本文来写说下logback-spring.xml相关的知识与概念

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概述

对于xml日志文件的配置，大多数人第一次接触时有一种望而生畏的感觉，其实如果仔细分析，会发现核心的部分只有三个元素：appender、logger、root。

通过上图我们可以清晰的了解整个xml文件的元素及功能。

其中configuration是根元素，必须的；logger和root可视为同一类，都是日志组件；logger定义日志从哪里（包）获取以及级别；appender配置日志格式、如何过滤、文件处理等。property和contextName元素，分别用来定义变量和应用上下文名称，非必须。

先通过一个简单的日志模板，从视觉上感受一下：

<configuration>
  <appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
    <encoder>
      <pattern>%d{HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %
      logger{36} - %msg%n</pattern>
    </encoder>
  </appender>
  <logger name="chapters.configuration" level="INFO"/>
  <root level="DEBUG">          
    <appender-ref ref="STDOUT" />
  </root>  
</configuration>

上述实例定义了控制台输出debug级别日志的配置。下面对相关的元素进行逐一讲解。

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configuration元素

logback.xml配置文件的基本结构可以描述为configuration元素，包含零个或多个appender元素，后跟零个或多个logger元素，后跟最多一个root元素(也可以没有)。

根元素configuration有三个属性：

• debug：默认为false，若设置为true，则打印出logback内部日志信息。
• scan：默认值为true，若设置为true，配置文件如果发生改变，将会被重新加载。
• scanPeriod：与scan配合使用，当scan为true时，此属性生效，默认的时间间隔为1分钟，设置监测配置文件是否有修改的时间间隔，如果没有给出时间单位，默认单位是毫秒。如可以设置为scanPeriod="30 seconds"每30秒检测一次。

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定义上下文名称

contextName元素，每一个日志组件（logger）都会关联到日志上下文，默认上下文名称是’default’，用于标识应用，如果多个应用输出到同一个地方，就有必要使用%contextName来区别。

上线文的配置直接在configuration元素下：

<configuration>
    <contextName>HelloWorld-log</contextName>
</configuration>

经过定义之后，在其他property属性或appender中便可通过“%contextName”来获取和使用该上下文名称了。

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定义变量

通过property元素可定义变量。它有name和value两个属性。变量可以使“${name}”来使用变量。作用类似于代码中的常量字符串，定义之后公共地方便可以统一使用。如日志文件名称前缀、日志路径、日志输出格式等。

<configuration>
    <property name="log.path" value="./log" />
</configuration>

上面便是定义了日志的根路径的变量。

如果是在Spring或SpringBoot项目当中，想让value值是通过配置文件获取，可使用springProperty来定义。

<springProperty scope="context" name="log.path" 
source="catalina.base"/>

其中source指定的catalina.base便是在application.properties当中配置变量。此配置还是比较常用的，可以做到灵活区分环境。

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appender组件

appender组件用来定义日志输出格式，日志如何过滤以及日志文件的处理。appender的结构如下：

appender的属性有name和class。name指定appender名称，后面使用该appender是也是通过名称来指定。

class属性指定要实例化的appender类的完全限定名称。appender类默认有以下几种：

• ConsoleAppender：日志输出到控制台，类名ch.qos.logback.core.ConsoleAppender。
• FileAppender：日志输入到文件，类名ch.qos.logback.core.FileAppender。
• RollingFileAppender：滚动记录文件，FileAppender的子类，当符合条件（大小、时间），日志进行切分处理。类名：ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender。

appender元素可以包含零个或一个layout元素，零个或多个encoder元素以及零个或多个filter元素。

实战中ConsoleAppender及RollingFileAppender使用较多，若需要自定义如把日志输出到消息队列，可以自定义实现AppenderBase接口。

ConsoleAppender上面已经有示例，主要作用就是将日志输出到控制台，并通过pattern元素指定了输出的格式。下面重点看一下RollingFileAppender的配置。

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RollingFileAppender配置

RollingFileAppender是FileAppender的子类，扩展了FileAppender，具有翻转日志文件的功能。

例如，RollingFileAppender可以记录到名为log.txt文件的文件，并且一旦满足某个条件，就将其日志记录目标更改为另一个文件。

RollingFileAppender通常包括File、filter，rollingPolicy，encoder和layout元素。

encoder用来指定日志的输出格式及编码等：

<!-- 文件输出日志格式 -->
<property name="FILE_LOG_PATTERN" value="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} 
%contextName [%thread] %-5level %logger{36} - %msg%n" />
<appender>
    <!--日志文件输出格式-->
    <encoder>
        <pattern>${FILE_LOG_PATTERN}</pattern>
        <charset class="java.nio.charset.Charset">UTF-8</charset>
    </encoder>
</appender>

file元素用来配置日志的路径和名称，一般把路径和文件名前缀定义到变量(property中)。

<encoder>
    <!-- 正在记录的日志文件的路径及文件名 -->
    <file>${log.path}/log_error.log</file>
</appender>

