一步一步带你熟悉SpringBoot 配置slf4j+logback

川长思鸟来 2024-05-06 21:32 66阅读 0赞

### 前言 ###

对于一个web项目来说，日志框架是必不可少的，日志的记录可以帮助我们在开发以及维护过程中快速的定位错误。相信很多人听说过`slf4j`,`log4j`,`logback`,`JDK Logging`等跟日志框架有关的词语，所以这里也简单介绍下他们之间的关系。

### 关系 ###

首先`slf4j`可以理解为规则的制定者，是一个抽象层，定义了日志相关的接口。`log4j`,`logback`,`JDK Logging`都是`slf4j`的实现层，只是出处不同，当然使用起来也就各有千秋，这里放一张网上的图更明了的解释了他们之间的关系：

![format_png][]

### 为什么使用slf4j+logback ###

我使用这个框架是因为一开始接触的时候就用的这个，后来在网上了解到`slf4j`\+`logback`也确实当下最流行的日志框架，并且自己用着也确实很顺手，也就一直用了下来。

### 在Spring boot中使用slf4j+logback日志框架 ###

#### 添加配置文件 ####

在`Spring boot`使用是非常方便的，不需要我们有什么额外的配置，因为`Spring boot`默认支持的就是`slf4j`\+`logback`的日志框架，想要灵活的定制日志策略，只需要我们在`src/main/resources`下添加配置文件即可，只是默认情况下配置文件的命名需要符合以下规则：

*  logback.xml
 *  logback-spring.xml

> 其中`logback-spring.xml`是官方推荐的，**并且只有使用这种命名规则，才可以配置不同环境使用不同的日志策略这一功能。**

#### 配置文件详解 ####

首先介绍配置文件的关键节点：

框架介绍

`<configuration>`：根节点,有三个属性：

1.  `scan`：当配置文件发生修改时，是否重新加载该配置文件，两个可选值`true` or `false`，默认为`true`。
2.  `scanPeriod`：检测配置文件是否修改的时间周期，当没有给出时间单位时默认单位为毫秒，默认值为一分钟,需要注意的是这个属性只有在`scan`属性值为`true`时才生效。
3.  `debug`：是否打印`loback`内部日志信息，两个可选值`true` or `false`，默认为`false`。

根节点`<configuration>`有三个重要的子节点,正是这三个子节点的不同组合构成配置文件的基本框架，使得`logback.xml`配置文件具备很强的灵活性:

*  `<appender>`：定义日志策略的节点，一个日志策略对应一个`<appender>`，一个配置文件中可以有零个或者多该节点，但一个配置文件如果没有定义至少一个`<appender>`，虽然程序不会报错，但就不会有任何的日志信息输出，也失去了意义，该节点有两个必要的属性：
    
    1.  `name`：指定该节点的名称，方便之后的引用。
    2.  `class`：指定该节点的全限定名，所谓的全限定名就是定义该节点为哪种类型的日志策略，比如我们需要将日志输出到控制台，就需要指定`class`的值为`ch.qos.logback.core.ConsoleAppender`;需要将日志输出到文件，则`class`的值为`ch.qos.logback.core.FileAppender`等。
 *  `<logger>`：用来设置某个包或者类的日志打印级别，并且可以引用`<appender>`绑定日志策略，有三个属性：
    
    1.  `name`：用来指定受此`<logger>`约束的包或者类。
    2.  `level`：可选属性，用来指定日志的输出级别，如果不设置，那么当前`<logger>`会继承上级的级别。
    3.  `additivity`：是否向上级传递输出信息，两个可选值`true` or `false`，默认为`true`。

> 在该节点内可以添加子节点`<appender-ref>`,该节点有一个必填的属性`ref`,值为我们定义的`<appender>`节点的`name`属性的值。

*  `<root>`：根`<logger>`一个特殊的`<logger>`，即默认`name`属性为`root`的`<logger>`，因为是根`<logger>`，所以不存在向上传递一说，故没有`additivity`属性,所以该节点只有一个`level`属性。

介绍了根节点的三个主要的子节点，下面再介绍两个不那么重要但可以了解的子节点：

*  `<contextName>`：设置上下文名称，每个`<logger>`都关联到`<logger>`上下文，默认上下文名称为`default`,但可以使用设置成其他名字，用于区分不同应用程序的记录,一旦设置，不能修改,可以通过 `%contextName` 来打印日志上下文名称，一般来说我们不用这个属性，可有可无。
 *  `<property>`：用来定义变量的节点，定义变量后，可以使`${}`来使用变量,两个属性,当定义了多个`<appender>`的时候还是很有用的：
    
