在日志中记录Java异常信息的正确姿势

遇到的问题

今天遇到一个线上的BUG，在执行表单提交时失败，但是从程序日志中看不到任何异常信息。
在Review源代码时发现，当catch到异常时只是输出了e.getMessage()，如下所示：

logger.error("error: {}, {}", params, e.getMessage());

在日志中看不到任何信息，说明e.getMessage()返回值为空字符串。

原因分析

先来看一下Java中的异常类图：

Throwable是Java中所有异常信息的顶级父类，其中的成员变量detailMessage就是在调用e.getMessage()返回的值。
那么这个属性会在什么时候赋值呢，追溯源码发现，该属性只会在Throwable构造函数中赋值。

public Throwable() {
    // 在默认构造函数中不会给detailMessage属性赋值
    fillInStackTrace();
}

public Throwable(String message) {
    fillInStackTrace();
    // 直接将参数赋值给detailMessage
    detailMessage = message;
}

public Throwable(String message, Throwable cause) {
    fillInStackTrace();
    // 直接将参数赋值给detailMessage
    detailMessage = message;
    this.cause = cause;
}

public Throwable(Throwable cause) {
    fillInStackTrace();
    // 当传入的Throwable对象不为空时，为detailMessage赋值
    detailMessage = (cause==null ? null : cause.toString());
    this.cause = cause;
}

protected Throwable(String message, Throwable cause,
                        boolean enableSuppression,
                        boolean writableStackTrace) {
    if (writableStackTrace) {
        fillInStackTrace();
    } else {
        stackTrace = null;
    }
    // 直接将参数赋值给detailMessage
    detailMessage = message;
    this.cause = cause;
    if (!enableSuppression)
        suppressedExceptions = null;
}

显然，从源码中可以看到在Throwable的默认构造函数中是不会给detailMessage属性赋值的。
也就是说，当异常对象是通过默认构造函数实例化的，或者实例化时传入的message为空字符串，那么调用getMessage()方法时返回值就为空，也就是我遇到的情形。
所以，在程序日志中不要单纯使用getMessage()方法获取异常信息（返回值为空时，不利于问题排查）。

正确的做法

在Java开发中，常用的日志框架及组件通常是：slf4j，log4j和logback，他们的关系可以描述为：slf4j提供了统一的日志API，将具体的日志实现交给log4j与logback。
也就是说，通常我们只需要在项目中使用slf4j作为日志API，再集成log4j或者logback即可。

<!-- 使用slf4j作为日志API -->
<dependency>
    <groupId>org.slf4j</groupId>
    <artifactId>slf4j-api</artifactId>
    <version>1.7.25</version>
</dependency>
<!-- 集成logback作为具体的日志实现 -->
<dependency>
    <groupId>ch.qos.logback</groupId>
    <artifactId>logback-core</artifactId>
    <version>1.2.3</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>ch.qos.logback</groupId>
    <artifactId>logback-classic</artifactId>
    <version>1.2.3</version>
</dependency>

上述配置以集成slf4j和logback为例，添加对应的logback配置文件（logback.xml）：

<configuration scan="false" scanPeriod="30 seconds" debug="false" packagingData="true">
    <statusListener class="ch.qos.logback.core.status.OnConsoleStatusListener"/>
    <!-- 输出到控制台 -->
    <appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <encoder>
            <pattern>%date %level [%thread] %logger{10} [%file:%line] %msg%n</pattern>
        </encoder>
    </appender>
    　　
    <!-- 输出到文件 -->
    <appender name="FILE" class="ch.qos.logback.core.FileAppender">
        <file>test.log</file>
        <encoder>
            <pattern>%date %level [%thread] %logger{10} [%file:%line] %msg%n</pattern>
        </encoder>
    </appender>

    <root level="info">
        <appender-ref ref="STDOUT"/>
        <appender-ref ref="FILE" />
    </root>
</configuration>

在Java中通过slf4j提供的日志API记录日志：

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
public class Test {
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(Test.class);
}

当我们需要在程序日志中输出异常信息时，应该直接传入异常对象即可，而不要单纯通过异常对象的getMessage()方法获取输出异常信息。

public void test() {
    try {
        // 使用默认构造函数实实例化异常对象
        throw new NullPointerException();
    } catch (Exception e) {
        // 直接将异常对象传入日志接口，保存异常信息到日志文件中
        logger.error("error: {}", e.getMessage(), e);
        e.printStackTrace();
    }
}

如下是保存到日志文件中的异常信息片段：

2019-06-20 20:04:25,290 ERROR [http-nio-8090-exec-1] o.c.s.f.c.TestExceptionController [TestExceptionController.java:26] error: null # 使用默认构造参数实例化异常对象时，getMessage()方法返回值为空对象
# 如下是具体的异常堆栈信息
java.lang.NullPointerException: null
	at org.chench.springboot.falsework.controller.TestExceptionController.test(TestExceptionController.java:24) ~[classes/:na]
	at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method) ~[na:1.8.0_181]
	at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62) ~[na:1.8.0_181]
	at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43) ~[na:1.8.0_181]
	at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498) ~[na:1.8.0_181]
	at org.springframework.web.method.support.InvocableHandlerMethod.doInvoke(InvocableHandlerMethod.java:209) [spring-web-5.0.6.RELEASE.jar:5.0.6.RELEASE]
	at org.springframework.web.method.support.InvocableHandlerMethod.invokeForRequest(InvocableHandlerMethod.java:136) [spring-web-5.0.6.RELEASE.jar:5.0.6.RELEASE]
	at org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.ServletInvocableHandlerMethod.invokeAndHandle(ServletInvocableHandlerMethod.java:102) [spring-webmvc-5.0.6.RELEASE.jar:5.0.6.RELEASE]
	at org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.RequestMappingHandlerAdapter.invokeHandlerMethod(RequestMappingHandlerAdapter.java:877) [spring-webmvc-5.0.6.RELEASE.jar:5.0.6.RELEASE]
	at org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.RequestMappingHandlerAdapter.handleInternal(RequestMappingHandlerAdapter.java:783) [spring-webmvc-5.0.6.RELEASE.jar:5.0.6.RELEASE]
	at org.springframework.web.servlet.mvc.method.AbstractHandlerMethodAdapter.handle(AbstractHandlerMethodAdapter.java:87) [spring-webmvc-5.0.6.RELEASE.jar:5.0.6.RELEASE]
	at org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet.doDispatch(DispatcherServlet.java:991) [spring-webmvc-5.0.6.RELEASE.jar:5.0.6.RELEASE]
	at org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet.doService(DispatcherServlet.java:925) [spring-webmvc-5.0.6.RELEASE.jar:5.0.6.RELEASE]
	at org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.processRequest(FrameworkServlet.java:974) [spring-webmvc-5.0.6.RELEASE.jar:5.0.6.RELEASE]
	at org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.doGet(FrameworkServlet.java:866) [spring-webmvc-5.0.6.RELEASE.jar:5.0.6.RELEASE]
	at javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:635) [tomcat-embed-core-8.5.31.jar:8.5.31]
	at org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.service(FrameworkServlet.java:851) [spring-webmvc-5.0.6.RELEASE.jar:5.0.6.RELEASE]
	at javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:742) [tomcat-embed-core-8.5.31.jar:8.5.31]

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