Logback日志框架使用详解以及如何Springboot快速集成

news2024/11/23 14:23:41

Logback简介

日志系统是用于记录程序的运行过程中产生的运行信息、异常信息等，一般有8个级别，从低到高为All < Trace < Debug < Info < Warn < Error < Fatal < OFF

  1. off 最高等级，用于关闭所有日志记录
  2. fatal 指出每个严重的错误事件将会导致应用程序的退出。
  3. error 指出虽然发生错误事件，但仍然不影响系统的继续运行。
  4. warn 表明会出现潜在的错误情形。
  5. info 一般和在粗粒度级别上，强调应用程序的运行全程。
  6. debug 一般用于细粒度级别上，对调试应用程序非常有帮助。
  7. trace 该级别日志，默认情况下，既不打印到终端也不输出到文件。此时，对程序运行效率几乎不产生影响
  8. all 最低等级，用于打开所有日志记录。

Logback和Log4j都是为Java应用程序提供的比较流行的开源日志框架，它们都由同一个开发者创建和维护，但在功能和性能上存在一些差异，Logback可以认为是log4j的改进版，在性能、配置应用上都要优于log4j，Logback主要由三个模块构成：logback-core，logback-classic和logback-access。其中，logback-core是其他两个模块的基础，提供了Logback的核心功能。logback-classic模块实现了简单日志门面SLF4J，而logback-access模块则主要作为一个与Servlet容器交互的模块，提供与HTTP访问相关的一些功能。

Logback配置详解

Spring Boot默认是使用Logback的，并且提供了自动配置，默认使用logback-spring.xml作为配置文件的名称，当然，也可以在application.properties或application.yml中配置。下面分享一下logback-spring.xml中常用的一些标签。

configuration

configuration为根节点，有scan、scanPeriod、debug三个属性；

  1. scan：当此属性设置为true时，配置文件如果发生改变，将会被重新加载，默认值为true。
  2. scanPeriod：设置监测配置文件是否有修改的时间间隔，如果没有给出时间单位，默认单位是毫秒。当scan为true时，此属性生效。默认的时间间隔为1分钟。
  3. debug：当此属性设置为true时，将打印出logback内部日志信息，实时查看logback运行状态。默认值为false。
<configuration scan="true" scanPeriod="60 seconds" debug="false">  
      <!-- 其他配置省略-->  
</configuration>

property

property是configuration的子标签，有两个属性name和value：name变量的名称，value变量的值。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration scan="true" scanPeriod="60 seconds" debug="false">
    <!-- logback项目名称 -->
    <property name="appName" value="logback-demo"></property>
    <!-- 日志级别 DEBUGER INFO WARN ERROR -->
    <property name="logLevel" value="trace"></property>
    <!-- 日志路径-->
    <property name="logPath" value="/logs"></property>
    <!-- 最大保存时间 60天-->
    <property name="maxHistory" value="60"/>
</configuration>

logger

logger节点，可选节点，作用是指明具体的包或类的日志输出级别，以及要使用的；

  1. name：必写属性，指定具体包或类，被指定的包或类中的日志输出将遵从该logger规定配置；
  2. level：非必写属性，指定日志输出级别，该级别将覆盖root配置的输出级别；
  3. addtivity：非必写属性，是否向上级loger传递打印信息，默认是true；
  4. appender-ref：引用的appender，引用后将实现appender中定义的行为。一个logger可以有多个引用，互不影响；

root

root节点，必选节点，用来指定最基础的日志输出级别并指定，可以理解为根logger。

appender

appender是configuration的子节点，也是非常关键的一个节点，它有两个必要属性name和class，name指定appender名称，class指定appender的全限定名。

appender有四种类型，如下（其中第四种比较特殊，后面再说）：

  1. ConsoleAppender（控制台日志）
  2. FileAppender（文件日志）
  3. RollingFileAppender（滚动文件日志）
  4. AsyncAppender（异步日志）

appender内的有一个子标签encoder，有两个作用，一是把日志信息转换成字节数组，二是把字节数组写入到输出流，可以用于定义输出日志内容的编码格式、日志格式；其中endcoder内的子标签charset用于定义输出日志内容的编码格式，子标签pattern用于定义输出日志的具体格式；

