java日志框架简介

文章目录

    • 概要
    • 常用日志框架
        • 常见框架有以下：
        • slf4j StaticLoggerBinder绑定过程（slf4j-api-1.7.32 ）
        • JCL 运行时动态查找过程：（commons-logging-1.2）
        • 使用桥接修改具体日志实现
    • 一行日志的打印过程
    • 开源框架日志模块
        • Spring && Springboot
        • Mybatis

概要

文章简要梳理java常见日志框架，学习其背景和实现，通过阅读文章可以掌握如下知识点：
1、学习目前常用日志接口和实现框架，了解其功能作用实现原理。
2、掌握slf4j和logback的日志组合框架，debug跟踪一行日志的打印流程。
3、学习日常开发框架如Spring, Mybatis，了解大佬是如何实现日志模块。

常用日志框架

一、日志框架主要分为两类，日志门面接口和日志具体实现。

  1. 日志门面接口，如JCL 和 slf4j
    1）应用面向接口编程，接口不易变动。
    2）面向接口，可以通过绑定或桥接切换不同日志系统实现。
  2. 日志具体实现，如log4j JUL logback log4j2等。
    1）专注于实现日志打印功能实现。
    2）提供各种日志配置和功能特性。
常见框架有以下：
框架功能描述
log4j实现Apache 早期开源日志框架
JUL
java.util.logging		实现Sun官方自带日志框架，JDK1.4引入
JCL
Apache Commons Logging		接口Apache 的日志门面，可以切换log4j或JUL具体日志实现
slf4j-api接口简单java日志接口，日志门面，简单易用
logback实现高性能日志实现框架，包含一下模块:
logback-core：基础模块
logback-classic：日志实现模块
log4j2实现Apache 的开源日志框架，性能优化版本
slf4j-jcl
slf4j-jdk14
slf4j-log412		绑定slf4j-api具体绑定实现
jcl-over-slf4j
jul-to-slf4j
log4j-over-slf4j		桥接其他日志框架slf4j-api具体绑定实现

日志分层可参考如下图：
日志分层
绑定查找具体实现过程：

slf4j StaticLoggerBinder绑定过程（slf4j-api-1.7.32 ）
  1. 如果未初始化，执行初始化：LoggerFactory#performInitialization。
  2. 扫描类文件：org/slf4j/impl/StaticLoggerBinder.class，报告不存在类或存在多个类歧义。
  3. 由具体实现框架提logback-classic提供StaticLoggerBinder，触发其静态绑定。

TIP：sl4j-api 2.x版本使用SPI org.slf4j.spi.SLF4JServiceProvider，
logback提供service实现 ch.qos.logback.classic.spi.LogbackServiceProvider

JCL 运行时动态查找过程：（commons-logging-1.2）
  1. System.getProperty读org.apache.commons.logging.LogFactory
  2. 读META-INF/services/org.apache.commons.logging.LogFactory
  3. 读取类路径下commons-logging.properties，key=org.apache.commons.logging.LogFactory
  4. 使用默认实现org.apache.commons.logging.impl.LogFactoryImpl，按下面顺序获取Logger：
    Log4JLogger
    Jdk14Logger
    Jdk13LumberjackLogger
    SimpleLog
使用桥接修改具体日志实现

如果项目依赖第三包已经其他日志框架接口，那么这时候如何规范化统一日志实现，这时候可以使用桥接：
桥接

一行日志的打印过程

下面介绍一行日志的打印过程，以目前市面常见搭配组合slf4j-api-1.7.32 logback-classic-1.2.12为例，代码只展示部分关键源码：
1、LoggerFactory#getLogger(Class<?> clazz)，
获取指定名称Logger。

public static Logger getLogger(String name) {
     ILoggerFactory iLoggerFactory = getILoggerFactory();
     return iLoggerFactory.getLogger(name);
}

2、LoggerFactory#getILoggerFactory,
获取日志工厂LoggerFactory，如果未初始化则执行performInitialization完成日志实现绑定。

public static ILoggerFactory getILoggerFactory() {
     if (INITIALIZATION_STATE == UNINITIALIZED) {
         synchronized (LoggerFactory.class) {
             if (INITIALIZATION_STATE == UNINITIALIZED) {
                 INITIALIZATION_STATE = ONGOING_INITIALIZATION;
                 performInitialization();
             }
         }
     }
     ……
 }

3、LoggerFactory#bind，
绑定到具体日志实现，扫描类路径资源文件org/slf4j/impl/StaticLoggerBinder.class，加载完成绑定。

private final static void bind() {
     staticLoggerBinderPathSet = findPossibleStaticLoggerBinderPathSet();
     reportMultipleBindingAmbiguity(staticLoggerBinderPathSet);
     ……
}