${log.path}获取的便是前面属性中定义的变量。

appender中可以有多个filter元素，比如用ThresholdFilter来过滤低于指定临界值的日志；用LevelFilter来过滤日志级别。以LevelFilter为例：

<!-- 过滤器，只记录debug级别的日志 -->
<filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">
    <level>DEBUG</level>
    <OnMismatch>DENY</OnMismatch>
    <OnMatch>ACCEPT</OnMatch>
</filter>

其中level指定日志级别，onMath指定符合过滤条件的操作接收（ACCEPT），onMismatch指定不符合条件的拒绝（DENY）。

如果需要将不同级别的日志输出到不同的日志文件，那么就需要配置多个filter，每个filter像上面一样指定level级别：DEBUG，INFO，WARN和ERROR。

通常情况下，日志输出会配置三个，一个控制台输出用于开发阶段；一个INFO及以上级别的日志输出，可追踪相应的生产日志；一个单独ERROR级别的日志输出，方便快速检查出异常日志。

rollingPolicy用于配置滚动策略，支持TimeBasedRollingPolicy、SizeAndTimeBasedRollingPolicy、FixedWindowRollingPolicy、SizeBasedTriggeringPolicy。

分别是基于时间滚动、基于大小和时间滚动、固定窗口滚动和大小触发。其中FixedWindowRollingPolicy一般和SizeBasedTriggeringPolicy同时使用。下面以TimeBasedRollingPolicy为例，以天为单位输出日志，每天一个日志。

<rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
    <!-- 日志输出格式 -->
    <fileNamePattern>${log.path}/debug.%d{yyyy-MM-dd}.log</fileNamePattern>
    <!-- 日志保留天数 -->
    <maxHistory>30</maxHistory>
</rollingPolicy>

fileNamePattern指定日志的路径及名称，此处是按日期输出，即%d{yyyy-MM-dd}格式。maxHistory表示日志最多保留天数，存活超过30天的日志会被删除。

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logger配置

logger用来设置某一个类或者某个包的日志输出级别、以及关联的appender。

logger包含三个属性：

• name：要输出日志的包名或者类名，比如com.secbro2。必选项。
• level：设置日志级别，允许一个不区分大小写的字符串值TRACE，DEBUG，INFO，WARN，ERROR，ALL或OFF。如果未设置，则logger会向上继承最近一个非空级别。可选项。
• additivity：是否将日志向上级传递，默认为 true。可选项。

logger通过1个或多个子节点appender-ref来控制日志的输出。

<logger name="org.springframework" level="WARN"/>
<logger name="com" level="debug" />

上面示例表示org.springframework包下的日志以warn级别输出，com包下的日志以debug级别输出。

<logger name="com.secbro2" level="info" additivity="true">
    <appender-ref ref="CONSOLE" />
</logger>

上面的示例对指定包指定appender进行日志控制，由于设置了info级别，additivity为true，而且关联CONSOLE的appender，因此info以上级别的日志会输出到控制台。

同时会把日志上传到父级，即root。若root也有配置CONSOLE的输出的话，会在控制台输出两次。additivity为false，则不会。

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root配置

root元素配置根记录器。它是一个特殊的logger，是所有logger的根节点，只有一个属性level，默认为DEBUG 。

<root level="info">
    <appender-ref ref="CONSOLE" />
    <appender-ref ref="LOGSTASH" />
    <appender-ref ref="INFO_FILE" />
    <appender-ref ref="ERROR_FILE" />
</root>

level属性的值可以是不区分大小写的字符串TRACE，DEBUG，INFO，WARN，ERROR，ALL或OFF之一。root元素可以包含零个或多个appender-ref元素；被引用的每个appender都被添加到根记录器中。

如果是基于SpringBoot项目，针对不同环境（profile）有不同的日志输出，比如开发（dev）环境只输出CONSOLE的，生产环境（prod）只输入info和error，那则可用到Spring支持的profile机制。对应的元素为springProfile。

profile的值与springboot中配置文件的spring.profiles.active值进行对照。

<!-- 开发环境 -->
<springProfile name="dev">
    <logger name="com" level="debug" />
    <root level="info">
        <appender-ref ref="CONSOLE" />
    </root>
</springProfile>
<!-- 测试环境+生产环境 -->
<springProfile name="test,prod">
    <logger name="com" level="info" />
    <root level="info">
        <appender-ref ref="INFO_FILE" />
        <appender-ref ref="ERROR_FILE" />
    </root>
</springProfile>

当引入了springProfile，我们可以看到root元素可以出现多次了，但还是保证了一个环境只有一个root元素的要求。springProfile的name对应spring.profiles.active的值，多个值用逗号分隔。

