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log4j2 项目日志组件

在项目运行过程中，常常需要进行功能调试以及用户行为的跟踪和记录，部分人习惯使用System.out，但这并不建议，它仅仅是使用方便但不便于维护也无扩展性。相比log4j的话，log4j可以控制日志信息的输送目的地、输出格式以及级别等等，使我们能够更加细致地控制日志的生成过程。

Log4j2是对Log4j1的升级，在性能和功能上有显著的改进，包括多线程中吞吐量的增强、占位符的支持、配置文件自动重新加载等

一、入门介绍

1、下载jar包

pox.xml

<dependencies>
  <dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-api</artifactId>
    <version>2.10.0</version>
  </dependency>
  <dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-core</artifactId>
    <version>2.10.0</version>
  </dependency>
</dependencies>

2、配置文件

Log4j包含四个配置工厂实现：JSON、YAML、properties、XML，本文介绍常用的方式XML。

Log4j具有在初始化期间自动配置自身的能力。当Log4j启动时，它将定位类路径下所有符合名称的文件，优先级顺序：log4j2-test.properties > log4j2-test.xml > log4j2.properties > log4j2.xml

3、一个简单的实例

xml配置：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration status="WARN">
  <Appenders>
    <Console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
      <PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/>
    </Console>
  </Appenders>
  <Loggers>
    <Root level="info">
      <AppenderRef ref="Console"/>
    </Root>
  </Loggers>
</Configuration>

java代码：

private static final Logger logger = LogManager.getLogger(MyApp.class);

    @Test
    public void testLog4j(){
        logger.info("hello world!");
    }

}

控制台信息

22:17:47.146 [main] INFO  MyApp - hello world!

二、模块介绍

属性	描述
monitorInterval	如果文件被修改了，指定时间后会重新加载配置。单位秒，最小值是5
packages	以逗号隔开的包名列表，用于搜索插件，比如自定义filter、appender等。插件仅会加载一次，所以要想修改后生效必须重启项目
status	内部日志级别，设置值为debug可以在控制台上清晰地看到整个日志事件流程，所使用的Logger是org.apache.logging.log4j.core.LOGGER
strict	允许使用严格的XML格式。不支持JSON配置
verbose	在加载插件时启用诊断信息

Log4j允许将日志请求打印到多个目的地。在log4j语言中，输出目的地称为Appender。目前，appender存在于控制台、文件、远程套接字服务器、Apache Flume、JMS、远程UNIX Syslog守护进程和各种数据库api中。以下介绍几种比较常用的appender，如需了解更多可以到官网上进行查阅。

1、ConsoleAppender

输出到控制台，<Console>

参数名称	类型	描述
filter	Filter	过滤器
layout	Layout	日志输出格式
follow	boolean
direct	boolean
name	String	Appender的名称
ignoreExceptions	boolean	默认true，忽略写入异常
target	String	SYSTEM_OUT或SYSTEM_ERR，默认是SYSTEM_OUT

2、FileAppender

输出到文件，<File>

参数	类型	描述
append	boolean	默认是true，新记录将追加到文件尾部
bufferedIO	boolean	默认是true，使用缓冲区可以显著地提高性能
bufferSize	int	当bufferedIO是true时，这个属性缓冲区大小，默认是8192字节。
createOnDemand	boolean	appender按需创建文件。只有当一个日志事件通过所有过滤器并被路由到这个appender时，appender才会创建这个文件。默认值为假
filter	Filter	一个过滤器来确定事件是否应该由这个Appender处理。使用复合过滤器可以使用多个筛选器
fileName	String	要写入的文件的名称。如果文件或它的任何父目录不存在，它们将被创建
immediateFlush	boolean	默认true，每次写入后都将有一个刷新。这将保证缓冲区的数据被写入磁盘，但可能会影响性能。
layout	Layout	日志格式
locking	boolean	文件锁，默认false
name	String	Appender的名称
ignoreExceptions	boolean	默认true，忽略写入异常
filePermissions	String	定义文件权限例: rw------- or rw-rw-rw- etc...
fileOwner	String	定义文件所有者
fileGroup	String	定义文件组

