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開(kāi)發(fā) | Spring Boot是如何實(shí)現(xiàn)日志的？

作者：nasus
開(kāi)發(fā) 架構(gòu) 開(kāi)發(fā)工具
休息日閑著無(wú)聊看了下 Spring Boot 中的日志實(shí)現(xiàn)，把我的理解跟大家說(shuō)下。

休息日閑著無(wú)聊看了下 Spring Boot 中的日志實(shí)現(xiàn)，把我的理解跟大家說(shuō)下。

門面模式

說(shuō)到日志框架不得不說(shuō)門面模式。門面模式，其核心為外部與一個(gè)子系統(tǒng)的通信必須通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的外觀對(duì)象進(jìn)行，使得子系統(tǒng)更易于使用。

用一張圖來(lái)表示門面模式的結(jié)構(gòu)為：

 

門面模式

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，該模式就是把一些復(fù)雜的流程封裝成一個(gè)接口供給外部用戶更簡(jiǎn)單的使用。

這個(gè)模式中，涉及到三個(gè)角色：

  • 門面角色：外觀模式的核心。它被客戶角色調(diào)用，熟悉子系統(tǒng)的功能。內(nèi)部根據(jù)客戶角色的需求預(yù)定了幾種功能的組合(模塊)。
  • 子系統(tǒng)(模塊)角色：實(shí)現(xiàn)了子系統(tǒng)的功能。它對(duì)客戶角色和 Facade 是未知的。它內(nèi)部可以有系統(tǒng)內(nèi)的相互交互，也可以有供外界調(diào)用的接口。
  • 客戶角色：通過(guò)調(diào)用 Facede 來(lái)完成要實(shí)現(xiàn)的功能。

市面上的日志框架

 

簡(jiǎn)單說(shuō)下，上表的日志門面對(duì)應(yīng)了門面模式中的 Facede 對(duì)象，它們只是一個(gè)接口層，并不提供日志實(shí)現(xiàn)。

而日志實(shí)現(xiàn)則對(duì)應(yīng)著各個(gè)子系統(tǒng)或者模塊，日志記錄的具體邏輯實(shí)現(xiàn)，就寫在這些右邊的框架里面;那我們的應(yīng)用程序就相當(dāng)于客戶端。

為什么要使用門面模式?

試想下我們開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的場(chǎng)景，需要用到很多包，而這些包又有自己的日志框架，于是就會(huì)出現(xiàn)這樣的情況：我們自己的系統(tǒng)中使用了 Logback 這個(gè)日志系統(tǒng)，我們的系統(tǒng)使用了 Hibernate。

Hibernate 中使用的日志系統(tǒng)為 jboss-logging，我們的系統(tǒng)又使用了 Spring，Spring 中使用的日志系統(tǒng)為 commons-logging。

這樣，我們的系統(tǒng)就不得不同時(shí)支持并維護(hù) Logback、jboss-logging、commons-logging 三種日志框架，非常不便。

解決這個(gè)問(wèn)題的方式就是引入一個(gè)接口層，由接口層決定使用哪一種日志系統(tǒng)，而調(diào)用端只需要做的事情就是打印日志而不需要關(guān)心如何打印日志，而上表的日志門面就是這種接口層。

鑒于此，我們選擇日志時(shí)，就必須從上表左邊的日志門面和右邊的日志實(shí)現(xiàn)各選擇一個(gè)框架。

而 Spring Boot 底層默認(rèn)選用的就是 SLF4j 和 Logback 來(lái)實(shí)現(xiàn)日志輸出。

SLF4j 使用

官方文檔給出這樣一個(gè)例子：

  1. import org.slf4j.Logger; 
  2. import org.slf4j.LoggerFactory; 
  3.  
  4. public class HelloWorld { 
  5.   public static void main(String[] args) { 
  6.     // HelloWorld.class 就是你要打印的指定類的日志， 
  7.     // 如果你想在其它類中打印，那就把 HelloWorld.class 替換成目標(biāo)類名.class 即可。 
  8.     Logger logger = LoggerFactory.getLogger(HelloWorld.class);  
  9.     logger.info("Hello World"); 
  10.   } 
  11. } 

