一、日志框架类型

  • log4j1
  • log4j2
  • java util logging
  • commons logging
  • slf4j(门面模式)

二、日志系统的分类

日志系统可分为两类。

  • 一类只提供接口不提供实现，如 Apache Commons Logging 和 slf4j。这类日志系统需要和具体的日志系统一起使用，优点是可以自由切换不同的日志实现系统。（桥接模式）
  • 一类是具体的日志系统实现。如 log4j1.x、logback、log4j2.x、java.util.logging 等

 

三、slf4j和其他日志系统的关系

日志系统开发kibana 日志系统架构_apache

二、日志框架的优点

1、logback相比与log4j1的优点

  • 性能的提升。Logback 的内核重写了，在某些特定的场景上性能提升 10 倍以上，同时所需的内存更加少。
  • 非常充分的测试。Logback经过了几年，数不清小时的测试，与log4j1的测试相比不在同一个级别，因此 logback 更稳定可靠。
  • 非常自然的实现了slf4j。而log4j1 和 slf4j 一起使用需要适配层。
  • 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，不需要重启服务器。
  • 优雅地从I/O错误中恢复。如果一个文件服务器临时宕机，你不需要重启应用，日志功能就能正常工作。
  • 配置文件可适应多环境。通常在开发、测试、生产环境，需要变换日志的配置文件。而在不同环境下，配置文件只有一些很小的不同，为了避免重复，logback支持使用,和进行条件处理，同一个配置文件就可以在不同的环境中使用了。
  • 过滤器。生产环境中，有时需要低级别的日志来查明问题，在log4j1 中，只有降低日志级别，这样的话会打出大量的日志而影响性能。而 logback 中，你可以继续保持那个日志级别而除掉某种特殊情况。
  • 自动压缩归档日志文件。压缩通常是异步执行的，所以即使是很大的日志文件，你的应用都不会因此而被阻塞。
  • 通过配置自动去除旧的日志文件。

 

log4j2的优点

  • 可配置的审计型日志。log4j1和logback在重新配置的时候会丢失之前的日志文件，log4j2不会。log4j2自身内部报的exception会被发现，但是log4j1和logback不会。
  • 下一代异步logger。log4j 2是基于LMAX Disruptor库的（一个用于在线程间通信的高效低延迟且简单的框架），在多线程场景下，它的日志吞吐量比其他框架多出10倍以上。
  • 可运行在免垃圾收集模式。这样可以减少垃圾收集器的压力和提供更好的响应时间性能。
  • 插件式结构。可根据自己的需要扩展框架，可以实现自己的logger、appenders、filters、layouts、lookups 和pattern converters,而无需对log4j2做任何更改。
  • Java 5的并发性。log4j2利用Java 5中的并发特性支持，尽可能地执行最低层次的加锁，log4j1中存留的死锁问题，很多已经在logback中解决，但logback的很多类仍然保持着较高层次的同步。如果你的程序仍然饱受内存泄漏的折磨，请毫不犹豫地试一下log4j2。

 

三、log4j2框架的结构

日志系统开发kibana 日志系统架构_apache_02

1、 LoggerContext（日志上下文）
LoggerContext在日志系统中扮演锚点的角色。依赖于具体环境，在一个应用程序中有多个活动的loggercontext是有可能的。在同一LoggerContext下，log system是互通的。
2、 Configuration（配置）
一个LoggerContext关联一个Configuration，Configuration包含了所有的Appenders（输出器）、上下文范围内的Filter（过滤器）、LoggerConfigs以及StrSubstitutor的引用。在重配置期间，新与旧的Configuration将同时存在。当所有的Logger对象都被重定向到新的Configuration对象后，旧的Configuration对象将被停用和丢弃。
3、 Logger（日志记录器）
程序中记录日志时，首先需要获取一个日志记录器对象。如前所述，Logger 是通过调用LogManager.getLogger方法获得的。记录器对象通常有一个name并和一个LoggerConfig 相关联。当Configuration改变时，Logger将会与另外的LoggerConfig相关联，从而改变这个Logger的行为。
一般使用当前 java 类的名称或所在包的名称作为记录器对象的名称。这是一个很有用且很直接的Logger命名方式，使用这种方式命名可以很容易的定位这个log message产生的类的位置。当然，log4j也支持任意String的命名方式以满足开发者的需要。不过，使用类名来定义Logger名仍然是最为推崇的一种Logger命名方式。
获得Logger时，使用相同的名称参数调用getLogger方法将获得同一个Logger对象的引用。

