logback 配置详解

概览

简单地说,Logback 是一个 Java 领域的日志框架。它被认为是 Log4J 的继承人。
Logback 主要由三个模块组成:

  • logback-core
  • logback-classic
  • logback-access

logback-core 是其它模块的基础设施,其它模块基于它构建,显然,logback-core 提供了一些关键的通用机制。logback-classic 的地位和作用等同于 Log4J,它也被认为是 Log4J 的一个改进版,并且它实现了简单日志门面 SLF4J;而 logback-access 主要作为一个与 Servlet 容器交互的模块,比如说 tomcat 或者 jetty,提供一些与 HTTP 访问相关的功能。

目前 Logback 的使用很广泛,很多知名的开源软件都使用了 Logback作为日志框架,比如说 Akka,Apache Camel 等。

Logback 与 Log4J

实际上,这两个日志框架都出自同一个开发者之手,Logback 相对于 Log4J 有更多的优点

  • 同样的代码路径,Logback 执行更快
  • 更充分的测试
  • 原生实现了 SLF4J API(Log4J 还需要有一个中间转换层)
  • 内容更丰富的文档
  • 支持 XML 或者 Groovy 方式配置
  • 配置文件自动热加载
  • 从 IO 错误中优雅恢复
  • 自动删除日志归档
  • 自动压缩日志成为归档文件
  • 支持 Prudent 模式,使多个 JVM 进程能记录同一个日志文件
  • 支持配置文件中加入条件判断来适应不同的环境
  • 更强大的过滤器
  • 支持 SiftingAppender(可筛选 Appender)
  • 异常栈信息带有包信息

快速上手

想在 Java 程序中使用 Logback,需要依赖三个 jar 包,分别是 slf4j-api,logback-core,logback-classic。其中 slf4j-api 并不是 Logback 的一部分,是另外一个项目,但是强烈建议将 slf4j 与 Logback 结合使用。要引用这些 jar 包,在 maven 项目中引入以下3个 dependencies

 

第一个简单的例子

 

以上代码的运行结果是:

 

注意到这里,代码里并没有引用任何一个跟 Logback 相关的类,而是引用了 SLF4J 相关的类,这边是使用 SLF4J 的好处,在需要将日志框架切换为其它日志框架时,无需改动已有的代码。

LoggerFactory 的 getLogger() 方法接收一个参数,以这个参数决定 logger 的名字,这里传入了 SimpleDemo 这个类的 Class 实例,那么 logger 的名字便是 SimpleDemo 这个类的全限定类名:io.beansoft.logback.demo.universal.SimpleDemo

让 Logback 打印出一些它自身的内部消息

 

除了打印正常的日志信息,还打印出了 Logback 自身的内部状态信息

 

Logger,Appenders 与 Layouts

在 logback 里,最重要的三个类分别是

  • Logger
  • Appender
  • Layout

Logger 类位于 logback-classic 模块中, 而 Appender 和 Layout 位于 logback-core 中,这意味着, Appender 和 Layout 并不关心 Logger 的存在,不依赖于 Logger,同时也能看出, Logger 会依赖于 Appender 和 Layout 的协助,日志信息才能被正常打印出来。

分层命名规则

为了可以控制哪些信息需要输出,哪些信息不需要输出,logback 中引进了一个 分层 概念。每个 logger 都有一个 name,这个 name 的格式与 Java 语言中的包名格式相同。这也是前面的例子中直接把一个 class 对象传进 LoggerFactory.getLogger() 方法作为参数的原因。

logger 的 name 格式决定了多个 logger 能够组成一个树状的结构,为了维护这个分层的树状结构,每个 logger 都被绑定到一个 logger 上下文中,这个上下文负责厘清各个 logger 之间的关系。

例如, 命名为 io.beansoft 的 logger,是命名为 io.beansoft.logback 的 logger 的父亲,是命名为 io.beansoft.logback.demo 的 logger 的祖先。

在 logger 上下文中,有一个 root logger,作为所有 logger 的祖先,这是 logback 内部维护的一个 logger,并非开发者自定义的 logger。

可通过以下方式获得这个 logger :

 

同样,通过 logger 的 name,就能获得对应的其它 logger 实例。

Logger 这个接口主要定义的方法有:

 

日志打印级别

logger 有日志打印级别,可以为一个 logger 指定它的日志打印级别。
如果不为一个 logger 指定打印级别,那么它将继承离他最近的一个有指定打印级别的祖先的打印级别。这里有一个容易混淆想不清楚的地方,如果 logger 先找它的父亲,而它的父亲没有指定打印级别,那么它会立即忽略它的父亲,往上继续寻找它爷爷,直到它找到 root logger。因此,也能看出来,要使用 logback, 必须为 root logger 指定日志打印级别。