    1.  `name`：变量名
    2.  `value`：变量值

好了，介绍了上边的节点我们就已经可以搭建一个简单的配置文件框架了，如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    
    <configuration>
    
        <contextName>demo</contextName>
        
        
        <property name="log.dir" value="logs"/>
        
    	<property name="log.appname" value="eran"/>
        
        
        <appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
            
        </appender>
        
        
        <appender name="FILE_LOG" class="ch.qos.logback.core.FileAppender">
            
        </appender>
      
        
        <logger name="com.demo" level="INFO"/>
      
        
        <root level="debug">
            <appender-ref ref="STDOUT" />
        </root>
    </configuration>

上面搭建了框架，定义了一个输出到控制台的`ConsoleAppender`以及输出到文件的`FileAppender`，下面来细说这两个最基本的日志策略，并介绍最常用的滚动文件策略的`RollingFileAppender`，这三种类型的日志策略足够我们的日常使用。

输出到控制台的`ConsoleAppender`的介绍：

先给出一个`demo`：

<appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <encoder>
            <pattern>[Eran]%date [%thread %line] %level >> %msg >> %logger{10}%n</pattern>
        </encoder>
    </appender>

`ConsoleAppender`的功能是将日志输出到控制台，有一个`<encoder>`节点用来指定日志的输出格式，在较早以前的版本还有一个`<layout>`节点也是相同的作用，但是官方推荐使用`encoder`节点，所以这里我们介绍`encoder`节点即可。

`<encoder>`节点介绍

该节点主要做两件事：

*  把日志信息转换成字节数组
 *  将字节数组写到输出流

该节点的子节点`<pattern>`作用就是定义日志的格式，即定义一条日志信息包含哪些内容，例如当前时间，在代码中的行数线程名等。需要哪些内容由我们自己定义，按照`%+转换符`的格式定义，下面列出常用的转换符：

*  `%date{}`:输出时间，可以在花括号内指定时间格式，例如-`%data{yyyy-MM-dd HH:mm:ss}`，格式语法和`java.text.SimpleDateFormat`一样，可以简写为`%d{}`的形式，使用默认的格式时可以省略`{}`。
 *  `%logger{}`：日志的logger名称，可以简写为`%c{}`,`%lo{}`的形式，使用默认的参数时可以省略`{}`，可以定义一个整形的参数来控制输出名称的长度，有下面三种情况：
    
    1.  不输入表示输出完整的`<logger>`名称
    2.  输入`0`表示只输出`<logger>`最右边点号之后的字符串
    3.  输入其他数字表示输出小数点最后边点号之前的字符数量
 *  `%thread`：产生日志的线程名，可简写为`%t`
 *  `%line`:当前打印日志的语句在程序中的行号，可简写为`%L`
 *  `%level`：日志级别,可简写为`%le`,`%p`
 *  `%message`：程序员定义的日志打印内容,可简写为`%msg`,`%m`
 *  `%n`：换行,即一条日志信息占一行

介绍了常用的转换符，我们再看看上边的例子中我们定义的格式：

<pattern>[Eran]%date [%thread %line] %level >> %msg >> %logger{10}%n</pattern>

日志的格式一目了然，可以看出我们在最前面加了`[eran]`的字符串，这里是我个人的使用习惯，一般将项目名统一展现在日志前边，而且在每个转换符之间加了空格，这更便于我们查看日志，并且使用了`>>`字符串来将`%msg`分割开来，更便于我们找到日志信息中我们关注的内容，这些东西大家可以自己按照自己的喜好来。

输出到文件的`FileAppender`

先给出一个`demo`：

<appender name="FILE_LOG" class="ch.qos.logback.core.FileAppender">  
        <file>D:/test.log</file>
        <append>true</append>  
        <encoder>  
            <pattern>[Eran]%date [%thread %line] %level >> %msg >> %logger{10}%n</pattern>
        </encoder>
    </appender>

`FileAppender`表示将日志输出到文件，常用几个子节点：

*  `<file>`：定义文件名和路径，可以是相对路径 , 也可以是绝对路径 , 如果路径不存在则会自动创建
 *  `<append>`：两个值`true`和`false`，默认为`true`，表示每次日志输出到文件走追加在原来文件的结尾，`false`则表示清空现存文件
 *  `<encoder>`：和`ConsoleAppender`一样