為了理解 SLF4j 的工作原理，我翻了下它的官方文檔，看到這么一張圖：

 

SLF4J

簡(jiǎn)單解釋一下，上圖 SLF4J 有六種用法，一共五種角色，Application 不用說(shuō)，就是我們的系統(tǒng)。

SLF4J API 就是日志接口層(門面);藍(lán)色和最下面灰色的就是具體日志實(shí)現(xiàn)(子系統(tǒng));而 Adaptation 就是適配層。

解釋下，上圖第二，第三種用法。其中第二種就是 Spring Boot 的默認(rèn)用法;而為什么會(huì)出現(xiàn)第三種?

因?yàn)?Log4J 出現(xiàn)得比較早，它根本不知道后面會(huì)有 SLF4J 這東西。Log4J 不能直接作為 SLF4J 的日志實(shí)現(xiàn)，所以中間就出現(xiàn)了適配層。第四種同理。

這里提醒下，每一個(gè)日志的實(shí)現(xiàn)框架都有自己的配置文件。使用 SLF4J 以后，**配置文件還是做成日志實(shí)現(xiàn)框架自己本身的配置文件。比如，Logback 就使用 logback.xml、Log4J 就使用 Log4j.xml 文件。

如何讓系統(tǒng)中所有的日志都統(tǒng)一到 SLF4J?

我繼續(xù)瀏覽了下官網(wǎng)，看見(jiàn)這么一張圖：

 

Legacy

由上圖可以看出，讓系統(tǒng)中所有的日志都統(tǒng)一到 SLF4J 的做法是：

  • 將系統(tǒng)中其他日志框架先排除出去。
  • 用中間包來(lái)替換原有的日志框架。
  • 我們導(dǎo)入 SLF4J 其他的實(shí)現(xiàn)。

Spring Boot 中的日志關(guān)系

Spring Boot 使用以下依賴實(shí)現(xiàn)日志功能：

  1. <dependency> 
  2.       <groupId>org.springframework.boot</groupId> 
  3.       <artifactId>spring-boot-starter-logging</artifactId> 
  4.       <version>2.1.3.RELEASE</version> 
  5.       <scope>compile</scope> 
  6. </dependency> 

spring-boot-starter-logging 有這么一張關(guān)系圖：

 

日志底層依賴

由上圖可見(jiàn)：

  • Spring Boot2.x 底層也是使用 slf4j+logback 或 Log4J 的方式進(jìn)行日志記錄。
  • Spring Boot 引入中間替換包把其他的日志都替換成了 SLF4J。
  • 如果我們要引入其他框架、可以把這個(gè)框架的默認(rèn)日志依賴移除掉。

比如 Spring 使用的是 commons-logging 框架，我們可以這樣移除：

  1. <dependency> 
  2.     <groupId>org.springframework</groupId> 
  3.         <artifactId>spring-core</artifactId> 
  4.             <exclusions> 
  5.                 <exclusion> 
  6.                     <groupId>commons-logging</groupId> 
  7.                         <artifactId>commons-logging</artifactId> 
  8.                 </exclusion> 
  9.             </exclusions> 
  10. </dependency> 

Spring Boot 能自動(dòng)適配所有的日志，而且底層使用 slf4j+logback 的方式記錄日志，引入其他框架的時(shí)候，只需要把這個(gè)框架依賴的日志框架排除掉即可。

日志使用

①默認(rèn)配置(以 Log4J 框架為例)，Spring Boot 默認(rèn)幫我們配置好了日志：

  1. //記錄器 
  2.    Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass()); 
  3.    @Test 
  4.    public void contextLoads() { 
  5.        //日志的級(jí)別； 
  6.        //由低到高   trace<debug<info<warn<error 
  7.        //可以調(diào)整輸出的日志級(jí)別；日志就只會(huì)在這個(gè)級(jí)別以以后的高級(jí)別生效 
  8.        logger.trace("這是trace日志..."); 
  9.        logger.debug("這是debug日志..."); 
  10.        // SpringBoot 默認(rèn)給我們使用的是 info 級(jí)別的，沒(méi)有指定級(jí)別的就用SpringBoot 默認(rèn)規(guī)定的級(jí)別；root 級(jí)別 
  11.        logger.info("這是info日志..."); 
  12.        logger.warn("這是warn日志..."); 
  13.        logger.error("這是error日志..."); 
  14.    } 

