日志架构详解：Logger、Appender与Layouts-优快云博客

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本文详细介绍了日志架构，包括Logger、Appender和Layouts的职责，以及过滤器Filters的概念。日志级别通常包括Fatal、Error、Warn、Info和Debug。文章还探讨了日志框架之间的联系，如slf4j和commons-logging作为日志门面，以及它们如何绑定到具体的日志实现，如log4j和logback。

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日志

1. 日志架构

日志一般构建在三个主要的类分为Logger、Appender、Layouts，再加一个过滤器Filters

三者之间的关系：

Logger (日志记录器)

被称为记录器，应用程序通过获取Logger对象，调用其API来来发布日志信息。Logger 通常时应用程序访问日志系统的入口程序。

Logger可以通过一下两个方法获取，
```
//JUL为例
//直接获取日志记录器
Logger logger = Logger.getLogger(String.valueOf(getClass()));
//根据日志记录器工厂获取Logger
Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());
```

Appender (日志输出目的地)

也被称为 Handlers (处理器)，每个Logger都会关联一组Handlers，Logger会将日志交给关联 Handlers处理，由Handlers负责将日志做记录。Handlers在此是一个抽象，其具体的实现决定了日志记录的位置可以是控制台、文件、网络上的其他日志服务或操作系统日志等。

Appender的类别有：Console(控制台)、File(文件)、JDBC(数据库)、JMS等等。

//JUL为例
//关闭系统默认配置
logger.setUseParentHandlers(false);

//把日志输出到控制台
// a. 创建handler处理对象
ConsoleHandler consoleHandler = new ConsoleHandler();
// b. 设置日志输出位置
logger.addHandler(consoleHandler);


//把日志输出到文件
// a. 创建handler对象
FileHandler fileHandler = new FileHandler("D:\\test.log");
// b. 设置日志输出位置
logger.addHandler(fileHandler);

// e. 设置日志级别
logger.setLevel(Level.ALL);
consoleHandler.setLevel(Level.ALL);

  //还有其他的日志输出目的地，以log4j为例
  //将日志信息输出到一个日志文件，并且每天输出到一个新的日志文件。
  org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender
  //将日志信息输出到一个日志文件，并且指定文件的尺寸，当文件大小达到指定尺寸时，会自动把文件改名，同时产生一个新的文件。
  org.apache.log4j.RollingFileAppender
  //将日志信息以流格式发送到任意指定地方。
  org.apache.log4j.WriteAppender
  //通过JDBC把日志信息输出到数据库中。
  org.apache.log4j.jdbc.JDBCAppender

Layouts (日志格式化)

也被称为Formatters (格式化器)，它负责对日志事件中的数据进行转换和格式化。Layouts决定了数据在一条日志记录中的最终形式。
- SimpleFormatter：写简短的“人类可读”日志记录摘要。
- XMLFormatter：写入详细的XML结构信息。
```
// c.创建formatter对象    
SimpleFormatter simpleFormatter = new SimpleFormatter(); 
```
Filters （过滤器）

根据所要记录的信息进行指定的过滤，或者根据日志级别过滤掉低级别的日志。

常用的过滤器在框架内部基本都有实现，但是不尽相同。后面会根据不同的日志框架进行详细的讲解。

2. 日志级别

可能每个框架的日志隔离级别不尽相同，但是大多可能表示不同，含义相同，一下是以logback为例的日志级别。

日志级别	说明
OFF	关闭：最高级别，不打印日志。
Fatal	致命：指明非常严重的可能会导致应用终止执行错误事件。
Error	错误：指明错误事件，但应用可能还能继续运行。
Warn	警告：指明可能潜在的危险状况。
Info	信息：指明描述信息，从粗粒度上描述了应用运行过程。
Debug	调试：指明细致的事件信息，对调试应用最有用。
Trace	跟踪：指明程序运行轨迹，比DEBUG级别的粒度更细。
All	所有：所有日志级别，包括定制级别。

//日志优先级别标准顺序为
ALL < TRACE < DEBUG < INFO < WARN < ERROR < FATAL < OFF

一般开发中常用的日志级别有四个分别为： Fatal、Error、Warn、Info、Debug

3. 日志框架之间的联系

日志架构之间的关系

日志架构主要包括日志门面和具体实现：

日志门面：统一抽象出来的一些接口
日志实现：定制了自己的日志 API ，并且有相应的具体实现

下图就是日志门面与日志之间的一些关系

如下图所示日志门面slf4j使用日志绑定包进行绑定具体的日志实现，一次来完成日志文件的记录。

在这里插入图片描述

日志门面

目前用于实现日志统一的框架 commons-logging、slf4j ，遵循面向接口编程的原则，这两大框架可以让用户在程序运行期间去选择具体的日志实现系统（log4j1\log4j2\logback等）来记录日志，是统一抽象出来的一些接口。

