给，你们要的高性能日志记录工具 Log4j 2

 Log4j 介绍过了，SLF4J 介绍过了，Logback 也介绍过了，你以为日志系列的文章就到此终结了?

不不不，我告诉你，还有一个 Log4j 2，顾名思义，它就是 Log4j 的升级版，就好像手机里面的 Pro 版。我作为一个写文章方面的工具人，或者叫打工人，怎么能不写完这最后一篇。

Log4j、SLF4J、Logback 是一个爹——Ceki Gulcu，但 Log4j 2 却是例外，它是 Apache 基金会的产品。

SLF4J 和 Logback 作为 Log4j 的替代品，在很多方面都做了必要的改进，那为什么还需要 Log4j 2 呢?我只能说 Apache 基金会的开发人员很闲，不，很拼，要不是他们这种精益求精的精神，这个编程的世界该有多枯燥，毕竟少了很多可以用“拿来就用”的轮子啊。

上一篇也说了，老板下死命令要我把日志系统切换到 Logback，我顺利交差了，老板很开心，夸我这个打工人很敬业。为了表达对老板的这份感谢，我决定偷偷摸摸地试水一下 Log4j 2，尽管它还不是个成品，可能会会项目带来一定的隐患。但谁让咱是一个敬岗爱业的打工人呢。

01、Log4j 2 强在哪

1)在多线程场景下，Log4j 2 的吞吐量比 Logback 高出了 10 倍，延迟降低了几个数量级。这话听起来像吹牛，反正是 Log4j 2 官方自己吹的。

Log4j 2 的异步 Logger 使用的是无锁数据结构，而 Logback 和 Log4j 的异步 Logger 使用的是 ArrayBlockingQueue。对于阻塞队列，多线程应用程序在尝试使日志事件入队时通常会遇到锁争用。

下图说明了多线程方案中无锁数据结构对吞吐量的影响。Log4j 2 随着线程数量的扩展而更好地扩展：具有更多线程的应用程序可以记录更多的日志。其他日志记录库由于存在锁竞争的关系，在记录更多线程时，总吞吐量保持恒定或下降。这意味着使用其他日志记录库，每个单独的线程将能够减少日志记录。

性能方面是 Log4j 2 的最大亮点，至于其他方面的一些优势，比如说下面这些，可以忽略不计，文字有多短就代表它有多不重要。

2)Log4j 2 可以减少垃圾收集器的压力。

3)支持 Lambda 表达式。

4)支持自动重载配置。

02、Log4j 2 使用示例

废话不多说，直接实操开干。理论知识有用，但不如上手实操一把，这也是我多年养成的一个“不那么良好”的编程习惯：在实操中发现问题，解决问题，寻找理论基础。

第一步，在 pom.xml 文件中添加 Log4j 2 的依赖：

 
 
 
 
      
  
  
  
  1.  
    2.   
  
  
  
  2.     org.apache.logging.log4j 
    3.   
  
  
  
  3.     log4j-api 
    4.   
  
  
  
  4.     2.5 
    5.   
  
  
  
  5.  
    6.   
  
  
  
  6.  
    7.   
  
  
  
  7.     org.apache.logging.log4j 
    8.   
  
  
  
  8.     log4j-core 
    9.   
  
  
  
  9.     2.5 
    10.   
  
  
  
  10.  
    11.

(这个 artifactId 还是 log4j，没有体现出来 2，而在 version 中体现，多少叫人误以为是 log4j)

第二步，来个最简单的测试用例：

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. import org.apache.logging.log4j.LogManager; 
    2.   
  
  
  
  2. import org.apache.logging.log4j.Logger; 
    3.   
  
  
  
  3.  
    4.   
  
  
  
  4. public class Demo { 
    5.   
  
  
  
  5.     private static final Logger logger = LogManager.getLogger(Demo.class); 
    6.   
  
  
  
  6.     public static void main(String[] args) { 
    7.   
  
  
  
  7.         logger.debug("log4j2"); 
    8.   
  
  
  
  8.     } 
    9.   
  
  
  
  9. } 
    10.

运行 Demo 类，可以在控制台看到以下信息：

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. ERROR StatusLogger No log4j2 configuration file found. Using default configuration: logging only errors to the console. 
    2.

Log4j 2 竟然没有在控制台打印“ log4j2”，还抱怨我们没有为它指定配置文件。在这一点上，我就觉得它没有 Logback 好，毕竟人家会输出。

这对于新手来说，很不友好，因为新手在遇到这种情况的时候，往往不知所措。日志里面虽然体现了 ERROR，但代码并没有编译出错或者运行出错，凭什么你不输出?

那作为编程老鸟来说，我得告诉你，这时候最好探究一下为什么。怎么做呢?