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ELK的配置

如果项目中的日志采用的是基于ELK（Elasticsearch，Logstash，Kibana三个开源软件的缩写）来进行日志管理。则可以在pom文件中引入logstash-logback-encoder依赖。

<dependency>
    <groupId>net.logstash.logback</groupId>
    <artifactId>logstash-logback-encoder</artifactId>
    <version>5.1</version>
</dependency>

然后在logback-spring.xml中配置对应的appender：

<appender name="LOGSTASH" class="net.logstash.logback.appender.LogstashTcpSocketAppender">
    <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.ThresholdFilter">
        <level>debug</level>
    </filter>
    <destination>192.168.0.11:5061</destination>
    <encoder charset="UTF-8" class="net.logstash.logback.encoder.LogstashEncoder">
        <customFields>{"project": "springboot-logback-elk"}</customFields>
    </encoder>
</appender>

该appender的使用与其他appender的使用无异。主要使用了LogstashTcpSocketAppender类来完成与Logstash的通信。其中destination为Logstash提供的服务地址。customFields为自定义的参数，便于Logstash识别日志是从哪个业务系统传输过来的。

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输出logback状态数据

某些时候为了了解logback配置文件加载情况，配置中对应的appender、logger的装载情况等，我们需要启用logback状态数据的输出。这也是logback官网强烈推荐的，可以帮助我们排除诊断一些问题。

启用状态数据输出有两种方式：

• 在根元素(configuration) 中设置属性debug=“true”。
• 添加元素(statusListener)，class使用OnConsoleStatusListener。如下：

<!-- 输出logback的本身状态数据 -->
<statusListener class="ch.qos.logback.core.status.OnConsoleStatusListener" />

两种方式选其一即可。第一种方式的debug与配置文件中的日志级别没有关系，只用于表示输出状态数据。

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异步输出日志

前面讲到的appender，日志输出到文件是同步输出的，即每次输出都会直接写IO到磁盘文件。对于高并发的应用，会产生一定的阻塞，造成不必要的性能损耗。

logback提供了日志异步输出的AsyncAppender。处理方式也很简单，添加一个基于异步写日志的appender，并指向原配置的appender即可：

<!-- 异步输出 -->
<appender name="ASYNCDEBUG" class="ch.qos.logback.classic.AsyncAppender">
    <!-- 默认如果队列的80%已满,则会丢弃TRACT、DEBUG、INFO级别的日志，若要保留全部日志，设置为0 -->
    <discardingThreshold>0</discardingThreshold>
    <!-- 更改默认的队列的深度,该值会影响性能.默认值为256 -->
    <queueSize>1024</queueSize>
    <!-- 添加附加的appender,最多只能添加一个 -->
    <appender-ref ref="DEBUGFILE"/>
    <includeCallerData>true</includeCallerData>
</appender>

<!-- 异步输出关联到root -->
<root level="DEBUG">
    <appender-ref ref="STDOUT"/>
    <appender-ref ref="ASYNCDEBUG" />
    //...
</root>

AsyncAppender的实现原理是通过阻塞队列(BlockingQueue)来避免日志直接输出到文件，先把日志事件输出到BlockingQueue中，然后启动一个新的worker线程，主线程不阻塞，worker线程则从队列中获取需要写的日志，异步输出到对应的位置。

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代码中的日志格式

在日常使用日志时，可以通过最开始的示例定义Logger对象，然后调用其对应级别的日志输出。当然，如果采用Lombok的情况下，可直接类上使用@Slf4j注解来自动注入log属性，不用再声明：

private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(LogbackController.class);

替换为：

@Slf4j
@RestController
public class LogbackController {

}

其他内容不变。

而在日志输出格式也有多种，其中最不可取的形式是如下模式的日志输出：

Object entry = new SomeObject(); 
logger.debug("The entry is " + entry);

这种模式会导致即使采用info基本输出，debug中的对象toString和字符串拼装依旧会处理。建议采用如下模式输出：

Object entry = new SomeObject(); 
logger.debug("The entry is {}.", entry);

此时，如果日志输出级别为info，则不会处理对象的toString和字符串的拼接。

logback作者进行测试得出：第一种和第二种写法输出结果相同。但在禁用日志记录语句的情况下，第二种将比第一种写法优于至少30倍。

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本文小结

到此，关于logback日志框架的讲解告一段落，如果你还想了解更多底层原理和一些表达式，建议看一下官方的手册，虽然是英文的，但还是比较全面的。

本文用巨大篇幅，描述了logback日志常见的使用场景，想必读到此处时，原来在那复杂的日志配置文件已经变得十分简单吧。赶快尝试一下吧。用了两天写完这篇文章，多多支持，你懂得该怎么做的。