SpringBoot + Log4j2使用配置

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前言

后台程序开发及上线时,一般都会用到Log信息打印及Log日志记录,开发时通过Log信息打印可以快速的定位问题所在,帮助我们快捷开发。程序上线后如遇到Bug或错误,此时则需要日志记录来查找发现问题所在。

Spring Boot 可以集成很多不同的日志系统,目前有关日志的开源代码很多,如log4j、sl4j和log4j2,为什么我选择使用log4j2呢,看完下面两篇性能的对比,相信你也会选择log4j2
http://www.jianshu.com/p/483a9cf61c36
https://blog.souche.com/logback-log4j-log4j2shi-ce/?utm_source=tuicool&utm_medium=referral

其中最常用的Apache Log4j,而Log4j 2是Log4j的升级版本,Log4j 2相对于Log4j 1.x 有了很多显著的改善。所以这篇博客就直接来说说Spring Boot如何集成并配置使用Log4j2.

引入Log4j2依赖包

你使用Maven,则在pom.xml文件中添加以下依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    <exclusions>
        <exclusion>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
        </exclusion>
        <exclusion>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-logging</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-log4j2</artifactId>
</dependency>

然后需要在resource下面添加log4j2.xml配置文件,当然了如果你不添加,springboo会提示你没有对应文件,并使用默认的配置文件,这个时候级别可以在application.properties中配置

logging.level.root=error

配置log4j2.xml文件

log4j2配置可以多样化,支持xml、json、yml格式的配置。如果不配置会使用默认配置。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!-- Configuration后面的status,这个用于设置log4j2自身内部的信息输出,可以不设置,当设置成trace时,
 你会看到log4j2内部各种详细输出。可以设置成OFF(关闭)或Error(只输出错误信息)
-->
<Configuration status="WARN" monitorInterval="30">
    <Properties>
        <Property name="App">demo</Property>
        <Property name="logDir">logs</Property>
        <Property name="splitSize">30 MB</Property>
    </Properties>

    <Appenders>
        <!-- 输出控制台日志的配置 -->
        <Console name="console" target="SYSTEM_OUT">
            <!--控制台只输出level及以上级别的信息(onMatch),其他的直接拒绝(onMismatch)-->
            <ThresholdFilter level="info" onMatch="ACCEPT" onMismatch="DENY"/>
            <!-- 输出日志的格式 -->
            <PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/>
        </Console>

        <!-- 打印出所有的信息,每次大小超过size,则这size大小的日志会自动存入按年份-月份建立的文件夹下面并进行压缩,作为存档 -->
        <RollingRandomAccessFile name="infoLog" fileName="${logDir}/${App}-info.log" immediateFlush="false"
                                 filePattern="${logDir}/$${date:yyyy-MM}/${App}-info-%d{MM-dd-yyyy}-%i.log.gz"
                                 append="true">
            <PatternLayout pattern="%d{yyyy-MM-dd 'at' HH:mm:ss z} [%t] %-5level %logger{36} %L %M - %msg%xEx%n"/>
            <Policies>
                <TimeBasedTriggeringPolicy interval="6" modulate="true"/>
                <SizeBasedTriggeringPolicy size="${splitSize}"/>
            </Policies>
            <Filters>
                <!-- 只记录info和warn级别信息 -->
                <ThresholdFilter level="error" onMatch="DENY" onMismatch="NEUTRAL"/>
                <ThresholdFilter level="info" onMatch="ACCEPT" onMismatch="DENY"/>
            </Filters>
            <!-- 指定每天的最大压缩包个数,默认7个,超过了会覆盖之前的 -->
            <DefaultRolloverStrategy max="50"/>
        </RollingRandomAccessFile>

        <!-- 存储所有error信息 -->
        <RollingRandomAccessFile name="errorLog" fileName="${logDir}/${App}-error.log" immediateFlush="false"
                                 filePattern="${logDir}/$${date:yyyy-MM}/${App}-error-%d{MM-dd-yyyy}-%i.log.gz"
                                 append="false">
            <PatternLayout pattern="%d{yyyy-MM-dd 'at' HH:mm:ss z} [%t] %-5level %logger{36} %L %M - %msg%xEx%n"/>
            <Policies>
                <TimeBasedTriggeringPolicy interval="6" modulate="true"/>
                <SizeBasedTriggeringPolicy size="${splitSize}"/>
            </Policies>
            <Filters>
                <!-- 只记录error级别信息 -->
                <ThresholdFilter level="error" onMatch="ACCEPT" onMismatch="DENY"/>
            </Filters>
            <!-- 指定每天的最大压缩包个数,默认7个,超过了会覆盖之前的 -->
            <DefaultRolloverStrategy max="50"/>
        </RollingRandomAccessFile>
    </Appenders>

