记录进行格式化，并将其发送给控制台、文件或者其它目标位置。另外，Filters可以让你进一步指定一个Appender是否可以应用在一条特定的日志记录上。在日志配置中，Filters并不是必需的，但可以让你更灵活地控制日志消息的流动。

日志框架

在Java中，输出日志需要使用一个或者多个日志框架，这些框架提供了必要的对象、方法和配置来传输消息。Java在java.util.logging包中提供了一个默认的框架。除此之外，还有很多其它第三方框架，包括Log4j、Logback以及tinylog。还有其它一些开发包，例如SLF4J和Apache Commons Logging，它们提供了一些抽象层，对你的代码和日志框架进行解耦，从而允许你在不同的日志框架中进行切换。

如何选择一个日志解决方案，这取决于你的日志需求的复杂度、和其它日志解决方案的兼容性、易用性以及个人喜好。Logback基于Log4j之前的版本开发（版本1），因此它们的功能集合都非常类似。然而，Log4j在最新版本（版本2）中引用了一些改进，例如支持多API，并提升了在用Disruptor库的性能。而tinylog，由于缺少了一些功能，运行特别快，非常适合小项目。

另外一个考虑因素是框架在基于Java的各种不同项目上的支持程度。例如Android程序只能使用Log4j、Logback或者第三方包来记录日志， Apache Tomcat可以使用Log4j来记录内部消息，但只能使用版本1的Log4j。

抽象层

诸如SLF4J这样的抽象层，会将你的应用程序从日志框架中解耦。应用程序可以在运行时选择绑定到一个特定的日志框架（例如java.util.logging、Log4j或者Logback），这通过在应用程序的类路径中添加对应的日志框架来实现。如果在类路径中配置的日志框架不可用，抽象层就会立刻取消调用日志的相应逻辑。抽象层可以让我们更加容易地改变项目现有的日志框架，或者集成那些使用了不同日志框架的项目。

配置

尽管所有的Java日志框架都可以通过代码进行配置，但是大部分配置还是通过外部配置文件完成的。这些文件决定了日志消息在何时通过什么方式进行处理，日志框架可以在运行时加载这些文件。在这一节中提供的大部分配置示例都使用了配置文件。

java.util.logging

默认的Java日志框架将其配置存储到一个名为 logging.properties 的文件中。在这个文件中，每行是一个配置项，配置项使用点标记（dot notation）的形式。Java在其安装目录的lib文件夹下面安装了一个全局配置文件，但在启动一个Java程序时，你可以通过指定 java.util.logging.config.file 属性的方式来使用一个单独的日志配置文件，同样也可以在个人项目中创建和存储 logging.properties 文件。

下面的示例描述了如何在全局的logging.properties文件中定义一个Appender：

1 2 3 4 5# default file output is in user's home directory.java.util.logging.FileHandler.pattern = %h/java%u.logjava.util.logging.FileHandler.limit = 50000java.util.logging.FileHandler.count = 1java.util.logging.FileHandler.formatter = java.util.logging.XmlFormatterLog4j

Log4j版本1使用的语法和 java.util.logging 的语法很类似。使用了Log4j的程序会在项目目录中寻找一个名为 log4j.properties 的文件。默认情况下，Log4j配置会将所有日志消息输出到控制台上。Log4j同样也支持XML格式的配置文件，对应的配置信息会存储到 log4j.xml 文件中。

Log4j版本2支持XML、JSON和YAML格式的配置，这些配置会分别存储到 log4j2.xml、log4j2.json 和 log4j2.yaml 文件中。和版本1类似，版本2也会在工程目录中寻找这些文件。你可以在每个版本的文档中找到相应的配置文件示例。

Logback

对于Logback来说，大部分配置都是在logback.xml文件中完成的，这个文件使用了和Log4j类似的XML语法。Logback同时也支持通过Groovy语言的方式来进行配置，配置信息会存储到logback.groovy文件中。你可以通过每种类型配置文件的链接找到对应的配置文件示例。

Loggers

Loggers是用来触发日志事件的对象，在我们的Java应用程序中被创建和调用，然后Loggers才会将事件传递给Appender。一个类中可以包含针对不同事件的多个独立的Loggers，你也可以在一个Loggers里面内嵌一个Loggers，从而创建一种Loggers层次结构。

创建新Logger

在不同的日志框架下面创建新Logger过程大同小异，尽管调用的具体方法名称可能不同。在使用 java.util.logging 时，你可以通过 Logger.getLogger().getLogger() 方法创建新Logger，这个方法接收一个string参数，用于指定Logger的名字。如果指定名字的Logger已经存在，那么只需要返回已经存在的Logger；否则，程序会创建一个新Logger。通常情况下，一种好的做法是，我们在当前类下使用 class.getName() 作为新Logger的名字。

1Logger logger = Logger.getLogger(MyClass.class.getName());记录日志事件

Logger提供了几种方法来触发日志事件。然而，在你记录一个事件之前，你还需要设置级别。日志级别用来确定日志的严重程度，它可以用来过滤日志事件或者将其发送给不同的Appender（想了解更多信息，请参考“日志级别”一节），Logger.log() 方法除了日志消息以外，还需要一个日志级别作为参数：

1logger.log(Level.WARNING, “This is a warning!”);

大部分日志框架都针对输出特定级别日志提供了快捷方式。例如，下面语句的作用和上面语句的作用是一样的：

1logger.warning(“This is a warning!”);

你还可以阻止Logger输出低于指定日志级别的消息。在下面的示例中，Logger只能输出高于WARNING级别的日志消息，并丢弃日志级别低于WARNING的消息：

1logger.setLevel(Level.WARNING);

我们还有另外一些方法可以用来记录额外的信息。logp()（精确日志）可以让你指定每条日志记录的源类（source class）和方法，而 logrb()（使用资源绑定的日志）可以让你指定用于提取日志消息的资源。entering() 和 exiting() 方法可以让你记录方法调用信息，从而追踪程序的执行过程。

Appenders

Appenders将日志消息转发给期望的输出。它负责接收日志事件，使用Layout格式化事件，然后将其发送给对应的目标。对于一个日志事件，我们可以使用多个Appenders来将事件发送到不同的目标位置。例如，我们可以在控制台上显示一个简单的日志事件的同时，将其通过邮件的方式发送给指定的接收者。

请注意，在java.util.logging中，Appenders被称作Handlers。

增加Appender

大部分日志框架的Appender都会执行类似的功能，但在实现方面大相径庭。如果使用 java.util.logging，你可以使用 Logger.addHandler() 方法将Appender添加到Logger中。例如，下面的代码添加了一个新的ConsoleHandler，它会将日志输出到控制台：

1logger.addHandler(newConsoleHandler());

一种更常用的添加Appender的方式是使用配置文件。如果使用 java.util.logging，Appenders会定义一个以逗号隔开的列表，下面的示例将日志事件输出到控制台和文件：

1handlers=java.util.logging.ConsoleHandler, java.util.logging.FileHandler

如果使用基于XML的配置文件，Appenders会被添加到

1 2 3<Consolename="console"target="SYSTEM_OUT"><PatternLayoutpattern="[%p] %t: %m%n" />Console>Appenders类型

这一节描述了一些更通用的Appenders，以及它们在各种日志框架中是如何实现的。

ConsoleAppender是最常用的Appenders之一，它只是将日志消息显示到控制台上。许多日志框架都将其作为默认的Appender，并且在基本的配置中进行预配置。例如，在Log4j中ConsoleAppender的配置参数如下所示。

一个完整的Log4j2的配置文件如下所示：