Java日志体系居然这么复杂？——架构篇

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：综合

编程

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日志到底是何方神圣？为什么要使用日志框架？

想必大家都有过使用System.out来进行输出调试，开发开发环境下这样做当然很方便，但是线上这样做就有麻烦了：

  1. 系统一直运行，输出越来越多，磁盘空间逐渐被写满

  2. 不同的业务想要把日志输出在不同的位置

  3. 有些场合为了更高性能，尽量控制减少日志输出，需要动态调整日志输出量

  4. 自动输出日志相关信息，比如：日期、线程、方法名称等等

显然System.out解决不了我们的问题，但是我们遇到的问题一定会有前人遇到过，日志也不例外，其中就有一个大牛 Ceki，整个Java的日志体系几乎都有Ceki参与或者受到了Ceki的深度影响。当然Java日志体系的复杂度也有一部分原因是拜这位大牛所赐。

Java日志的恩怨情仇

  • 1996年早期，欧洲安全电子市场项目组决定编写它自己的程序跟踪API(Tracing API)。经过不断的完善，这个API终于成为一个十分受欢迎的Java日志软件包，即Log4j（由Ceki创建）。

  • 后来Log4j成为Apache基金会项目中的一员,Ceki也加入Apache组织。后来Log4j近乎成了Java社区的日志标准。据说Apache基金会还曾经建议Sun引入Log4j到Java的标准库中，但Sun拒绝了。

  • 2002年Java1.4发布，Sun推出了自己的日志库JUL(Java Util Logging),其实现基本模仿了Log4j的实现。在JUL出来以前，Log4j就已经成为一项成熟的技术，使得Log4j在选择上占据了一定的优势。

  • 接着，Apache推出了Jakarta Commons Logging，JCL只是定义了一套日志接口(其内部也提供一个Simple Log的简单实现)，支持运行时动态加载日志组件的实现，也就是说，在你应用代码里，只需调用Commons Logging的接口，底层实现可以是Log4j，也可以是Java Util Logging。

  • 后来(2006年)，Ceki不适应Apache的工作方式，离开了Apache。然后先后创建了Slf4j(日志门面接口，类似于Commons Logging)和Logback(Slf4j的实现)两个项目，并回瑞典创建了QOS公司，QOS官网上是这样描述Logback的：The Generic，Reliable Fast&Flexible Logging Framework(一个通用，可靠，快速且灵活的日志框架)。

  • Java日志领域被划分为两大阵营：Commons Logging阵营和Slf4j阵营。

  • Commons Logging在Apache大树的笼罩下，有很大的用户基数。但有证据表明，形式正在发生变化。2013年底有人分析了GitHub上30000个项目，统计出了最流行的100个Libraries，可以看出Slf4j的发展趋势更好。

  • Apache眼看有被Logback反超的势头，于2012-07重写了Log4j 1.x，成立了新的项目Log4j 2, Log4j 2具有Logback的所有特性。

  • 如今日志框架已经发展为：Slf4j作为API，实现分为logback与log4j（Commons Logging因为效率和API设计等问题，现在逐渐淡出舞台了）

让我们来瞻仰一下大神，哈哈：

那么如何在混乱的Java日志体系中如何优雅的使用日志呢？

其实在Ceki设计的体系下，日志如同Java的JDBC、Servelt等一样，定义好标准后实现可以互相切换，问题在于定标准的人各自为政搞出来好多标准，JCL、SLF4j等等，官方（Sun公司）又晚又不给力，发展到现在终于被SLF4j以一种巧妙的方式（桥接、绑定，见下文）统一了，标准使用方式如下图：

这个图截取自slf4j手册，简化了多余部分，很清晰的表示了使用方式：

应用引用SLF4j-API（编码时使用SLF4j的接口org.slf4j.Logger，而非logback或log4j的实现）

  • logbak： slf4j会自动查找logback实现（logback默认实现了slf4j）

  • log4j：使用起来基本一致，只不过多了适配器层，引用了slf4j-log4j12.jar，官方称为绑定（concrete-bindings），就是将SLF4j-API绑定到log4j最终输出日志

具体依赖如下

logback

<dependency>
  <groupid>ch.qos.logback</groupid>
  <artifactid>logback-classic</artifactid>
  <version>1.2.3</version>
</dependency>

log4j2

<dependency>
  <groupid>org.apache.logging.log4j</groupid>
  <artifactid>log4j-slf4j-impl</artifactid>
  <version>2.12.1</version>
</dependency>
<dependency>
  <groupid>org.apache.logging.log4j</groupid>
  <artifactid>log4j-core</artifactid>
  <version>2.12.1</version>
</dependency>

得益于maven的依赖传递机制，我们不需要显示声明依赖SLF4j-API.jar。

可以看到，log4j 多依赖了 log4j-slf4j-impl.jar，其实就是上图所示的适配器层，读者可能好奇，为什么使用 log4j 会有适配器层？其原因在于，slf4j 并不是官方规范，所以没人遵守（也就是自己的日志框架中没有原生实现org.slf4j.Logger接口，如 log4j ），而绑定层（ log4j-slf4j-impl.jar）的作用就是通过静态查找的方式将使用log4j作为实现（具体原理请关注后续文章），这样就是实现了不依赖log4j而使用log4j输出日志（面向接口编程的最佳实践，Ceki 大神就是用这套思想将 slf4j 做成了 Java 日志的标准，烂牌翻盘的典范）。