显而易见，样例中我们的日志策略表示，每次将日志信息追加到`D:/test.log`的文件中。

滚动文件策略`RollingFileAppender`介绍

按时间滚动`TimeBasedRollingPolicy`

`demo`如下：

<appender name="ROL-FILE-LOG" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender"> 
      
      <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
      	<fileNamePattern>D:/logs/test.%d{yyyy-MM-dd}.log</fileNamePattern>
      	
      	<maxHistory>7</maxHistory>
      	
      	<totalSizeCap>1GB</totalSizeCap>
      </rollingPolicy> 
      
      <encoder>
    	<pattern>[Eran]%date [%thread %line] %level >> %msg >> %logger{10}%n</pattern>
      </encoder>
    </appender>

`RollingFileAppender`是非常常用的一种日志类型，表示滚动纪录文件，先将日志记录到指定文件，当符合某种条件时，将日志记录到其他文件,常用的子节点：

*  `<rollingPolicy>`：滚动策略，通过属性`class`来指定使用什么滚动策略，最常用是按时间滚动`TimeBasedRollingPolicy`,即负责滚动也负责触发滚动，有以下常用子节点：
    
    1.  `<fileNamePattern>`：指定日志的路径以及日志文件名的命名规则，一般根据`日志文件名+%d{}.log`来命名，这边日期的格式默认为`yyyy-MM-dd`表示每天生成一个文件，即按天滚动`yyyy-MM`，表示每个月生成一个文件，即按月滚动
    2.  `<maxHistory>`：可选节点，控制保存的日志文件的最大数量，超出数量就删除旧文件，比如设置每天滚动，且`<maxHistory>` 是7，则只保存最近7天的文件，删除之前的旧文件
    3.  `<encoder>`:同上
    4.  `<totalSizeCap>`:这个节点表示设置所有的日志文件最多占的内存大小，当超过我们设置的值时，`logback`就会删除最早创建的那一个日志文件。

以上就是关于`RollingFileAppender`的常用介绍，上面的`demo`的配置也基本满足了我们按照时间滚动`TimeBasedRollingPolicy`生成日志的要求，下面再介绍一种常用的滚动类型`SizeAndTimeBasedRollingPolicy`,即按照时间和大小来滚动。

按时间和大小滚动`SizeAndTimeBasedRollingPolicy`

`demo`如下：

仔细观察上边`demo`中的`<fileNamePattern>`会发现比`TimeBasedRollingPolicy`中定义的`<fileNamePattern>`多了`.%i`的字符，这个很关键，在`SizeAndTimeBasedRollingPolicy`中是必不可少的。

上边的`demo`中多了一个`<maxFileSize>`节点，这里介绍下，其他的节点上边已经解释过，这里就不再赘述。

`<maxFileSize>`：表示单个文件占用的最大内存大小，当某个文件超过这个值，就会触发滚动策略，产生一个新的日志文件。

日志过滤

级别介绍

在说级别过滤之前，先介绍一下日志的级别信息：

*  `TRACE`
 *  `DEBUG`
 *  `INFO`
 *  `WARN`
 *  `ERROR`

上述级别从上到下由低到高，我们开发测试一般输出`DEBUG`级别的日志，生产环境配置只输出`INFO`级别甚至只输出`ERROR`级别的日志，这个根据情况而定，很灵活。

过滤节点`<filter>`介绍

过滤器通常配置在`Appender`中，一个`Appender`可以配置一个或者多个过滤器，有多个过滤器时按照配置顺序依次执行，当然也可以不配置，其实大多数情况下我们都不需要配置，但是有的情况下又必须配置，所以这里也介绍下常用的也是笔者曾经使用过的两种过率机制：级别过滤器`LevelFilter`和临界值过滤器`ThresholdFilter`。

在此之前先说下`<filter>`的概念，首先一个过滤器`<filter>`的所有返回值有三个，每个过滤器都只返回下面中的某一个值：

*  `DENY`:日志将被过滤掉，并且不经过下一个过滤器
 *  `NEUTRAL`:日志将会到下一个过滤器继续过滤
 *  `ACCEPT`：日志被立即处理，不再进入下一个过滤器

级别过滤器`LevelFilter`

过滤条件：只处理`INFO`级别的日志，格式如下：

<filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">   
        <level>INFO</level>   
        <onMatch>ACCEPT</onMatch>   
        <onMismatch>DENY</onMismatch>   
    </filter>

*  `<level>`:日志级别
 *  `<onMatch>`：配置满足过滤条件的处理方式
 *  `<onMismatch>`:配置不满足过滤条件的处理方式