②log4j.properties 修改日志默認(rèn)配置：

  1. logging.level.com.nasus=debug 
  2.  
  3. #logging.path= 
  4. # 不指定路徑在當(dāng)前項(xiàng)目下生成 springboot.log 日志 
  5. # 可以指定完整的路徑； 
  6. #logging.file=Z:/springboot.log 
  7.  
  8. # 在當(dāng)前磁盤的根路徑下創(chuàng)建 spring 文件夾和里面的 log 文件夾；使用 spring.log 作為默認(rèn)文件 
  9. logging.path=/spring/log 
  10.  
  11. #  在控制臺(tái)輸出的日志的格式 
  12. logging.pattern.console=%d{yyyy-MM-dd} [%thread] %-5level %logger{50} - %msg%n 
  13. # 指定文件中日志輸出的格式 
  14. logging.pattern.file=%d{yyyy-MM-dd} === [%thread] === %-5level === %logger{50} ==== %msg%n 

配置解釋

③指定配置。Spring Boot 會(huì)自動(dòng)加載類路徑下對(duì)應(yīng)框架的配置文件，所以我們只需給類路徑下放上每個(gè)日志框架自己的配置文件即可，Spring Boot 就不會(huì)使用默認(rèn)配置了。

 

logback.xml：直接就被日志框架識(shí)別了。

logback-spring.xml：日志框架就不直接加載日志的配置項(xiàng)，由 Spring Boot 解析日志配置，可以使用 Spring Boot 的高級(jí) Profile 功能。

  1. <springProfile name="staging"> 
  2.     <!-- configuration to be enabled when the "staging" profile is active --> 
  3.       可以指定某段配置只在某個(gè)環(huán)境下生效 
  4. </springProfile> 

例子 (以 Logback 框架為例)：

  1. <appender name="stdout" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender"> 
  2.         <!-- 
  3.         日志輸出格式： 
  4.             %d表示日期時(shí)間， 
  5.             %thread表示線程名， 
  6.             %-5level：級(jí)別從左顯示5個(gè)字符寬度 
  7.             %logger{50} 表示logger名字最長(zhǎng)50個(gè)字符，否則按照句點(diǎn)分割。  
  8.             %msg：日志消息， 
  9.             %n是換行符 
  10.         --> 
  11.         <layout class="ch.qos.logback.classic.PatternLayout"> 
  12.                  <!--指定在 dev 環(huán)境下，控制臺(tái)使用該格式輸出日志--> 
  13.                  <springProfile name="dev"> 
  14.                 <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} ----> [%thread] ---> %-5level %logger{50} - %msg%n</pattern> 
  15.             </springProfile> 
  16.             <!--指定在非 dev 環(huán)境下，控制臺(tái)使用該格式輸出日志--> 
  17.             <springProfile name="!dev"> 
  18.                 <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} ==== [%thread] ==== %-5level %logger{50} - %msg%n</pattern> 
  19.             </springProfile> 
  20.         </layout> 
  21.     </appender> 

如果使用 logback.xml 作為日志配置文件，而不是 logback-spring.xml，還要使用 Profile 功能，會(huì)有以下錯(cuò)誤：

  1. no applicable action for [springProfile] 