日志打印级别从低级到高级排序的顺序是:
TRACE < DEBUG < INFO < WARN < ERROR 
如果一个 logger 允许打印一条具有某个日志级别的信息,那么它也必须允许打印具有比这个日志级别更高级别的信息,而不允许打印具有比这个日志级别更低级别的信息。

举个例子:

 

打印结果是:

 

获取 logger

在 logback 中,每个 logger 都是一个单例,调用 LoggerFactory.getLogger 方法时,如果传入的 logger name 相同,获取到的 logger 都是同一个实例。

在为 logger 命名时,用类的全限定类名作为 logger name 是最好的策略,这样能够追踪到每一条日志消息的来源。

Appender 和 Layout

在 logback 的世界中,日志信息不仅仅可以打印至 console,也可以打印至文件,甚至输出到网络流中,日志打印的目的地由 Appender 来决定,不同的 Appender 能将日志信息打印到不同的目的地去。

Appender 是绑定在 logger 上的,同时,一个 logger 可以绑定多个 Appender,意味着一条信息可以同时打印到不同的目的地去。例如,常见的做法是,日志信息既输出到控制台,同时也记录到日志文件中,这就需要为 logger 绑定两个不同的 logger。

Appender 是绑定在 logger 上的,而 logger 又有继承关系,因此一个 logger 打印信息时的目的地 Appender 需要参考它的父亲和祖先。在 logback 中,默认情况下,如果一个 logger 打印一条信息,那么这条信息首先会打印至它自己的 Appender,然后打印至它的父亲和父亲以上的祖先的 Appender,但如果它的父亲设置了 additivity = false,那么这个 logger 除了打印至它自己的 Appender 外,只会打印至其父亲的 Appender,因为它的父亲的 additivity 属性置为了 false,开始变得忘祖忘宗了,所以这个 logger 只认它父亲的 Appender;此外,对于这个 logger 的父亲来说,如果父亲的 logger 打印一条信息,那么它只会打印至自己的 Appender中(如果有的话),因为父亲已经忘记了爷爷及爷爷以上的那些父辈了。

打印的日志除了有打印的目的地外,还有日志信息的展示格式。在 logback 中,用 Layout 来代表日志打印格式。比如说,PatternLayout 能够识别以下这条格式:
%-4relative [%thread] %-5level %logger{32} - %msg%n
然后打印出来的格式效果是:
176 [main] DEBUG manual.architecture.HelloWorld2 - Hello world.

上面这个格式的第一个字段代表从程序启动开始后经过的毫秒数,第二个字段代表打印出这条日志的线程名字,第三个字段代表日志信息的日志打印级别,第四个字段代表 logger name,第五个字段是日志信息,第六个字段仅仅是代表一个换行符。

参数化打印日志

经常能看到打印日志的时候,使用以下这种方式打印日志:

 

这种打印日志的方式有个缺点,就是无论日志级别是什么,程序总要先执行 "the message is " + msg + " from " + somebody 这段字符串的拼接操作。当 logger 设置的日志级别为比 DEBUG 级别更高级别时,DEBUG 级别的信息不回被打印出来的,显然,字符串拼接的操作是不必要的,当要拼接的字符串很大时,这无疑会带来很大的性能白白损耗。

于是,一种改进的打印日志方式被人们发现了:

 

这样的方式确实能避免字符串拼接的不必要损耗,但这也不是最好的方法,当日志级别为 DEBUG 时,那么打印这行消息,需要判断两次日志级别。一次是logger.isDebugEnabled(),另一次是 logger.debug() 方法内部也会做的判断。这样也会带来一点点效率问题,如果能找到更好的方法,谁愿意无视白白消耗的效率。

有一种更好的方法,那就是提供占位符的方式,以参数化的方式打印日志,例如上述的语句,可以是这样的写法:

这样的方式,避免了字符串拼接,也避免了多一次日志级别的判断。

logback 内部运行流程

 

当应用程序发起一个记录日志的请求,例如 info() 时,logback 的内部运行流程如下所示

  1. 获得过滤器链条
  2. 检查日志级别以决定是否继续打印
  3. 创建一个 LoggingEvent 对象
  4. 调用 Appenders
  5. 进行日志信息格式化
  6. 发送 LoggingEvent 到对应的目的地