上面这一段讲解了绑定（concrete-bindings）思想，是本文的精髓，读者一定要理解这里，后面还有桥接思想与之类似，请继续阅读。

小结

至此我们已经完成了日志的整合，但是事情真的这么简单吗？

先梳理一下，如此混乱的日志体系下（slf4j，jul，jcl，logback，log4j）会不会会产生什么问题？答案是一定的，各种第三方库使用了不同的日志框架，如果我们依赖 Spring ，Spring（非boot）的默认日志实现是JCL、又或者我们已有项目已经使用了Log4j，想使用logback的话，难道要逐个类改代码吗（官方有迁移工具）？我们能不能只用一种框架来处理JUL（java.util.logging）、JCL（Jakarta Commons Logging）、Log4j1、Log4j2 呢？

答案是肯定的，Ceki 的 Slf4j 给出了解决方案，就是上文所说的桥接（ Bridging legacy），简单来说就是劫持以上所以第三方日志输出并重定向至 SLF4j，最终实现统一日志上层 API（编码） 与下层实现（输出日志位置、格式统一）。我们来看一下图示：

上图左侧就是前一张图的 logback 日志实现，为了兼容其他日志，我们需要引用右侧的桥接包：xxx-over/to-slf4j.jar ，xxx对应日志框架，使用 logback 的情况下，除了上文的 logback 依赖，还需要引入以下依赖才能保证所有日志都被桥接至slf4j。

如何桥接？

logback 如下

<dependency>
  <groupid>ch.qos.logback</groupid>
  <artifactid>logback-classic</artifactid>
  <version>1.2.3</version>
</dependency>
<dependency>
   <groupid>org.slf4j</groupid>
   <artifactid>jcl-over-slf4j</artifactid>
</dependency>
<dependency>
   <groupid>org.slf4j</groupid>
   <artifactid>jul-to-slf4j</artifactid>
</dependency>
<!-- log4j 桥接包，slf4j官方实现，另有log4j官方实现，
     二选一即可 log4j-to-slf4j-->
<dependency>
   <groupid>org.slf4j</groupid>
   <artifactid>log4j-over-slf4j</artifactid>
</dependency>

log4j2 如下

<dependency>
  <groupid>org.apache.logging.log4j</groupid>
  <artifactid>log4j-slf4j-impl</artifactid>
  <version>2.12.1</version>
</dependency>
<dependency>
  <groupid>org.apache.logging.log4j</groupid>
  <artifactid>log4j-core</artifactid>
  <version>2.12.1</version>
</dependency>
<!-- 以下是桥接包，使用了log4j作为底层实现，
     不能再桥接log4j，否则会出现无限递归的情况(具体原因请关注后续文章) -->
<dependency>
   <groupid>org.slf4j</groupid>
   <artifactid>jcl-over-slf4j</artifactid>
</dependency><dependency>
   <groupid>org.slf4j</groupid>
   <artifactid>jul-to-slf4j</artifactid>
</dependency>

SpringBoot 项目引用了一部分依赖，所以使用起来略微有些不同：

logback 如下

<!-- logback作为内置实现，使用相对简单 -->
<dependency>
    <groupid>org.springframework.boot</groupid>
    <artifactid>spring-boot-starter</artifactid>
</dependency>
<!-- 引入缺少的桥接包 -->
<dependency>
    <groupid>org.slf4j</groupid>
    <artifactid>jcl-over-slf4j</artifactid>
</dependency>

log4j2 如下

<dependency>
   <groupid>org.springframework.boot</groupid>
   <artifactid>spring-boot-starter</artifactid>
   <!-- 使用log4j2要排除logback依赖 -->
   <exclusions>
      <exclusion>
         <groupid>org.springframework.boot</groupid>
         <artifactid>spring-boot-starter-logging</artifactid>
      </exclusion>
   </exclusions>
</dependency>
<!-- Spring已经写好了一个log4j2-starter但缺少桥接包 -->
<dependency>
   <groupid>org.springframework.boot</groupid>
   <artifactid>spring-boot-starter-log4j2</artifactid>
</dependency>
<!-- 引入缺少的桥接包 -->
<dependency>
   <groupid>org.slf4j</groupid>
   <artifactid>jcl-over-slf4j</artifactid>
</dependency>

结束语

以上两种才是项目中的最佳使用方式，其他笔者不推荐使用。

最后来看一下 slf4j 如何使用：

static final org.slf4j.Logger logger = LoggerFactory.getLogger(TestLog.class);
logger.trace("A TRACE Message");
logger.debug("A DEBUG Message");
logger.info("An INFO Message");
logger.warn("A WARN Message");
logger.error("An ERROR Message");

这样使用我们就可以随意切换日志实现而无需改动代码，操作起来也简单，只需要按照上文切换依赖即可。至于其他使用细节本文不在赘述，关注后续文章（最佳实践、配置文件、原理、扩展等）。

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参考：

  • Java-日志的江湖

  • http://www.slf4j.org/manual.html

  • http://www.slf4j.org/legacy.html

  • www.baeldung.com/spring-boot…

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以上是 Java日志体系居然这么复杂？——架构篇 的全部内容， 来源链接： utcz.com/z/512435.html

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