我们可以复制一下日志信息中的关键字，比如说：“No log4j2 configuration file found”，然后在 Intellij IDEA 中搜一下，如果你下载了源码和文档的话，不出意外，你会在 ConfigurationFactory 类中搜到这段话。

可以在方法中打个断点，然后 debug 一下，你就会看到下图中的内容。

通过源码，你可以看得到，Log4j 2 会去寻找 4 种类型的配置文件，后缀分别是 properties、yaml、json 和 xml。前缀是 log4j2-test 或者 log4j2。

得到这个提示后，就可以进行第三步了。

第三步，在 resource 目录下增加 log4j2-test.xml 文件(方便和 Logback 做对比)，内容如下所示：

 
 
 
 
      
  
  
  
  1.  
    2.   
  
  
  
  2.  
    3.   
  
  
  
  3.      
    4.   
  
  
  
  4.          
    5.   
  
  
  
  5.              
    6.   
  
  
  
  6.          
    7.   
  
  
  
  7.      
    8.   
  
  
  
  8.      
    9.   
  
  
  
  9.          
    10.   
  
  
  
  10.              
    11.   
  
  
  
  11.          
    12.   
  
  
  
  12.      
    13.   
  
  
  
  13.  
    14.

1)配置 appender，也就是配置日志的输出目的地。

有 Console，典型的控制台配置信息上面你也看到了，我来简单解释一下里面 pattern 的格式：

  • %d{HH:mm:ss.SSS} 表示输出到毫秒的时间
  • %t 输出当前线程名称
  • %-5level 输出日志级别，-5 表示左对齐并且固定输出 5 个字符，如果不足在右边补空格
  • %logger 输出 logger 名称，最多 36 个字符
  • %msg 日志文本
  • %n 换行

顺带补充一下其他常用的占位符：

  • %F 输出所在的类文件名，如 Demo.java
  • %L 输出行号
  • %M 输出所在方法名
  • %l 输出语句所在的行数, 包括类名、方法名、文件名、行数
  • %p 输出日志级别
  • %c 输出包名，如果后面跟有 {length.} 参数，比如说 %c{1.}，它将输出报名的第一个字符，如 com.itwanger 的实际报名将只输出 c.i

再次运行 Demo 类，就可以在控制台看到打印的日志信息了：

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. 10:14:04.657 [main] DEBUG com.itwanger.Demo - log4j2 
    2.

2)配置 Loggers，指定 Root 的日志级别，并且指定具体启用哪一个 Appenders。

3)自动重载配置。

Logback 支持自动重载配置，Log4j 2 也支持，那想要启用这个功能也非常简单，只需要在 Configuration 元素上添加 monitorInterval 属性即可。

 
 
 
 
      
  
  
  
  1.  
    2.   
  
  
  
  2. ... 
    3.   
  
  
  
  3.  
    4.

注意值要设置成非零，上例中的意思是至少 30 秒后检查配置文件中的更改。最小间隔为 5 秒。

03、Async 示例

除了 Console，还有 Async，可以配合文件的方式来异步写入，典型的配置信息如下所示：

 
 
 
 
      
  
  
  
  1.  
    2.   
  
  
  
  2.    
    3.   
  
  
  
  3.      
    4.   
  
  
  
  4.        
    5.   
  
  
  
  5.         %d %p %c [%t] %m%n 
    6.   
  
  
  
  6.        
    7.   
  
  
  
  7.      
    8.   
  
  
  
  8.      
    9.   
  
  
  
  9.        
    10.   
  
  
  
  10.      
    11.   
  
  
  
  11.    
    12.   
  
  
  
  12.    
    13.   
  
  
  
  13.      
    14.   
  
  
  
  14.        
    15.   
  
  
  
  15.      
    16.   
  
  
  
  16.    
    17.   
  
  
  
  17.  
    18.

对比 Logback 的配置文件来看，Log4j 2 真的复杂了一些，不太好用，就这么直白地说吧!但自己约的，含着泪也得打完啊。把这个 Async 加入到 Appenders：

 
 
 
 
      
  
  
  
  1.  
    2.   
  
  
  
  2.      
    3.   
  
  
  
  3.          
    4.   
  
  
  
  4.              
    5.   
  
  
  
  5.          
    6.   
  
  
  
  6.          
    7.   
  
  
  
  7.              
    8.   
  
  
  
  8.                 %d %p %c [%t] %m%n 
    9.   
  
  
  
  9.              
    10.   
  
  
  
  10.          
    11.   
  
  
  
  11.          
    12.   
  
  
  
  12.              
    13.   
  
  
  
  13.          
    14.   
  
  
  
  14.      
    15.   
  
  
  
  15.      
    16.   
  
  
  
  16.          
    17.   
  
  
  
  17.              
    18.   
  
  
  
  18.              
    19.   
  
  
  
  19.          
    20.   
  
  
  
  20.      
    21.   
  
  
  
  21.  
    22.

再次运行 Demo 类，可以在项目根路径下看到一个 debug.log 文件，内容如下所示：

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. 2020-10-30 09:35:49,705 DEBUG com.itwanger.Demo [main] log4j2 
    2.

