Java日志框架Log4j 2详解

有时希望能够以文件的形式记录执行过程中出现的异常信息，甚至记录程序正常运行的关键步骤，以便日后查看，那么该如何处理呢?

答:显然，可以自行编程实现这个需求，但是，从更注重效率和性能的方面考虑，还有一个更好的选择，那就是使用开源日志框架。

使用工具 IntelliJ IDEA Community Edition 2023.2.4

使用语言 Java8/JDK1.8

目录

1. Java中的日志框架

1.1 日志的主要用途

1.2  常用日志框架

1.3 Log4j 2的优势

2.Log4j 2下载和配置

2.1 Log4j 2下载地址

2.2 具体操作

3.使用Log4j 2记录日志 

3.1 编写配置文件 

3.2 定义日志记录器

3.3 记录日志

3.3.1 常用的日志记录方法

3.3.2 日志记录器的日志级别

3.3.2.1 日志格式要求

3.3.3 xml案例

3.3.4 xml文件配置文件的各节点及其属性介绍

3.3.5 日志输出格式的常用占位符 

3.3.5.1 常用的占位符及其含义

3.3.6 编写存入的格式注意

1. Java中的日志框架

1.1 日志的主要用途

程序在开发完成后会被不同系统环境的用户使用，在使用过程中可能会出现各类异常，程序出现的技术错误信息是提供给开发人员定位问题并解决问题的。将这些信息直接展示给用户看是没有任何意义的。这时，可以将用户执行的所有操作和程序运行的过程记录到日志中，开发人员可以通过分析日志内容，快速定位并诊断问题。

综上所述，对于一个应用程序来说，日志记录是必不可少的。它类似于生活中的日记，可以用来记录用户操作、系统运行状态等，是一个系统的重要组成部分。日志的主要用途如下:

  1. 问题追踪:辅助排查和定位问题，优化程序运行性能；
  2. 状态监控:通过日志分析，可以监控系统的运行状态；
  3. 安全审计:主要体现在安全上，可以发现非授权操作；

1.2  常用日志框架

1.2.1 Apache Log4j

Apache Log4j是基于Java的日志记录工具，现在是Apache软件基金会的一个项目。Log4j是几种Java日志框架之一；

 1.2.2 Commons Logging

Apache基金会所属的项目，是一套Java日志接口；

1.2.3 SLF4J

类似于Commons Logging，是一套简易Java日志门面，本身并无日志的实现；

1.2.4 Logback

一套日志组件的实现(属于SLF4J阵营)；

1.2.5 JUL(Java Util Logging)

自Java1.4以来的官方日志实现；

1.2.6 Log4j 2

Apache重写Log4j 1.x，成立新的项目Log4j 2。Log4j 2是Apache开发的一款升级产品；

1.3 Log4j 2的优势

Log4j 2是一款非常优秀的日志框架，Log4j 2与Log4j相比发生了很大变化，日志的吞吐量及性能有很大的提升，解决了死锁的问题，配置更加简单灵活，它不兼容Log4j。Log4j 2具有Logback的所有特性。

2.Log4j 2下载和配置

2.1 Log4j 2下载地址

要使用Log4j 2，需要下载Log4j 2的.jar文件，登录Log4j官网https://logging.apache.org/log4j/2.x/，下载Log4j 2压缩文件。这次以Log4j 2.13.3为例，压缩包为apache-log4j-2.13-3-bin.zip，该压缩包解压后，将log4j-api-2.13.3.jar和log4j-core-2.13.3两个jar包导入项目中。具体操作如下:(也可以是其他版本，文件类型的前面一个就是版本号)

2.2 具体操作

  1. 在项目文件src文件夹中创建lib文件夹，将log4j-api-2.13.3.jar和log4j-core-2.13.3.jar保存在其中。(版本号可以不同)；
  2. 在IntelliJ IDEA开发环境中，执行"File"-"Project Structure"命令，打开"Project Structure"(项目结构)对话框，选择"Modules"(模块)选项，在右侧窗格中选择"Dependencies"(依赖)选项卡后，单击右侧"+"按钮，在打开的菜单中执行"JARs or directories"(JAR 或 目录)命令；
  3. 从lib文件夹中选择两个.jar文件，单击"OK"按钮，将其添加到列表中并选中，单击"OK"按钮。(选中以上图片中的两个jar文件)

3.使用Log4j 2记录日志 

通过前面的操作，已经将Log4j 2所需的.jar文件导入项目中，下面是使用Log4j 2记录日志的步骤。

3.1 编写配置文件 

配置文件用来配置日志信息，自定义日志的输出位置、格式和内容。配置文件的扩展名可为.xml、.json或.jsn等。Log4j 2中没有默认的配置文件，需要手工创建，一般使用log4j2.xml命名配置文件(必须使用log4j2作为文件名，不然控制台上不会显示日志信息，log4j2文件必须放在src首级目录中)； 

3.2 定义日志记录器

 在使用Log4j 2时，需要先在类中获取一个Logger对象，然后通过调用静态方法LogManager.getLogger()实现。这个Logger对象被称为日志记录器。获取日志记录器的方法如下:

import org.apache.logging.log4j.LogManager;//这个一定不要选错了，不然不会使用你编写的xml文件的
import org.apache.logging.log4j.Logger;
//省略代码
private static Logger 对象名=LogManager.getLogger(类名.class.getName());