就如上边的`demo`中的配置一样，设置了级别为`INFO`,满足的日志返回`ACCEPT`即立即处理，不满足条件的日志则返回`DENY`即丢弃掉，这样经过这一个过滤器就只有`INFO`级别的日志会被打印出输出。

临界值过滤器`ThresholdFilter`

过滤条件：只处理`INFO`级别之上的日志，格式如下：

当日志级别等于或高于临界值时，过滤器返回`NEUTRAL`,当日志级别低于临界值时，返回`DENY`。

带过滤器的`<Appender>`

下面给出一个带过滤器的`<Appender>`:

<appender name="ROL-SIZE-FILE-LOG" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeAndTimeBasedRollingPolicy">
            <fileNamePattern>D:/logs/test.%d{yyyy-MM-dd}.%i.log</fileNamePattern>
            
            <maxFileSize>100MB</maxFileSize>
            
            <maxHistory>7</maxHistory>
            
            <totalSizeCap>1GB</totalSizeCap>
        </rollingPolicy>
        
        <encoder>
            <pattern>[Eran]%date [%thread %line] %level >> %msg >> %logger{10}%n</pattern>
        </encoder>
        
        
        <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.ThresholdFilter">   
            <level>INFO</level>   
        </filter>
        
        
        <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">   
            <level>INFO</level>   
            <onMatch>ACCEPT</onMatch>   
            <onMismatch>DENY</onMismatch>   
        </filter>
    </appender>

上边的`demo`中,我们给按时间和大小滚动`SizeAndTimeBasedRollingPolicy`的滚动类型加上了过滤条件。

异步写入日志`AsyncAppender`

都知道，我们的日志语句是嵌入在程序内部，如果写入日志以及程序执行的处于一个串行的状态，那么日志的记录就必然会阻碍程序的执行，加长程序的响应时间，无疑是一种极为损耗效率的方式，所以实际的项目中我们的日志记录一般都用异步的方式来记录，这样就和主程序形成一种并行的状态，不会影响我们程序的运行，这也是我们性能调优需要注意的一个点。

> AsyncAppender并不处理日志，只是将日志缓冲到一个BlockingQueue里面去，并在内部创建一个工作线程从队列头部获取日志，之后将获取的日志循环记录到附加的其他appender上去，从而达到不阻塞主线程的效果。因此AsynAppender仅仅充当事件转发器，必须引用另一个appender来写日志。

常用节点：

*  `<discardingThreshold>`:默认情况下，当`BlockingQueue`还有`20%`容量，他将丢弃`TRACE`、`DEBUG`和`INFO`级别的日志，只保留`WARN`和`ERROR`级别的日志。为了保持所有的日志，设置该值为`0`。
 *  `<queueSize>`:`BlockingQueue`的最大容量，默认情况下，大小为`256`。
 *  `<appender-ref>`:添加附加的`<appender>`,最多只能添加一个

`<logger>`和`<root>`节点介绍

上边花费了很长的篇幅介绍了`<appender>`的相关内容，现在来详细介绍下`<logger>`节点以及`<root>`节点的相关内容。

上文已经简单介绍了`<logger>`节点的属性以及子节点，这里我们就举例来说明在`logback-spring.xml`文件中，该节点到底扮演怎样的角色，以及他的运行原理，看下边的`demo`：

首先在这里给出项目结构：

![format_png 1][]

下面定义两个`<logger>`以及`<root>`：

<logger name="com.example" level="ERROR">
    	<appender-ref ref="STDOUT" />
    </logger>
    
    
    <logger name="com.example.demo.controller" level="debug">
    	<appender-ref ref="STDOUT" />
    </logger>
    
    
    <root level="INFO">
        <appender-ref ref="STDOUT" />
    </root>

当存在多个`<logger>`时，会有父级子级的概念，日志的处理流程是先子级再父级，当然`<root>`是最高级别，怎样区分级别大小呢，根据`name`属性指定的包名来判断，包名级别越高则`<logger>`的级别越高，跟我们定义`<logger>`的顺序无关。

上边我们定义了`logger1`和`logger2`，很明显看出`logger1`是`logger2`的父级，以本例给出多个`<logger>`与`<root>`之间的执行流程图：

![format_png 2][]

流程图看着一目了然，这里就不再赘述，只是在实际的项目中我们一般都不让`<logger>`输出日志，统一放在`<root>`节点中输出，所以一般不给`<logger>`节点添加`<appender>`，当然这个按实际需要可以灵活配置。