    <Loggers>
        <!-- root logger 配置,全局配置,默认所有的Logger都继承此配置 -->
        <!-- AsyncRoot - 异步记录日志 - 需要LMAX Disruptor的支持 -->
        <Root includeLocation="true" additivity="true">
            <AppenderRef ref="infoLog"/>
            <AppenderRef ref="errorLog"/>
            <AppenderRef ref="console"/>
        </Root>

        <!--第三方的软件日志级别 -->
        <logger name="org.springframework" level="info" additivity="true">
        </logger>

    </Loggers>
</Configuration>

三个appender:console、infoLog、errorLog

  • console 通过ThresholdFilter过滤规则只输出info级别的错误(onMatch="ACCEPT" onMismatch="DENY" 匹配到的接受,没有匹配的走人)

  • infoLog 也通过ThresholdFilter的方式输出到日志,当然了append="true" 会在服务每次启动的时候追加日志

status和monitorInterval含义

我们看到,Configuration有2个属性status和monitorInterval,它们分别是log4j2自身组件的日志级别以及重新刷新配置文件的时间,通过配置status可以看到log4j2相关的日志,配置monitorInterval可以通过修改配置文件来改变日志配置。

log4j2的层次结构

从上面的log4j2.xml配置文件中,我们可以看到log4j2的配置文件中主要分为2块,一块为appender,描述了如何记录日志,另外一部分是log config,记录了哪种日志对应哪种级别。 而不同的LogConfig之间其实是有继承关系的,子LogConfig会继承parent的属性,而所有LogConfig都继承自Root LogConfig。所以即使只配置了root logger,你一样可以在任何地方通过LoggerFactory.getLogger获取一个logger对象,记录日志。

那么日志之间的继承关系是由什么决定的呢?看看上面的配置文件中root以外的2个logConfig,只有3个配置:日志级别,name以及appender,从直觉上看应当是name最可能决定了LogConfig的继承关系,其实也正是如此:com.foo是com.foo.Bar的父级;java是java.util的父级,是java.util.vector的祖先(注意name区分大小写)。

理解了这一点,我们就能理清log4j2配置的思路:先配置一个root,让所有需要使用日志的logger继承,然后对有特别需要的logger进行特殊的配置,比如我们希望org.springframework包只记录error以及warn级别的log,再比如,我们希望能显示mybatis执行的sql的日志,都可以进行个性化的配置。

appender的配置

appender是LogConfig的重要组成部分,一个LogConfig可以使用多个appender,一个appender也可以被多个LogConfig使用,appender多种多样,不同的appender也有不同的属性和配置,难以一一阐述,需要使用时可以直接查看文档来进行个性化配置。不过就filters可以单独拿出来讨论一下。

filter有两个重要属性onMatch和onMismatch。可以有DENY、ACCEPT或NEUTRAL配置:

  • DENY说明不由当前appender处理
  • ACCEPT说明由当前filter处理
  • NEUTRAL说明如果按顺序还有其他filter则由其他filter处理,如果当前filter已经是最后一个filter,则由当前appender处理。

异步日志

配置方式

log4j2的官方文档建议记录程序行为日志异步日志,效率更高。因为异步日志使用的是无锁技术,所以需要引入Disruptor。然后可以通过配置异步的appender或Logger来实现异步日志:

<asyncRoot level="DEBUG">
    <appender-ref ref="infoLog" />
    <appender-ref ref="Console" />
</asyncRoot>

 <Async name="Async">
      <AppenderRef ref="infoLog"/>
</Async>

异步日志工作原理

AsyncAppender采用的是生产者消费者的模型进行异步地将Logging Event送到对应的Appender中。

  • a、 生产者
    外部应用了Log4j的系统的实时线程,实时将Logging Event传送进AsyncAppender里

  • b、 中转:Buffer和DiscardSummary

  • c、 消费者:Dispatcher线程和appenders

工作原理:

1) Logging Event进入AsyncAppender,AsyncAppender会调用append方法,在append方法中会去把logging Event填入Buffer中,当消费能力不如生产能力时,AsyncAppender会把超出Buffer容量的Logging Event放到DiscardSummary中,作为消费速度一旦跟不上生成速度,中转buffer的溢出处理的一种方案。

2) AsyncAppender有个线程类Dispatcher,它是一个简单的线程类,实现了Runnable接口。它是AsyncAppender的后台线程。

Dispatcher所要做的工作是:

① 锁定Buffer,让其他要对Buffer进行操作的线程阻塞。

② 看Buffer的容量是否满了,如果满了就将Buffer中的Logging Event全部取出,并清空Buffer和DiscardSummary;如果没满则等待Buffer填满Logging Event,然后notify Disaptcher线程。

③ 将取出的所有Logging Event交给对应appender进行后面的日志信息推送。

以上是AsyncAppender类的两个关键点:append方法和Dispatcher类,通过这两个关键点实现了异步推送日志信息的功能,这样如果大量的Logging Event进入AsyncAppender,就可以游刃有余地处理这些日志信息了。

性能影响

log4j对系统性能的影响程度主要体现在以下几方面:

  • a、输出的目的地
    输出到控制台的速度比输出到文件系统的速度要慢。
  • b、输出格式
    输出格式不一样对性能也会有影响,如简单输出布局(SimpleLayout)比格式化输出布局(PatternLayout)输出速度要快。可以根据需要尽量采用简单输出布局格式输出日志信息。
  • c、日志级别
    输出级别越低输出的日志内容就越多,对系统系能影响很大。
  • d、输出方式
    输出方式的不同,对系统系能也是有一定影响的,采用异步输出方式比同步输出方式性能要高。
  • e、输出事件
    每次接收到日志输出事件就打印一条日志内容比当日志内容达到一定大小时打印系能要低。

缓存设置

设置日志输出为异步方式

<appender name="DRFOUT" class="org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender">    
     <param name="File" value="logs/brws.log" />    
     <param name="Append" value="true" />    
     <param name="DatePattern" value="yyyy_MM_dd'.'" />    
     <layout class="org.apache.log4j.PatternLayout">    
         <param name="ConversionPattern" value="%d [%t] %-5p %l %x - %m%n" />    
     </layout>    
 </appender> 

 <appender name="ASYNCOUT" class="org.apache.log4j.AsyncAppender">    
     <param name="BufferSize" value="512" />    
     <appender-ref ref="DRFOUT" />    
 </appender>   
  • 同步情况
    各线程直接获得输出流进行输出(线程间不需要同步)。

  • 异步情况:
    1.各线程将日志写到缓存,继续执行下面的任务(这里是异步的)
    2.日志线程发现需要记日志时独占缓存(与此同时各线程等待,此时各线程是被阻塞住的),从缓存中取出日志信息,获得输出流进行输出,将缓存解锁(各线程收到提醒,可以接着写日志了)

    • a、将日志记录到本地文件
      同样都是写本地文件Log4j本身有一个buffer处理入库,采用异步方式并不一定能提高性能(主要是如何配置好缓存大小);而线程间的同步开销则是非常大的!因此在使用本地文件记录日志时不建议使用异步方式。
    • b、将日志记录到JMS
      JMS本身是支持异步消息的,如果不考虑JMS消息创建的开销,也不建议使用异步方式。
    • c、将日子记录到SOCKET
      将日志通过Socket发送,纯网络IO操作不需要反馈,因此也不会耗时
    • d、将日志记录到数据库
      众所周知JDBC是几种方式中最耗时的:网络、磁盘、数据库事务,都使JDBC操作异常的耗时,在这里采用异步方式入库倒是一个不错的选择。
    • e、将日志记录到SMTP 同JDBC

动态修改日志级别

动态修改日志级别是一个很实用的功能,关于如果动态修改日志级别,请参考美团的一篇文章:日志级别动态调整——小工具解决大问题

[参考]
log4j2 配置简要分析
Spring Boot系列之Log4j2的配置使用
springboot日志体系---log4j2
log4j日志输出性能优化-缓存、异步

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