Log4Net结构详解

当我们在描述为系统做日志这个动作的时候，实际上描述了3个点；做日志，其实就是在规定，在什么地方 用什么日志记录器 以什么样的格式做日志。把三个最重要的点抽取出来，即什么地方，日志记录器，什么格式。在Log4net中，就使用了三个最重要的组件来描述这三个要素，即Logger：日志记录器、Appender：什么地方、 Layout：什么格式。 下面我们就分别来看看这三个对象在Log4net中起的重要作用和一些基本的规则用法。

1、Logger

之前我们在创建Logger的时候，都是使用LogManager.GetLogger("seven");方法来得到一个类绑定的日志记录器的。实际上，当我们说把一个日志记录器绑定在一个类上，这种说法是不准确的，正确的说，我们仅仅是使用给定的类的全限定名为Logger取了一个名字。这里请大家注意一下，Logger都是有名字的，假如我们除开rootLogger不谈，我们可以把Logger想象成一张表里面的数据，Logger对应的名字就是其主键，当两个Logger的名字相同，这两个Logger就是同一个Logger实例。我们可以简单的通过一个实例来验证：

 static void Main(string[] args)

        {

            log4net.Config.BasicConfigurator.Configure();

            ILog log = LogManager.GetLogger("seven");

            ILog log2 = LogManager.GetLogger("seven");

            log.Debug(log == log2);

            Console.ReadKey();

        }

控制台打印：30 [9] DEBUG  seven<null>  - true；说明Logger自身维护着每一个名字的Logger实例的引用，保证相同名字的Logger在不同地方获取到的实例是一致的，这样就允许我们在统一的代码中配置不同Logger的特性。

另外，Logger的层次结构，也是靠Logger的名字来区分的，比如：名称为DoNet的Logger就是DoNet.Seven的父Logger；DoNet.Seven是DoNet.Seven.Song的父Logger；Logger的体系结构和命名空间的结构划分类似，使用.来区分；所以我们前面才说，使用类的全限定名是最简单，也是最符合logger的体系结构的命名方式。当然，你也可能使用任何的能想到的方式去处理Logger的命名；这也是可以的。

看到这里，可能有的人会提出疑问，那既然Logger的层次结构是按照Logger的名字来创建的，那在创建Logger的时候，是否必须按照其结构来顺序创建Logger？比如：

ILog log = LogManager.GetLogger("DoNet");

ILog log = LogManager.GetLogger("DoNet.Seven");

ILog log = LogManager.GetLogger("DoNet.Seven.Song");

是否必须要按照这个顺序创建呢？不需要。在做前面的示例的时候，我们说到，大家可能认为当我们通过ILog log = LogManager.GetLogger("DoNet.Seven.Song");的时候，Log4J其实为我们创建了DoNet；DoNet.Seven和DoNet.Seven.Song这三个Logger；其实不然，如果是这样的话，Log4net可能会产生非常多不必要的Logger。所以，真正的方式应该是，当我通过ILog log = LogManager.GetLogger("DoNet.Seven.Song");的时候，Log4net仅仅为我们创建了DoNet.Seven.Song这个Logger；而当我们再次使用ILog log = LogManager.GetLogger("DoNet.Seven");的时候，Log4net才会为我们创建DoNet.Seven这个Logger，并且Log4net会自动的去寻找这个Logger的上下级关系，并自动的把这个新创建的Logger添加到已有的Logger结构体系中。

在Logger中，非常重要的一个组件，就是Logger的日志级别，即Level。关于Level的划分，使用，我们在前面的例子中已经大概了解到了，下面来看看完整的Level的定义和其在Logger体系中的继承方式，这是一个很简单的概念。
首先，在Log4net中，为我们默认的定义了7种不同的Level级别，即all<debug<info<warn<error<fatal<off；而这7中Level级别又刚好对应着Level类中的7个默认实例：Level.ALL;Level.DEBUG;Level.INFO;Level.WARN;Level.ERROR;Level.FATAL和Level.OFF。我们在之前也只看到了其中的debug到fatal这5种；这五种日志级别正好对应着Logger中的五个方法，即：
 void Debug(object message);

void Info(object message);

void Warn(object message);

void Error(object message);

void Fatal(object message);

当然也对应着一些扩展方法，方便使用，这里不列举了。Log4Net学习【一】我们已经介绍了Logger的基本使用，以及Level的使用和限制。其实，在真正使用Log4net的时候，我们一般都不需要使用代码的方式去配置Level，这些配置更多的时候是使用配置文件来完成的，这个后面会详细介绍。但是，不管使用什么样的配置文件，最终也会解释成这样的配置代码，所以，理解了这些代码，再去使用配置文件，会更加清楚到底配置文件在干什么