在上面的代码中，使用getLogger()方法获取了一个Logger对象，该方法有一个String类型参数，使用".class.getName()"获取当前类全名作为参数。 

3.3 记录日志

3.3.1 常用的日志记录方法

Logger类可供开发人员记录日志信息，它提供了一系列方法来输出不同级别的日志信息，Logger类常用的日志记录方法如下:

3.3.1.1 记录debug级别日志 

public void debug(Object msg)
public void debug(Object msg,Throwable t)


3.3.1.2 记录info级别日志

public void info(Object msg)
public void info(Object msg,Throwable t)

3.3.1.3 记录warn级别日志

public void warn(Object msg)
public void warn(Object msg,Throwable t)

3.3.1.4 记录error级别日志

public void error(Object msg)
public void error(Object msg,Throwable t)

3.3.1.5 记录fatal级别日志

public void fatal(Object msg)
public void fatal(Object msg,Throwable t)

3.3.2 日志记录器的日志级别

all<trace<debug<info<warn<error<fatal<OFF

  • all:最低等级，用于打开所有日志记录
  • trace:用于程序追踪输出
  • debug:指出细粒度信息事件，对调试应用程序是非常有帮助的。
  • info:在粗粒度级别上指明消息，强调应用程序的运行过程。
  • warn:表示警告信息，即可能出现的潜在错误。
  • error:指出错误事件，但仍然不影响系统的继续运行。
  • fatal:指出严重的错误事件，将会导致应用程序退出。
  • OFF:最高等级，用于关闭所有日志记录。

在获取了Logger对象后，就可以在代码中调用这些方法记录日志了。

3.3.2.1 日志格式要求

为了让日志有所区分，在信息输入及正常执行的情况下，信息记录为debug级别的日志；在发生异常的情况下，信息记录为error级别的日志。格式要求如下: 

  • 控制台日志的记录内容:执行位置、记录日志级别及输出信息；
  • 文本日志的记录内容:日期和时间(精确到秒)、执行位置、记录日志级别及输出信息；
  • 编写配置文件log4j2.xml

XML即可扩展标记语言，是一类较简单的数据存储语言。可用一系列的标记描述数据。XML文件格式时一种较灵活地方纯文本格式，XML文件在许多方面类似于HTML文件。

3.3.3 xml案例

 在以上配置文件中，file节点设置日志的输出位置为log/test.log文件，并在其中配置了日志输出格式。在root节点中，配置的level值为"all"，表示可以输出所有级别的日志信息。如果只需输出error级别的日志，则只需将level的值改为"error"。appender-ref节点用于指定日志按appenders集合中的哪个配置进行输出，appender-ref引用的值需与appenders中匹配节点的name属性一致，而不与节点名一致，这里要引起注意。

3.3.4 xml文件配置文件的各节点及其属性介绍

3.3.4.1 configuration

根节点，其中可定义appenders节点和loggers节点，属性包含以下内容:
status:可以用来指定Log4j 2本身打印日志的级别；
monitorinterval:用来设置配置文件的动态加载时间，单位是秒，最小是5秒；

3.3.4.2 appenders

日志输出目的地集合，包含Console、RollingFile、File三类appender节点，这些节点可配置日志输出位置； 

3.3.4.3 Console

日志输出到控制台的配置节点，属性包含如下内容:
name:指定节点名称；
target:SYSTEM_OUT或SYSTEM_ERR，一般默认为SYSTEM_OUT；
PatternLayout:设置输出格式 ；

3.3.4.4 File

日志输出到控制台的配置节点，属性包含如下内容:
name:指定appender名称；
filename:指定输出日志的目的文件，必须是全路径的文件名；
PatternLayout:输出格式，不设置时，默认为%m%m ；

3.3.4.5 loggers

logger节点集合，其常见的子节点包含Root和Logger，可配置多个logger； 

3.3.4.6 root

用来指定项目的根日志。如果没有单独的logger节点，则会默认按此节点配置进行日志输出；
level:指出日志级别，从高到低有八个级别；

3.3.4.6 logger

用来单独指定日志的形式。例如，需要为包下的class指定不同的日志级别等。属性包含如下内容。
name:指定该logger所适用的类或类所在包的全路径；
level:日志输出级别；
appender-ref:指定日志输出的目标appender；

3.3.5 日志输出格式的常用占位符 

3.3.5.1 常用的占位符及其含义

%d:用来设置输出日志的日期和时间，默认格式为ISO8601。也可以在其后指定格式如%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss}，输出的格式类似于2021-03-10 16:43:08；
%m:输出代码中指定的消息；
%t:用来输出当前线程的名称;
%5level:输出日志级别，-5表示左对齐并固定输出5个字符；如果不足，则在右边补0。
%l(这个是L的小写，不要看成I或者1了):用来输出日志事件的发生位置，包括类名、发生的线程，以及在代码中的行数。例如，如果输出为cn.java.log.Test.main(Test.java:25)，则说明日志事件发生在cn.java.log包下的Test类的main线程中，在代码中的行数为第25行；
%logger:输出logger名称；
%msg:日志文本；
%n:换行； 

3.3.6 编写存入的格式注意

只需在xml文件中编写存入的格式，然后调用Logger对象(不要选错了，要是对应的xml文件的Logger对象)，对象值是导入的xml文件(LogManager).getLogger(类名.class.getName());然后调用这个对象的对应级别日志就会按照你输入的内容存入文件中(File节点)和打印到控制台中(Console节点)；

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