4、StaticLoggerBinder.getSingleton().getLoggerFactory()，
具体日志实现绑定初始化，如绑定到logback的StaticLoggerBinder，调用logback实现类StaticLoggerBinder#init->ContextInitializer#autoConfig,实现具体绑定类初始化。
logback ContextInitializer配置
1）ContextInitializer#configureByResource，按顺序检查如下配置文件logback-test.xml，logback.groovy，logback.xml，则存在使用配置文件。
2）SPI 加载是否指定Configurator配置实现，是则使用该配置实现。
3）如果上述都没有，则使用默认配置实现BasicConfigurator。

public ILoggerFactory getLoggerFactory() {
        public void autoConfig() throws JoranException {
        StatusListenerConfigHelper.installIfAsked(loggerContext);
        URL url = findURLOfDefaultConfigurationFile(true);
        if (url != null) {
            configureByResource(url);
        } else {
            Configurator c = EnvUtil.loadFromServiceLoader(Configurator.class);
            if (c != null) {
                try {
                    c.setContext(loggerContext);
                    c.configure(loggerContext);
                } catch (Exception e) {
                    throw new LogbackException(String.format("Failed to initialize Configurator: %s using ServiceLoader", c != null ? c.getClass()
                                    .getCanonicalName() : "null"), e);
                }
            } else {
                BasicConfigurator basicConfigurator = new BasicConfigurator();
                basicConfigurator.setContext(loggerContext);
                basicConfigurator.configure(loggerContext);
            }
        }
    }
}

5、LoggerContext#getLogger，
获取指定名称logger。

public final Logger getLogger(final String name) {
	……
	synchronized (logger) {
        childLogger = logger.getChildByName(childName);
        if (childLogger == null) {
            childLogger = logger.createChildByName(childName);
            loggerCache.put(childName, childLogger);
            incSize();
        }
    }
	……
}

6、Logger#info，
具体一行日志打印，以Info级别日志打印为例：

  1. 全局过滤器 TurboFilter判断是否打印
    2）构建LoggingEvent，将日志事件投递给Appender#doAppend
    3）调用Appender配置过滤Filter判断是否打印
    4）交给具体Appender完成日志事件处理，实现有：
    控制台ConsoleAppender
    文件FileAppender
    归档文件RollingFileAppender
    异步AsyncAppender
    数据库DBAppender
    等等。
private void filterAndLog_0_Or3Plus(final String localFQCN, final Marker marker, final Level level, final String msg, final Object[] params,
                    final Throwable t) {

    final FilterReply decision = loggerContext.getTurboFilterChainDecision_0_3OrMore(marker, this, level, msg, params, t);

    if (decision == FilterReply.NEUTRAL) {
        if (effectiveLevelInt > level.levelInt) {
            return;
        }
    } else if (decision == FilterReply.DENY) {
        return;
    }

    buildLoggingEventAndAppend(localFQCN, marker, level, msg, params, t);
}

其他日志打印格式化相关：
Appender
Encoder
Layout

开源框架日志模块

Spring && Springboot

Spring使用JCL门面，如果不引入commons-logging或其他实现jar。按上面描述会使用JDK自带JUL作为日志实现。

Springboot提供logging的starter。
spring-boot-starter-logging， 默认使用logback实现，桥接了log4j和JUL到slf4j。

TIP: 如果项目有引入commons-logging, 还需要手动引入桥接 jcl-over-slf4j

<dependencies>
    <dependency>
      <groupId>ch.qos.logback</groupId>
      <artifactId>logback-classic</artifactId>
      <version>1.2.3</version>
      <scope>compile</scope>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
      <artifactId>log4j-to-slf4j</artifactId>
      <version>2.13.3</version>
      <scope>compile</scope>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.slf4j</groupId>
      <artifactId>jul-to-slf4j</artifactId>
      <version>1.7.30</version>
      <scope>compile</scope>
    </dependency>
  </dependencies>

Springboot框架日志初始化流程如下：
1、监听Spring容器生命周期
在这里插入图片描述
2）LoggingSystem#get，加载具体日志系统实现，默认按如下优先级：
在这里插入图片描述
3）日志系统切入Springboot应用生命周期
监听ApplicationStartingEvent，触发LoggingSystem#beforeInitialize
监听ApplicationEnvironmentPreparedEvent，触发LoggingSystem#initialize
监听onApplicationPreparedEvent，注册日志系统相关单例bean到Spring容器
监听ContextClosedEvent/onApplicationFailedEvent， 日志系统清理

Mybatis

Mybatis对常见日志框架包装一层，使用自定义日志接口，通过配置或默认规则设置具体日志实现框架：
mybatis日志模块
1）尝试加载实现，按如下顺序优先级加载。
在这里插入图片描述

2）如果通过配置指定具体实现，则使用具体实现。

Class<? extends Log> logImpl = (Class<? extends Log>)resolveClass(props.getProperty("logImpl"));
configuration.setLogImpl(logImpl);

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