  1. %date：表示日期
  2. %thread：表示线程名
  3. %-5level：表示级别从左显示 5 个字符宽度
  4. %logger{36}：表示 Logger 名字最长 36 个字符
  5. %msg：表示日志消息
  6. %n：换行符
  7. %line：表示当前日志事件的行号
ConsoleAppender
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration scan="true" scanPeriod="60 seconds" debug="false">
    <!-- logback项目名称 -->
    <property name="appName" value="logback-demo"></property>
    <!-- 日志级别 DEBUGER INFO WARN ERROR -->
    <property name="logLevel" value="INFO"></property>
    <!-- lOGGER  PATTERN 根据个人喜好选择匹配  -->
    <property name="logPattern" value="[ %-5level] [%date{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS}] %logger{36} [%line] [%thread]- %msg%n"></property>
    <!-- 控制台的标准输出 -->
    <appender name="console" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <encoder>
            <charset>UTF-8</charset>
            <pattern>${logPattern}</pattern>
        </encoder>
    </appender>
    <root level="${logLevel}">
        <appender-ref ref="console"/>
    </root>
</configuration>
FileAppender与RollingFileAppender

FileAppender与RollingFileAppender都是用于将日志写入文件的组件，配置属性基本相同，因此这里放在一起来说，但是需要注意的是二者在日志文件处理方式上有所不同，FileAppender将所有的日志信息写入一个指定的文件中，当文件达到一定大小或时间点时，它会被新的日志文件所替代。而RollingFileAppender则会在日志文件达到指定大小时，创建新的日志文件继续写入，并且保留一定数量的旧日志文件。

以下是RollingFileAppender和FileAppender的主要区别：

RollingFileAppender：

  1. 日志滚动：当日志文件达到指定大小时，RollingFileAppender会自动创建一个新的日志文件，并将当前日志文件中的内容复制到新文件中。新创建的日志文件的名称会加上一个时间戳或索引号，以便区分。
  2. 日志文件保留：RollingFileAppender可以设置保留的日志文件数量。当超过这个数量时，最早创建的日志文件会被自动删除。
  3. 日志索引：RollingFileAppender还可以生成一个索引文件，用于记录所有滚动日志文件的名称和位置信息。这样可以在需要查看历史日志时，快速定位到需要的日志文件。

FileAppender：

  1. 日志输出：FileAppender将日志输出到一个指定的文件中，不进行滚动操作。当文件达到一定大小限制时，FileAppender会停止写入新的日志信息，并创建一个新的日志文件继续写入。
  2. 日志文件命名：FileAppender可以设置日志文件的名称和位置，但不会像RollingFileAppender那样添加时间戳或索引号。
  3. 需要注意的是，RollingFileAppender和FileAppender在配置上略有不同。例如，RollingFileAppender需要指定日志文件的最大大小和保留数量，而FileAppender则需要指定日志文件的最大大小和文件数量等参数。

另外这里着重说一下maxFileSize和maxHistory，以及filter标签，maxFileSize 是用来限制单个日志文件的最大大小。例如，如果你设置 maxFileSize 为 10MB，那么当日志文件达到 10MB 时，Logback 会开始创建新的日志文件（例如，app.log.1，app.log.2，等等）。旧的日志文件将被保留，直到达到配置的 maxHistory 天数。

而 totalSizeCap 是用来限制所有日志文件的总大小。例如，如果你设置 totalSizeCap 为 1GB，那么当所有日志文件的总大小达到 1GB 时，Logback 会开始删除旧的日志文件，以便为新的日志文件腾出空间。这个属性对于防止日志文件占用过多的磁盘空间非常有用。

注意，totalSizeCap 和 maxFileSize 不建议同时使用。如果同时设置，totalSizeCap 将优先于 maxFileSize。也就是说，当达到 totalSizeCap 时，将删除旧的日志文件，无论这些文件是否达到了 maxFileSize。

在Logback中，filter标签用于过滤日志消息。通过在filter标签中定义条件，可以实现对日志消息的筛选和拦截，实现根据指定的条件来控制哪些日志消息应该被记录。

  1. filter标签有三种类型：onMatch、onMismatch和always。这些类型决定了在过滤器匹配或不匹配时应该执行的操作。
  2. onMatch：当过滤器条件匹配时执行的操作。通常，你可以将其设置为记录匹配的日志消息或采取其他所需的操作。
  3. onMismatch：当过滤器条件不匹配时执行的操作。通常情况下，你可以将其设置为记录不匹配的日志消息或采取其他所需的操作。
  4. always：无论过滤器条件是否匹配，都会执行的操作。这通常用于对日志消息进行一些通用的处理或记录。