切換日志框架

了解了 Spring Boot 的底層日志依賴關(guān)系，我們就可以按照 SLF4J 的日志適配圖，進(jìn)行相關(guān)的切換。

例如，切換成 SLF4J+Log4J ，可以這樣做：

  1. <dependency> 
  2.   <groupId>org.springframework.boot</groupId> 
  3.   <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> 
  4.   <exclusions> 
  5.     <exclusion> 
  6.       <artifactId>logback-classic</artifactId> 
  7.       <groupId>ch.qos.logback</groupId> 
  8.     </exclusion> 
  9.   </exclusions> 
  10. </dependency> 
  11.  
  12. <dependency> 
  13.   <groupId>org.slf4j</groupId> 
  14.   <artifactId>slf4j-log4j12</artifactId> 
  15. </dependency> 

切換成 log4j2 ，就可以這樣做：

  1. <dependency> 
  2.       <groupId>org.springframework.boot</groupId> 
  3.       <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> 
  4.             <exclusions> 
  5.                 <exclusion> 
  6.                     <artifactId>spring-boot-starter-logging</artifactId> 
  7.                     <groupId>org.springframework.boot</groupId> 
  8.                 </exclusion> 
  9.             </exclusions> 
  10. </dependency> 
  11.  
  12. <dependency> 
  13.   <groupId>org.springframework.boot</groupId> 
  14.   <artifactId>spring-boot-starter-log4j2</artifactId> 
  15. </dependency> 