3、JDBCAppender

JDBCAppender使用标准JDBC将日志事件写入到关系数据库表中。它可以配置为使用JNDI数据源或自定义工厂方法获得JDBC连接。无论采用哪种方法，都必须由连接池来支持。否则，日志记录性能将受到极大的影响。如果已配置的JDBC驱动程序支持批处理语句，并且将缓冲区大小配置为一个正数，那么日志事件将被批处理。

（1）<JDBC>

参数	类型	描述
name	String	必须，appender的名称
ignoreExceptions	boolean	默认true，忽略日志事件异常
filter	Filter	过滤器
bufferSize	int	如果一个大于0的整数，这将导致appender缓冲日志事件，并在缓冲区达到该大小时刷新写入数据
connectionSource	ConnectionSource	必须，可被检索到的数据库连接
tableName	String	必须，插入日志事件的数据表名
columnConfigs	ColumnConfig[]	必须，需要插入到数据库的字段，由多个<Column>元素组成
columnMappings	ColumnMapping[]	必须，字段映射配置

（2）使用<DataSource>来获得JDBC的连接，这里仅列出jndi：

参数	类型	描述
jndiName	String	必需的，如已配置的jndi为jdbc/LoggingDatabase，那此处的值为java:comp/env/jdbc/LoggingDatabase。数据源必须由连接池来支持;否则，日志记录将非常缓慢。

（3）使用<Column>来指定要写入表中的哪些列，以及如何对它们进行写入。它没有SQL注入漏洞。

参数	类型	描述
name	String	必须，表字段名称
pattern	String	使用PatternLayout模式插入值，注：同一个Column元素中，patter、literal、isEventTimestamp3个属性只能存在一个
literal	String	该值将直接包含在SQL语句中执行，比如：rand()函数将生成随机数，类似myibats中的${}
isEventTimestamp	boolean	是否时间格式java.sql.Types.TIMESTAMP
isUnicode	boolean	除非指定pattern，否则该属性将被忽略。如果是true，该值将插入Unicode。否则，该值将被插入非Unicode。
isClob	boolean	除非指定pattern，否则该属性将被忽略。如果是true，该值将插入CLOB，否则将插入varchar、nvarchar

实例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration status="error">
  <Appenders>
    <JDBC name="databaseAppender" tableName="dbo.application_log">
      <DataSource jndiName="java:/comp/env/jdbc/LoggingDataSource" />
      <Column name="eventDate" isEventTimestamp="true" />
      <Column name="level" pattern="%level" />
      <Column name="logger" pattern="%logger" />
      <Column name="message" pattern="%message" />
      <Column name="exception" pattern="%ex{full}" />
    </JDBC>
  </Appenders>
  <Loggers>
    <Root level="warn">
      <AppenderRef ref="databaseAppender"/>
    </Root>
  </Loggers>
</Configuration>

（1）日期，%d / %date

Pattern	示例
%d{DEFAULT}	2012-11-02 14:34:02,781
%d{ISO8601}	2012-11-02T14:34:02,781
%d{ISO8601_BASIC}	20121102T143402,781
%d{ABSOLUTE}	14:34:02,781
%d{DATE}	02 Nov 2012 14:34:02,781
%d{COMPACT}	20121102143402781
%d{HH:mm:ss,SSS}	14:34:02,781
%d{dd MMM yyyy HH:mm:ss,SSS}	02 Nov 2012 14:34:02,781
%d{HH:mm:ss}{GMT+0}	18:34:02
%d{UNIX}	1351866842
%d{UNIX_MILLIS}	1351866842781

当然你也可以自定义格式，比如 %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss}

（2）记录器，%c / %logger

Conversion Pattern	Logger Name	结果
%c{1}	org.apache.commons.Foo	Foo
%c{2}	org.apache.commons.Foo	commons.Foo
%c{10}	org.apache.commons.Foo	org.apache.commons.Foo
%c{-1}	org.apache.commons.Foo	apache.commons.Foo
%c{-2}	org.apache.commons.Foo	commons.Foo
%c{-10}	org.apache.commons.Foo	org.apache.commons.Foo
%c{1.}	org.apache.commons.Foo	o.a.c.Foo
%c{1.1.~.~}	org.apache.commons.test.Foo	o.a.~.~.Foo
%c{.}	org.apache.commons.test.Foo	....Foo