在下面的示例中，我们使用了一个名为ThresholdFilter的过滤器，它根据日志级别进行过滤。我们将level属性设置为info，这意味着只有级别为info及以上的日志消息会被记录到文件中，其他级别的日志消息将被拦截。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration scan="true" scanPeriod="60 seconds" debug="false">
    <!-- logback项目名称 -->
    <property name="appName" value="logback-demo"></property>
    <!-- 日志级别 DEBUGER INFO WARN ERROR -->
    <property name="logLevel" value="info"></property>
    <!-- lOGGER  PATTERN 根据个人喜好选择匹配  -->
    <property name="logPattern" value="[ %-5level] [%date{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS}] %logger{36} [%line] [%thread]- %msg%n"></property>
    <!-- 日志路径-->
    <property name="logPath" value="./logs"></property>
    <!-- 最大保存时间 60天-->
    <property name="maxHistory" value="60"/>
    <!-- 控制台的标准输出 -->
    <appender name="console" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <encoder>
            <charset>UTF-8</charset>
            <pattern>${logPattern}</pattern>
        </encoder>
    </appender>
    <!-- INFO 级别的日志记录  -->
    <appender name="file_info" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
        <file>${logPath}/${appName}_info.log</file>
        <!-- 日志记录器的滚动策略，按日期，按大小记录 -->
        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeAndTimeBasedRollingPolicy">
            <fileNamePattern>${logPath}/${appName}_info-%d{yyyy-MM-dd}.%i.log</fileNamePattern>
            <!-- 限制单个日志文件的大小-->
            <maxFileSize>10MB</maxFileSize>
           <!--最大保存时间-->
            <maxHistory>${maxHistory}</maxHistory>
            <!-- 所有日志文件总大小的限制-->
            <totalSizeCap>1GB</totalSizeCap>
        </rollingPolicy>
        <encoder>
            <pattern>${logPattern}</pattern>
            <charset>utf-8</charset>
        </encoder>
        <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">
            <level>INFO</level>
            <onMatch>ACCEPT</onMatch>
            <onMismatch>DENY</onMismatch>
        </filter>
    </appender>

    <root level="${logLevel}">
        <appender-ref ref="console"/>
        <appender-ref ref="file_info"/>
    </root>
</configuration>
AsyncAppender

上面已经说了，四种类型的appender，AsyncAppender比较特殊，特殊就在于记录日志时从同步或异步的角度来看，前三者属于同步日志，后者属于异步日志。Logback的同步日志是立即写入磁盘的日志，而异步日志是通过线程池异步处理写入磁盘的日志。

Logback异步输出的原理是：先写入到缓冲区，当缓冲区满了或者达到一定时间，再把缓冲区的数据一次性写入磁盘，这样可以减少磁盘IO操作，提高性能。

Logback异步输出的配置是：配置一个，例如，然后在中配置一个，表示缓冲区的大小，再配置一个，表示缓冲区达到这个阈值时，会触发一个强制写入磁盘的操作。

  1. queueSize：控制阻塞队列大小，使用的ArrayBlockingQueue阻塞队列，默认容量256：内存中最多保存256条日志
  2. discardingThreshold：丢弃日志的阈值，为防止队列满后发生阻塞。默认队列剩余容量 ＜ 队列长度的20%，就会丢弃TRACE、DEBUG和INFO级日志；若discardingThreshold = 0，那么队列满时再有日志写入就会阻塞。若discardingThreshold != 0，也只丢弃≤INFO级日志，出现大量错误日志时，还是会阻塞。
  3. neverBlock：控制队列满时，加入的数据是否直接丢弃，不会阻塞等待，默认是false；队列满时：offer不阻塞，而put会阻塞；neverBlock为true时，使用offer

在《基于Redis实现消息队列的实践》遇到的明明程序执行结果正常，就是看不到过程日志，最后的解决办法就使用了logback的异步日志，有兴趣的小伙伴可移步参考一下。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration scan="true" scanPeriod="60 seconds" debug="false">
    <!-- logback项目名称 -->
    <property name="appName" value="logback-demo"></property>
    <!-- 日志级别 DEBUGER INFO WARN ERROR -->
    <property name="logLevel" value="info"></property>
    <!-- lOGGER  PATTERN 根据个人喜好选择匹配  -->
    <property name="logPattern" value="[ %-5level] [%date{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS}] %logger{36} [%line] [%thread]- %msg%n"></property>
    <!-- 日志路径-->
    <property name="logPath" value="./logs"></property>
    <!-- 最大保存时间 60天-->
    <property name="maxHistory" value="60"/>
    <!-- 异步缓冲队列的深度,该值会影响性能.默认值为256 -->
    <property name="queueSize" value="512"></property>