配置`profile`

`profile`即根据不同的环境使用不同的日志策略，这里举例开发和生产环境：

<springProfile  name="dev">
        <root level="INFO">
            <appender-ref ref="STDOUT" />
        </root>
    </springProfile>
    
    
    <springProfile  name="prod">
        <root level="INFO">
            <appender-ref ref="FILE_LOG" />
        </root>
    </springProfile>

可以看到我们只需要在`<root>`节点的外边再套一层`<springProfile>`就可以了，并且指定`name`属性的值，在配置文件里边配置好之后,怎么启用，这里介绍两种方式：

1.  执行`jar`包时添加参数：

java -jar xxx.jar --spring.profiles.active=prod

1.  在项目的`application.properties`配置文件中添加：

spring.profiles.active=prod

整合

最后将所有的模块整合在一起形成一个完整的配置文件：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <configuration>    
        
        <appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
            <encoder>
                <pattern>[%contextName]%date [%thread %line] %level >> %msg >> %logger{10}%n</pattern>
            </encoder>
        </appender> 
        
        
        <appender name="FILE_LOG" class="ch.qos.logback.core.FileAppender">  
            <file>D:/test.log</file>
            <append>true</append>  
            <encoder>  
                <pattern>[Eran]%date [%thread %line] %level >> %msg >> %logger{10}%n</pattern>
            </encoder>
        </appender>  
        
        
        <appender name="ROL-FILE-LOG" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender"> 
          
          <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
          	<fileNamePattern>D:/logs/test.%d{yyyy-MM-dd}.log</fileNamePattern>
          	
          	<maxHistory>7</maxHistory>
          	
          	<totalSizeCap>1GB</totalSizeCap>
          </rollingPolicy> 
          
          <encoder>
        	<pattern>[Eran]%date [%thread %line] %level >> %msg >> %logger{10}%n</pattern>
          </encoder>
        </appender>
        
        
        <appender name="ROL-SIZE-FILE-LOG" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
            <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeAndTimeBasedRollingPolicy">
                <fileNamePattern>D:/logs/test.%d{yyyy-MM-dd}.%i.log</fileNamePattern>
                
                <maxFileSize>100MB</maxFileSize>
                
                <maxHistory>7</maxHistory>
                
                <totalSizeCap>1GB</totalSizeCap>
            </rollingPolicy>
            
            <encoder>
                <pattern>[Eran]%date [%thread %line] %level >> %msg >> %logger{10}%n</pattern>
            </encoder>
            
            
            <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.ThresholdFilter">   
                <level>INFO</level>   
            </filter>
            
            
            <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">   
                <level>INFO</level>   
                <onMatch>ACCEPT</onMatch>   
                <onMismatch>DENY</onMismatch>   
            </filter>
        </appender>
        
        
        <appender name ="ASYNC" class= "ch.qos.logback.classic.AsyncAppender">  
              
            <discardingThreshold >0</discardingThreshold>  
              
            <queueSize>512</queueSize>  
              
            <appender-ref ref ="FILE_LOG"/>
        </appender>
        
        
        
        <logger name="com.example" level="DEBUG"></logger>
        
        
        
        <springProfile  name="dev">
            <root level="DEBUG">
                <appender-ref ref="STDOUT" />
            </root>
        </springProfile>
        
        
        <springProfile  name="prod">
            <root level="INFO">
                <appender-ref ref="ASYNC" />
            </root>
        </springProfile>
    </configuration>

#### 代码中使用 ####

终于到最后一步了，上边介绍了怎么配置`logback-spring.xml`配置文件，下面介绍怎么在项目中引入日志对象，以及怎么使用它输出日志，直接上代码：

package com.example.demo.controller;
    
    import org.slf4j.Logger;
    import org.slf4j.LoggerFactory;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
    
    
    @RestController
    public class TestLog {
    
    	private final static Logger log = LoggerFactory.getLogger(TestLog.class);
    	
    	
    	@RequestMapping(value="/log",method=RequestMethod.GET)
    	public void testLog() {
    		log.trace("trace级别的日志");
    		log.debug("debug级别日志");
    		log.info("info级别日志");
    		log.warn("warn级别的日志");
    		log.error("error级别日志");
    	}
    }

在每一个需要使用日志对象的方法里边都要定义一次`private final static Logger log = LoggerFactory.getLogger(xxx.class);`其中`xxx`代指当前类名，如果觉得这样很麻烦，也可以通过`@Slf4j`注解的方式注入，但是这种方式需要添加`pom`依赖并且需要安装`lombok`插件，这里就不概述了，需要了解的朋友可以自己`google`。

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