1. slf4j

从官网的描述看，slf4j只是一种日志的门面和日志抽象框架，而java.util.logging,log4j,logback都是slf4j抽象框架的具体实现，只要调用slf4j的API就可以集成任何的实现框架在一起。

SLF4J编译时静态绑定真正的Log库。使用SLF4J时，如果你需要使用某一种日志实现，那么你必须选择正确的SLF4J的jar包的集合（使用各种桥接包或者绑定包）。静态绑定性能优于采用运行时搜寻的方式。

优点：1、更好的可读性；

2、提高性能。

//SLF4J支持了占位符的日志记录、 提高了日志记录的性能
logger.info("my name is {}", "medusar");

2. commons-logging (JCL)

是apache最早提供的日志的门面接口。它的主要作用是提供一个日志门面，使用者可以使用不同的日志实现。用户可以自由选择第三方的日志组件作为具体实现，像log4j，或者jdk自带的logging， common-logging会通过动态查找的机制，在程序运行时自动找出真正使用的日志库。common-logging内部有一个Simple logger的简单实现，但是功能很弱。

JCL的原理是在运行时，动态查找日志框架实现，并为具体的日志框架实现提供适配器，将其转为JCL的接口。于是程序中可以统一使用JCL接口，并轻松切换日志框架实现。JCL内部有一个Simple logger的简单实现，但是功能很弱。

日志门面的实现

首先目前的日志框架有JDK自带的logging，log4j、logback ，这些框架都自己定制了日志 API ，并且有相应的实现

1. logging (JUL)

Java内部自带的日志工具，java.util.logging包下的各个类提供了原生的日志记录和输出支持。

API并不完善，对开发者不是很友好，而且对于日志的级别分类也不是很清晰，但是简单易上手，可以用在控制台进行查看日志记录

2. log4j

经典的一种日志解决方案。内部把日志系统抽象封装成Logger 、appender 、pattern等实现。我们可以通过配置文件轻松的实现日志系统的管理和多样化配置。pache的一个开放源代码项目，通过使用Log4j，我们可以控制日志信息输送的目的地是控制台、文件、GUI组件、甚至是套接口服务器、NT的事件记录器、UNIXSyslog守护进程等；用户也可以控制每一条日志的输出格式；通过定义每一条日志信息的级别，用户能够更加细致地控制日志的生成过程。这些可以通过一个配置文件来灵活地进行配置，而不需要修改程序代码。

使用Log4j，我们可以控制日志信息输送的目的地是控制台、文件、数据库等；我们也可以控制每一条日志的输出格式；通过定义每一条日志信息的级别，我们能够更加细致地控制日志的生成过程。

3. logback

Logback是由log4j创始人设计的又一个开源日记组件。logback当前分成三个模块：logback-core,logback-classic和logback-access。logback-core是其它两个模块的基础模块。logback-classic是log4j的一个改良版本。此外logback-classic完整实现SLF4J API使你可以很方便地更换成其它日记系统如log4j或JDK14Logging。logback-access访问模块与Servlet容器集成提供通过Http来访问日记的功能。

优点：

1、更快的实现：Logback的内核重写了，在一些关键执行路径上性能提升10倍以上，而且初始化内存加载也更小了；

2、自动重新加载配置文件，当配置文件修改了，Logback-classic能自动重新加载配置文件，扫描过程快且安全，它并不需要另外创建一个扫描线程；

3、支持占位符

4、自动清除旧的日志归档文件；

5、自动压缩归档日志文件；

6、Logback-access模块，提供了通过HTTP访问日志的能力，logback-access模块可与Jetty或者Tomcat进行集成，提供了非常丰富而强大的通过HTTP访问日志的功能。

门面模式

门面模式，是面向对象设计模中的结构模式，又称为外观模式。外部与一个子系统的通信必须通过一个统一的外观对象进行，为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，外观模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。简单理解就是通过门面模式对外提供一个统一的调用接口，屏蔽子系统之间复杂的调用关系，对客户端来讲，使用起来更容易。

commons-logging和slf4j就是这样，它们提供了日志的更高层次的抽象，具体的实现使用者不需要关心，而且可以自由选择。