    <!-- 控制台的标准输出 -->
    <appender name="console" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <encoder>
            <charset>UTF-8</charset>
            <pattern>${logPattern}</pattern>
        </encoder>
    </appender>
    <!-- INFO 级别的日志记录  -->
    <appender name="file_info" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
        <file>${logPath}/${appName}_info.log</file>
        <!-- 日志记录器的滚动策略，按日期，按大小记录 -->
        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeAndTimeBasedRollingPolicy">
            <fileNamePattern>${logPath}/${appName}_info-%d{yyyy-MM-dd}.%i.log</fileNamePattern>
            <!-- 限制单个日志文件的大小-->
            <maxFileSize>10MB</maxFileSize>
           <!--最大保存时间-->
            <maxHistory>${maxHistory}</maxHistory>
            <!-- 所有日志文件总大小的限制-->
            <totalSizeCap>1GB</totalSizeCap>
        </rollingPolicy>
        <encoder>
            <pattern>${logPattern}</pattern>
            <charset>utf-8</charset>
        </encoder>
        <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">
            <level>INFO</level>
            <onMatch>ACCEPT</onMatch>
            <onMismatch>DENY</onMismatch>
        </filter>
    </appender>
    <appender name="async_log_info" class="ch.qos.logback.classic.AsyncAppender">
        <!-- 不丢失日志.默认的,如果队列的80%已满,则会丢弃TRACT、DEBUG、INFO级别的日志 -->
        <discardingThreshold>0</discardingThreshold>
        <!-- 更改默认的队列的深度,该值会影响性能.默认值为256 -->
        <queueSize>${queueSize}</queueSize>
        <!-- 设置该属性 logback 会使用 ArrayBlockingQueue 的非阻塞方法 offer 代替 put, 防止在队列满时阻塞业务线程 -->
        <neverBlock>true</neverBlock>
        <appender-ref ref="file_info"/>
    </appender>
    <root level="${logLevel}">
        <appender-ref ref="console"/>
        <appender-ref ref="file_info"/>
        <appender-ref ref="async_log_info"/>
    </root>
</configuration>

Logback与Springboot

引入依赖

如果项目是Springboot项目，默认已经引入，不需要额外引入依赖，如果确实需要，可参考：

    <dependency>
        <groupId>ch.qos.logback</groupId>
        <artifactId>logback-classic</artifactId>
        <version>1.2.11</version>        
    </dependency>

配置文件

配置文件命名

在Springboot项目中，默认的配置文件名称是logback-spring.xml，官方也推荐使用这样的命名方式，logback本身默认的配置文件名称是logback.xml

配置文件加载顺序

在工程resources目录下建立logback.xml，配置文件的加载顺序是：

  1. logback首先会试着查找logback.groovy文件;
  2. 当没有找到时，继续试着查找logback-test.xml文件;
  3. 当没有找到时，继续试着查找logback.xml文件，如果是Springboot项目，则找logback-spring.xml;
  4. 如果仍然没有找到，则使用默认配置（打印到控制台）；

程序中注入logger

在程序中注入logger有两种方式：

  1. final static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(“名称”);
@Component
public class DemoTask {
    private final static Logger logger= LoggerFactory.getLogger(DemoTask.class);

    @Scheduled(fixedDelay = 10, timeUnit = TimeUnit.SECONDS)
    public void test() {
        logger.info("-------------");
        logger.trace("trace");
        logger.debug("debug");
        logger.info("info");
        logger.warn("warn");
        logger.error("error");
        logger.info("-------------");
    }
}
  1. @Sl4j注解：如果引入了lombok可以在类上标记@Sl4j，Lombok会在类中自动生成一个名为log的静态final成员变量；
<dependency>
    <groupId>org.projectlombok</groupId>
    <artifactId>lombok</artifactId>
    <optional>true</optional>
</dependency>
@Component
@Slf4jj
public class DemoTask {
    @Scheduled(fixedDelay = 10, timeUnit = TimeUnit.SECONDS)
    public void test() {
        log.info("-------------");
        log.trace("trace");
        log.debug("debug");
        log.info("info");
        log.warn("warn");
        log.error("error");
        log.info("-------------");
    }
}

文章中展示了关键性代码，示例全部代码地址：凡夫贩夫 / logback-demo · GitCode

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