4、 LoggerConfig（日志配置器）
LoggerConfig是Logger的配置对象，一个LoggerConfig可以绑定多个不同的Appender。只有定义了LoggerConfig并引入的appender，appender才会生效。LoggerConfig包含了一组过滤器，LogEvent在被传往Appender之前将先经过这些过滤器。
LoggerConfig有级别配置，低于配置级别的日志消息将不会记录下来。Log4j2中，级别由高到低如下所列：

  • FATAL：用于立马要被注意的情形。
  • ERROR：通用的 bug。
  • WARN：不一定是 bug ，但想要知道的这个情况。
  • INFO：一般的诊断信息。
  • DEBUG：低层次的调试信息。
  • TRACE：展现程序执行轨迹。

LoggerConfig有自己的名称，root LoggerConfig除外。名称有层次结构，与包层次结构相对应，存在着继承关系。如“com.myapp”是 “com.myapp.action”的父包。若 “com.myapp.action”没有设定级别，则按照层次关系往上查找，直到找到一个设置了级别的LoggerConfig，继承其级别。如果没有找到，则使用根LoggerConfig（root）配置的级别。root LoggerConfig 是 LoggerConfig 层次结构的最顶层。

 

5、 Filter（过滤器）
与防火墙过滤的规则相似，log4j2的过滤器也将返回三类状态：Accept（接受）, Deny（拒绝） 或Neutral（中立）。其中，Accept意味着不用再调用其他过滤器了，这个LogEvent将被执行；Deny意味着忽略这个event，并将此event的控制权交还给过滤器的调用者；Neutral则意味着这个event应该传递给别的过滤器，如果再没有别的过滤器可以传递了，那么就由现在这个过滤器来处理。

6、 Layout（格式化器）
对记录器所记录的文本进行格式化。

7、 Appender（输出器）
日志输出目的地。如控制台、文件、远程socket server、数据库等。

 

 

四、log4j2框架启动

1、加载到org.apache.logging.log4j.LogManager的静态块初始化org.apache.logging.log4j.spi.LoggerContextFactory

（1）通过spi机制加载多个备选项，通过org.apache.logging.log4j.util.ProviderUtil类加载文件META-INF/log4j-provider.properties  【当存在多个factory时基于优先级确定使用哪个】

日志系统开发kibana 日志系统架构_日志系统开发kibana_03

日志系统开发kibana 日志系统架构_日志系统开发kibana_04

LoggerContextFactory = org.apache.logging.log4j.core.impl.Log4jContextFactory
Log4jAPIVersion = 2.1.0
FactoryPriority= 10

View Code

  • 如果未加载配置文件，则默认初始化为：org.apache.logging.log4j.simple.SimpleLoggerContextFactory
  • 如果加载多个配置文件，则选择优先级最高的那个配置，作为LoggerContextFactory的实现类

 

2、org.apache.logging.log4j.core.impl.Log4jContextFactory的初始化过程

  • log4j2.component.properties该配置文件是通过org.apache.logging.log4j.util.LoaderUtil类从项目的resources目录下查找配置的
  • 初始化：org.apache.logging.log4j.core.selector.ContextSelector接口实现。 也是基于配置文件 log4j2.component.properties 查找是否存在自定义的配置组件（组件名：Log4jContextSelector）。如果不存在，默认实现为：org.apache.logging.log4j.core.selector.ClassLoaderContextSelector
  • 初始化：org.apache.logging.log4j.core.util.ShutdownCallbackRegistry接口实现。也是基于配置文件log4j2.component.properties  查找是否存在自定义的配置组件（组件名：log4j.shutdownCallbackRegistry）。如果不存在，默认实现为：org.apache.logging.log4j.core.util.DefaultShutdownCallbackRegistry
  • ContextSelector作用：
  • ShutdownCallbackRegistry的作用：

3、Logger logger= LogManager.getLogger(LogManagerTest.class); 时，会初始化LoggerContext对象。LoggerContext会执行start方法。start方法，会重新按配置生成org.apache.logging.log4j.core.config.Configuration

  • org.apache.logging.log4j.core.config.ConfigurationFactory会初始化Configuration对象
  • 基于配置文件 log4j2.component.properties 查找是否存在自定义的配置组件（组件名：log4j.configurationFactory）。
  • 通过org.apache.logging.log4j.core.config.plugins.util.PluginManager加载项目jar包中所有factory对象。

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日志系统开发kibana 日志系统架构_日志系统开发kibana_04

org.apache.logging.log4j.core.config.json.JsonConfigurationFactory
org.apache.logging.log4j.core.config.xml.XmlConfigurationFactory
org.apache.logging.log4j.core.config.yaml.YamlConfigurationFactory
org.apache.logging.log4j.core.config.properties.PropertiesConfigurationFactory
org.springframework.boot.logging.log4j2.SpringBootConfigurationFactory
com.meituan.inf.xmdlog.config.XMDConfigurationFactory