有关性能问题

关于日志系统,人们讨论得最多的是性能问题,即使是小型的应用程序,也有可能输出大量的日志。打印日志中的不当处理,会引发各种性能问题,例如太多的日志记录请求可能使磁盘 IO 成为性能瓶颈,从而影响到应用程序的正常运行。在合适的时候记录日志、以更好的方式发起日志请求、以及合理设置日志级别方面,都有可能造成性能问题。
关于性能问题,以下几个方面需要了解

  • 建议使用占位符的方式参数化记录日志
  • logback 内部机制保证 logger 在记录日志时,不必每一次都去遍历它的父辈以获得关于日志级别、Appender 的信息
  • 在 logback 中,将日志信息格式化,以及输出到目的地,是最损耗性能的操作

logback 配置

配置须知

配置方式

logback 提供的配置方式有以下几种:

  • 编程式配置
  • xml 格式
  • groovy 格式

logback 在启动时,根据以下步骤寻找配置文件:

  1. 在 classpath 中寻找 logback-test.xml文件
  2. 如果找不到 logback-test.xml,则在 classpath 中寻找 logback.groovy 文件
  3. 如果找不到 logback.groovy,则在 classpath 中寻找 logback.xml文件
  4. 如果上述的文件都找不到,则 logback 会使用 JDK 的 SPI 机制查找 META-INF/services/ch.qos.logback.classic.spi.Configurator 中的 logback 配置实现类,这个实现类必须实现 Configuration 接口,使用它的实现来进行配置
  5. 如果上述操作都不成功,logback 就会使用它自带的 BasicConfigurator 来配置,并将日志输出到 console

logback-test.xml 一般用来在测试代码中打日志,如果是 maven 项目,一般把 logback-test.xml 放在 src/test/resources 目录下。maven 打包的时候也不会把这个文件打进 jar 包里。
logback 启动的时候解析配置文件大概需要 100 毫秒的时间,如果希望更快启动,可以采用 SPI 的方式。

默认的配置

前面有提到默认的配置,由 BasicConfiguator 类配置而成,这个类的配置可以用如下的配置文件来表示:

 

启动时打印状态信息

如果 logback 在启动时,解析配置文件时,出现了需要警告的信息或者错误信息,那 logback 会自动先打印出自身的状态信息。

如果希望正常情况下也打印出状态信息,则可以使用之前提到的方式,在代码里显式地调用使其输出:

 

也可以在配置文件中,指定 configuration 的 debug 属性为 true

 

还可以指定一个 Listener:

 

重置默认的配置文件位置

设置 logback.configurationFile 系统变量,可以通过 -D 参数设置,所指定的文件名必须以 .xml 或者 .groovy 作为文件后缀,否则 logback 会忽略这些文件。

配置文件自动热加载

要使配置文件自动重载,需要把 scan 属性设置为 true,默认情况下每分钟才会扫描一次,可以指定扫描间隔:

 

注意扫描间隔要加上单位,可用的单位是 milliseconds,seconds,minutes 和 hours。如果只指定了数字,但没有指定单位,这默认单位为 milliseconds。

在 logback 内部,当设置 scan 属性为 true 后,一个叫做 ReconfigureOnChangeFilter 的过滤器就会被牵扯进来,它负责判断是否到了该扫描的时候,以及是否该重新加载配置。Logger 的任何一个打印日志的方法被调用时,都会触发这个过滤器,所以关于这个过滤器的自身的性能问题,变得十分重要。logback 目前采用这样一种机制,当 logger 的调用次数到达一定次数后,才真正让过滤器去做它要做的事情,这个次数默认是 16,而 logback 会在运行时根据调用的频繁度来动态调整这个数目。

输出异常栈时也打印出 jar 包的信息

这个属性默认是关闭,可通过以下方式开启:

也可以通过 LoggerContext 的 setPackagingDataEnabled(boolean) 方法来开启

 

直接调用 JoranConfigurator

Joran 是 logback 使用的一个配置加载库,如果想要重新实现 logback 的配置机制,可以直接调用这个类 JoranConfigurator 来实现:

 

配置文件格式

配置文件的基本结构

 

根节点是 configuration,可包含0个或多个 appender,0个或多个 logger,最多一个 root。

配置 logger 节点

在配置文件中,logger 的配置在<logger> 标签中配置,<logger> 标签只有一个属性是一定要的,那就是 name,除了 name 属性,还有 level 属性,additivity 属性可以配置,不过它们是可选的。
level 的取值可以是 TRACE, DEBUG, INFO, WARN, ERROR, ALL, OFF, INHERITED, NULL, 其中 INHERITED 和 NULL 的作用是一样的,并不是不打印任何日志,而是强制这个 logger 必须从其父辈继承一个日志级别。
additivity 的取值是一个布尔值,true 或者 false。