04、RollingFile 示例

当然了，Log4j 和 Logback 我们都配置了 RollingFile，Log4j 2 也少不了。RollingFile 会根据 Triggering(触发)策略和 Rollover(过渡)策略来进行日志文件滚动。如果没有配置 Rollover，则使用 DefaultRolloverStrategy 来作为 RollingFile 的默认配置。

触发策略包含有，基于 cron 表达式(源于希腊语，时间的意思，用来配置定期执行任务的时间格式)的 CronTriggeringPolicy;基于文件大小的 SizeBasedTriggeringPolicy;基于时间的 TimeBasedTriggeringPolicy。

过渡策略包含有，默认的过渡策略 DefaultRolloverStrategy，直接写入的 DirectWriteRolloverStrategy。一般情况下，采用默认的过渡策略即可，它已经足够强大。

来看第一个基于 SizeBasedTriggeringPolicy 和 TimeBasedTriggeringPolicy 策略，以及缺省 DefaultRolloverStrategy 策略的配置示例：

 
 
 
 
      
  
  
  
  1.  
    2.   
  
  
  
  2.    
    3.   
  
  
  
  3.       
  
  
  
  4.                  filePattern="rolling-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log"> 
    5.   
  
  
  
  5.        
    6.   
  
  
  
  6.         %d %p %c{1.} [%t] %m%n 
    7.   
  
  
  
  7.        
    8.   
  
  
  
  8.        
    9.   
  
  
  
  9.          
    10.   
  
  
  
  10.        
    11.   
  
  
  
  11.      
    12.   
  
  
  
  12.    
    13.   
  
  
  
  13.    
    14.   
  
  
  
  14.      
    15.   
  
  
  
  15.        
    16.   
  
  
  
  16.      
    17.   
  
  
  
  17.    
    18.   
  
  
  
  18.  
    19.

为了验证文件的滚动策略，我们调整一下 Demo 类，让它多打印点日志：

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. for (int i = 1;i < 20; i++) { 
    2.   
  
  
  
  2.     logger.debug("微信搜索「{}」，回复关键字「{}」，有惊喜哦","沉默王二", "java"); 
    3.   
  
  
  
  3. } 
    4.

再次运行 Demo 类，可以看到根目录下多了 3 个日志文件：

结合日志文件名，再来看 RollingFile 的配置，就很容易理解了。

1)fileName 用来指定文件名。

2)filePattern 用来指定文件名的模式，它取决于过渡策略。

由于配置文件中没有显式指定过渡策略，因此 RollingFile 会启用默认的 DefaultRolloverStrategy。

先来看一下 DefaultRolloverStrategy 的属性：

再来看 filePattern 的值 rolling-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log，其中 %d{yyyy-MM-dd} 很好理解，就是年月日;其中 %i 是什么意思呢?

第一个日志文件名为 rolling.log(最近的日志放在这个里面)，第二个文件名除去日期为 rolling-1.log，第二个文件名除去日期为 rolling-2.log，根据这些信息，你能猜到其中的规律吗?

其实和 DefaultRolloverStrategy 中的 max 属性有关，目前使用的默认值，也就是 7，那就当 rolling-8.log 要生成的时候，删除 rolling-1.log。可以调整 Demo 中的日志输出量来进行验证。

3)SizeBasedTriggeringPolicy，基于日志文件大小的时间策略，大小以字节为单位，后缀可以是 KB，MB 或 GB，例如 20 MB。

再来看一个日志文件压缩的示例，来看配置：

 
 
 
 
      
  
  
  
  1.   
  
  
  
  2.              filePattern="gz/%d{yyyy-MM-dd-HH}-%i.rolling.gz"> 
    3.   
  
  
  
  3.      
    4.   
  
  
  
  4.         %d %p %c{1.} [%t] %m%n 
    5.   
  
  
  
  5.      
    6.   
  
  
  
  6.      
    7.   
  
  
  
  7.          
    8.   
  
  
  
  8.      
    9.   
  
  
  
  9.  
    10.
  • fileName 的属性值中包含了一个目录 gz，也就是说日志文件都将放在这个目录下。
  • filePattern 的属性值中增加了一个 gz 的后缀，这就表明日志文件要进行压缩了，还可以是 zip 格式。

运行 Demo 后，可以在 gz 目录下看到以下文件：

到此为止，Log4j 2 的基本使用示例就已经完成了。测试环境搞定，我去问一下老板，要不要在生产环境下使用 Log4j 2。

04、日志手册

到此为止，日志系统的全家桶 Log4j、SLF4J、Logback、Log4j 2 都被我搞定了。也就意味着，一份将近 2 万字的 PDF 诞生了!MD，我也要成为肝帝!

有了这份 PDF，硬气地告诉 Leader 或者老板吧，再也不用担心代码中会乱打印日志了。墙都不扶就服你。

地址我贴一下：

链接:https://pan.baidu.com/s/1dPwsQhT5OMVapE7hGi7vww 密码:fxxy

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