{?} - ?是正整数时表示从右边开始取n个部分，负整数表示从左边开始移除n个部分，那为什么%c{-10}是完整的名称我也不清楚，欢迎留言

（3）日志信息，%m / %msg / %message

（4）日志级别，%level

（5）换行符，%n

log4j2自带多种filter供直接使用，也可以由我们自己来定义filter：

MyFilter.java

import org.apache.logging.log4j.Level;
import org.apache.logging.log4j.Marker;
import org.apache.logging.log4j.ThreadContext;
import org.apache.logging.log4j.core.LogEvent;
import org.apache.logging.log4j.core.Logger;
import org.apache.logging.log4j.core.config.plugins.Plugin;
import org.apache.logging.log4j.core.config.plugins.PluginAttribute;
import org.apache.logging.log4j.core.config.plugins.PluginFactory;
import org.apache.logging.log4j.core.filter.AbstractFilter;
import org.apache.logging.log4j.message.Message;

@Plugin(name = "MyFilter", category = "Core", elementType = "filter", printObject = true)
public final class MyFilter extends AbstractFilter {

    private final Level level;

    private MyFilter(Level level, Result onMatch, Result onMismatch) {
        super(onMatch, onMismatch);
        this.level = level;
    }

    public Result filter(Logger logger, Level level, Marker marker, String msg, Object[] params) {
        return filter(level);
    }

    public Result filter(Logger logger, Level level, Marker marker, Object msg, Throwable t) {
        return filter(level);
    }

    public Result filter(Logger logger, Level level, Marker marker, Message msg, Throwable t) {
        return filter(level);
    }

    @Override
    public Result filter(LogEvent event) {
        return filter(event.getLevel());
    }

    private Result filter(Level level) {

        /*
        * 业务逻辑
        * */
        
        return level.isMoreSpecificThan(this.level) ? onMatch : onMismatch;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return level.toString();
    }

    @PluginFactory
    public static MyFilter createFilter(@PluginAttribute(value = "level", defaultString = "ERROR") Level level,
                                               @PluginAttribute(value = "onMatch", defaultString = "NEUTRAL") Result onMatch,
                                               @PluginAttribute(value = "onMismatch", defaultString = "DENY") Result onMismatch) {
        return new MyFilter(level, onMatch, onMismatch);
    }
}

log4j2.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration status="warn" monitorInterval="5"  packages="your packages" verbose="false" strict="true">
  <Appenders>

    <Console name="Console" target="SYSTEM_OUT" ignoreExceptions="true">
      <PatternLayout pattern="%d{yyyy-MM-dd  HH:mm:ss} %level %logger{10} - %msg%n"/>
      <MyFilter level="info" onMatch="ACCEPT"/>
    </Console>

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

补充：

在实际应用中，有时需要对用户的访问信息进行记录，比如请求参数、用户id等等。在log4j1中我们会使用MDC和NDC来存储应用程序的上下文信息，而log4j2使用ThreadContext来实现MDC和NDC两者的功能。

（1）NDC采用类似栈的机制来存储上下文信息，线程独立。

在PatternLayout中使用 %x 来输出，注意x是小写。

实例：

Test.java

ThreadContext.push("hello world!");

log4j2.xml

<Column name="tip" pattern="%x" />

（2）MDC采用类似map的机制来存储信息，线程独立。

在PatternLayout中使用 %X{userId} 来输出，注意X是大写。

实例：

Test.java

ThreadContext.put("userId","1");

log4j2.xml

<Column name="userId" pattern="%X{userId}" />

注意使用完后调用clearAll()清除上下文映射和堆栈。

api：http://logging.apache.org/log4j/2.x/javadoc.html

官网地址：https://logging.apache.org/log4j/2.x/index.html

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