***放上 logback-spring.xml 的詳細(xì)配置，大家在自己項(xiàng)目可以參考配置：

  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> 
  2. <!-- 
  3. scan：當(dāng)此屬性設(shè)置為true時(shí)，配置文件如果發(fā)生改變，將會(huì)被重新加載，默認(rèn)值為true。 
  4. scanPeriod：設(shè)置監(jiān)測(cè)配置文件是否有修改的時(shí)間間隔，如果沒(méi)有給出時(shí)間單位，默認(rèn)單位是毫秒當(dāng)scan為true時(shí)，此屬性生效。默認(rèn)的時(shí)間間隔為1分鐘。 
  5. debug：當(dāng)此屬性設(shè)置為true時(shí)，將打印出logback內(nèi)部日志信息，實(shí)時(shí)查看logback運(yùn)行狀態(tài)。默認(rèn)值為false。 
  6. --> 
  7. <configuration scan="false" scanPeriod="60 seconds" debug="false"> 
  8.     <!-- 定義日志的根目錄 --> 
  9.     <property name="LOG_HOME" value="/app/log" /> 
  10.     <!-- 定義日志文件名稱 --> 
  11.     <property name="appName" value="nasus-springboot"></property> 
  12.     <!-- ch.qos.logback.core.ConsoleAppender 表示控制臺(tái)輸出 --> 
  13.     <appender name="stdout" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender"> 
  14.         <!-- 
  15.         日志輸出格式： 
  16.             %d表示日期時(shí)間， 
  17.             %thread表示線程名， 
  18.             %-5level：級(jí)別從左顯示5個(gè)字符寬度 
  19.             %logger{50} 表示logger名字最長(zhǎng)50個(gè)字符，否則按照句點(diǎn)分割。  
  20.             %msg：日志消息， 
  21.             %n是換行符 
  22.         --> 
  23.         <layout class="ch.qos.logback.classic.PatternLayout"> 
  24.             <springProfile name="dev"> 
  25.                 <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} ----> [%thread] ---> %-5level %logger{50} - %msg%n</pattern> 
  26.             </springProfile> 
  27.             <springProfile name="!dev"> 
  28.                 <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} ==== [%thread] ==== %-5level %logger{50} - %msg%n</pattern> 
  29.             </springProfile> 
  30.         </layout> 
  31.     </appender> 
  32.  
  33.     <!-- 滾動(dòng)記錄文件，先將日志記錄到指定文件，當(dāng)符合某個(gè)條件時(shí)，將日志記錄到其他文件 -->   
  34.     <appender name="appLogAppender" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender"> 
  35.         <!-- 指定日志文件的名稱 --> 
  36.         <file>${LOG_HOME}/${appName}.log</file> 
  37.         <!-- 
  38.         當(dāng)發(fā)生滾動(dòng)時(shí)，決定 RollingFileAppender 的行為，涉及文件移動(dòng)和重命名 
  39.         TimeBasedRollingPolicy： 最常用的滾動(dòng)策略，它根據(jù)時(shí)間來(lái)制定滾動(dòng)策略，既負(fù)責(zé)滾動(dòng)也負(fù)責(zé)出發(fā)滾動(dòng)。 
  40.         --> 
  41.         <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy"> 
  42.             <!-- 
  43.             滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的文件的存放位置及文件名稱 %d{yyyy-MM-dd}：按天進(jìn)行日志滾動(dòng)  
  44.             %i：當(dāng)文件大小超過(guò)maxFileSize時(shí)，按照i進(jìn)行文件滾動(dòng) 
  45.             --> 
  46.             <fileNamePattern>${LOG_HOME}/${appName}-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log</fileNamePattern> 
  47.             <!--  
  48.             可選節(jié)點(diǎn)，控制保留的歸檔文件的***數(shù)量，超出數(shù)量就刪除舊文件。假設(shè)設(shè)置每天滾動(dòng)， 
  49.             且maxHistory是365，則只保存最近365天的文件，刪除之前的舊文件。注意，刪除舊文件是， 
  50.             那些為了歸檔而創(chuàng)建的目錄也會(huì)被刪除。 
  51.             --> 
  52.             <MaxHistory>365</MaxHistory> 
  53.             <!--  
  54.             當(dāng)日志文件超過(guò)maxFileSize指定的大小是，根據(jù)上面提到的%i進(jìn)行日志文件滾動(dòng) 注意此處配置SizeBasedTriggeringPolicy是無(wú)法實(shí)現(xiàn)按文件大小進(jìn)行滾動(dòng)的，必須配置timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy 
  55.             --> 
  56.             <timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeAndTimeBasedFNATP"> 
  57.                 <maxFileSize>100MB</maxFileSize> 
  58.             </timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy> 
  59.         </rollingPolicy> 
  60.         <!-- 日志輸出格式： -->      
  61.         <layout class="ch.qos.logback.classic.PatternLayout"> 
  62.             <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [ %thread ] - [ %-5level ] [ %logger{50} : %line ] - %msg%n</pattern> 
  63.         </layout> 
  64.     </appender> 
  65.  
  66.     <!--  
  67.         logger主要用于存放日志對(duì)象，也可以定義日志類型、級(jí)別 
  68.         name：表示匹配的logger類型前綴，也就是包的前半部分 
  69.         level：要記錄的日志級(jí)別，包括 TRACE < DEBUG < INFO < WARN < ERROR 
  70.         additivity：作用在于children-logger是否使用 rootLogger配置的appender進(jìn)行輸出， 
  71.         false：表示只用當(dāng)前l(fā)ogger的appender-ref，true： 
  72.         表示當(dāng)前l(fā)ogger的appender-ref和rootLogger的appender-ref都有效 
  73.     --> 
  74.     <!-- hibernate logger --> 
  75.     <logger name="com.nasus" level="debug" /> 
  76.     <!-- Spring framework logger --> 
  77.     <logger name="org.springframework" level="debug" additivity="false"></logger> 
  78.  
  79.  
  80.  
  81.     <!--  
  82.     root 與 logger 是父子關(guān)系，沒(méi)有特別定義則默認(rèn)為root，任何一個(gè)類只會(huì)和一個(gè)logger對(duì)應(yīng)， 
  83.     要么是定義的logger，要么是root，判斷的關(guān)鍵在于找到這個(gè)logger，然后判斷這個(gè)logger的appender和level。  
  84.     --> 
  85.     <root level="info"> 
  86.         <appender-ref ref="stdout" /> 
  87.         <appender-ref ref="appLogAppender" /> 
  88.     </root> 
  89. </configuration>  

參考文獻(xiàn)：

http://www.importnew.com/28494.html

https://www.cnblogs.com/lthIU/p/5860607.html

 

責(zé)任編輯：武曉燕 來(lái)源： 一個(gè)優(yōu)秀的廢人
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