<logger> 标签下只有一种元素,那就是 <appender-ref>,可以有0个或多个,意味着绑定到这个 logger 上的 Appender。

配置 root 节点

<root> 标签和 <logger> 标签的配置类似,只不过 <root> 标签只允许一个属性,那就是 level 属性,并且它的取值范围只能取 TRACE, DEBUG, INFO, WARN, ERROR, ALL, OFF
<root> 标签下允许有0个或者多个 <appender-ref>。

配置 appender 节点

<appender> 标签有两个必须填的属性,分别是 name 和 class,class 用来指定具体的实现类。<appender> 标签下可以包含至多一个 <layout>,0个或多个 <encoder>,0个或多个 <filter>,除了这些标签外,<appender> 下可以包含一些类似于 JavaBean 的配置标签。

<layout> 包含了一个必须填写的属性 class,用来指定具体的实现类,不过,如果该实现类的类型是 PatternLayout 时,那么可以不用填写。<layout> 也和 <appender> 一样,可以包含类似于 JavaBean 的配置标签。
<encoder> 标签包含一个必须填写的属性 class,用来指定具体的实现类,如果该类的类型是 PatternLayoutEncoder ,那么 class 属性可以不填。
如果想要往一个 logger 上绑定 appender,则使用以下方式:

 


设置 Context Name

 

变量替换

在 logback 中,支持以 ${varName} 来引用变量

定义变量

可以直接在 logback.xml 中定义变量

 

也可以通过大D参数来定义

 

也可以通过外部文件来定义

 

外部文件也支持 classpath 中的文件

 

外部文件的格式是 key-value 型。

变量的作用域

变量有三个作用域

  • local
  • context
  • system

local 作用域在配置文件内有效,context 作用域的有效范围延伸至 logger context,system 作用域的范围最广,整个 JVM 内都有效。

logback 在替换变量时,首先搜索 local 变量,然后搜索 context,然后搜索 system。

如何为变量指定 scope ?

 

变量的默认值

在引用一个变量时,如果该变量未定义,那么可以为其指定默认值,做法是:

运行时定义变量

需要使用 <define> 标签,指定接口 PropertyDfiner 对应的实现类。如下所示:

 

条件化处理配置文件

logback 允许在配置文件中定义条件语句,以决定配置的不同行为,具体语法格式如下:

 

示例:

 

从JNDI 获取变量

使用 <insertFromJNDI> 可以从 JNDI 加载变量,如下所示:

 

文件包含

可以使用 ≶include> 标签在一个配置文件中包含另外一个配置文件,如下图所示:

 

被包含的文件必须有以下格式:

 

支持从多种源头包含
从文件中包含

 

从 classpath 中包含

 

从 URL 中包含

 

如果包含不成功,那么 logback 会打印出一条警告信息,如果不希望 logback 抱怨,只需这样做:

 

添加一个 Context Listener

LoggerContextListener 接口的实例能监听 logger context 上发生的事件,比如说日志级别的变化,添加的方式如下所示:


 

  1. 梦魂说道:
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    大神,我想要搭个个人博客,但是找不到好的前端框架,可以借用一下您的吗?

    1. suxiaomi说道:
      Google Chrome 65 Google Chrome 65 Windows 10 Windows 10

      主题链接网页最下面有

      1. lyb说道:
        Google Chrome 65 Google Chrome 65 Mac OS X 10.12 Mac OS X 10.12

        一直回复会不会越来越小。。。 :ku:

        1. lyb说道:
          Google Chrome 65 Google Chrome 65 Mac OS X 10.12 Mac OS X 10.12

          又小了一点 :hehe:

          1. suxiaomi说道:
            Google Chrome 65 Google Chrome 65 Windows 10 Windows 10

            评论有点问题...腾讯云的cdn有问题 回源会有http 465错误

        2. lyb说道:
          Google Chrome 65 Google Chrome 65 Mac OS X 10.12 Mac OS X 10.12

          并排显示 :haha:

  2. lyb说道:
    Google Chrome 65 Google Chrome 65 Mac OS X 10.12 Mac OS X 10.12

    老哥,请问你这文章里的代码显示是哪款富文本编辑器弄的?想借鉴用一下 :hehe:

    1. suxiaomi说道:
      Google Chrome 65 Google Chrome 65 Windows 10 Windows 10

      用的WordPress插件Crayon Syntax Highlighter

      1. lyb说道:
        Google Chrome 65 Google Chrome 65 Mac OS X 10.12 Mac OS X 10.12

        好的 灰常感谢 :zhenbang:

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