2、Appender

使用Logger的日志记录方法，仅仅是发出了日志记录的事件，具体日志要记录到什么地方，需要Appender的支持。在Log4net中，Appender定义了日志输出的目的地。在上面所有的示例当中，我们日志输出的目的地都是控制台，在Log4j中，还有非常多的Appender可供选择，可以将日志输出到文件，网络，数据库等等，这个后面再介绍。说到这里，可能有人就已经会思考，既然Logger对象的info()等方法仅仅是发出了日志记录的事件，还需要指定输出目的地；那么我们之前的示例代码也并没有为任何一个Logger设置Appender啊？其实这很好理解，我们回顾一下之前的Level，按道理，也应该为每一个Logger指定对应的日志输出级别，但是我们也并没有这样做，正是因为Logger本身存在一个完整的体系结构，而Level能够在这个结构中自下而上的继承。同理，Appender也具有这种继承的特性.

 log4net.Config.BasicConfigurator.Configure();

            ILog log = LogManager.GetLogger("DoNet.Seven");

            log.Logger.Repository.Threshold = Level.Info;

            #region 给log添加一个Append

            IBasicRepositoryConfigurator configurableRepository = log.Logger.Repository as IBasicRepositoryConfigurator;

            SimpleLayout layout=new SimpleLayout();

            FileAppender appender = new FileAppender(layout, "test.log");

            configurableRepository.Configure(appender);

            #endregion

            ILog log2 = LogManager.GetLogger("DoNet.Seven.Song");

            log.Debug("debug");

            log.Info("Info");

            log.Error("Error");

            log2.Debug("Debug2");

            log2.Info("Info2");

            log2.Error("Error2");

            Console.ReadKey();

结果如下：

这里文件中的输出明显已经和控制台的输入不一致了，在这里说明了两个问题：

1、在Log4Net中，这个特性叫做Appender的追加性。默认情况下，所有的Logger都自动具有追加性，通过一个表来说明

但是，在某些情况下，这样做反而会引起日志输出的混乱。有些时候，我们并不希望Logger具有追加性。比如在上面这张表中，我们想让DoNet.Seven.Song只需要继承A2和自己的A3Appender，而不想使用root上面的A1 Appender，又该怎么做呢？
 其实很简单，在Logger上，都有一个additivity属性，如果设置additivity为false，则该logger的子类停止追加该logger之上的Appender；如果设置为true，则具有追加性。修改一下上表：

3、 Layout

Logger规定了输出什么日志，Appender规定了日志输出到哪里，当然，我们还会奢望，以什么样的方式输出日志。这就涉及到之前我们在观察Appender的时候创建ConsoleAppender和FileAppender都需要传入的Layout。在Log4net中，Layout对象提供了以什么样的方式格式化日志。这个对象是绑定在Appender之上的，一般在Appender创建的时候指定。

下面就简单看一个最常使用的Layout：PatternLayout。PatternLayout允许使用标准的输出格式来指定格式化日志消息的样式。举个简单的例子，可能之前大家看到的使用BasicConfigurator配置的输出的日志样式和我们使用SimpleLayout输出的样式不一样，这些Layout的输出样式都是默认的，我们也可以手动置顶一些format，正如下面这样：

 log4net.Config.BasicConfigurator.Configure();

            ILog log = LogManager.GetLogger("DoNet.Seven");

            log.Logger.Repository.Threshold = Level.Info;

            #region 给log添加一个Append

            IBasicRepositoryConfigurator configurableRepository = log.Logger.Repository as IBasicRepositoryConfigurator;

            PatternLayout layout = new PatternLayout("%d[%t]%-5p %c [%x] - %m%n");

            layout.ConversionPattern = PatternLayout.DefaultConversionPattern;

            FileAppender appender = new FileAppender(layout, "test.log");

            configurableRepository.Configure(appender);

            #endregion

            ILog log2 = LogManager.GetLogger("DoNet.Seven.Song");

            log.Debug("debug");

            log.Info("Info");

            log.Error("Error");

            log2.Debug("Debug2");

            log2.Info("Info2");

            log2.Error("Error2");

文件中的样式是我们通过 PatternLayout layout = new PatternLayout("%d[%t]%-5p %c [%x] - %m%n");

这个Layout控制的，那么我们在创建Layout的时候传递了一个字符串，是什么意思呢？在这个模式中，有很多以%开头的参数，每一个特定的参数代表着一种日志的内容，这就是log4net.Layout.PatternLayout中的转换模式（ConversionPattern）

%m(message):输出的日志消息，如ILog.Debug(…)输出的一条消息

%n(new line):换行

%d(datetime):输出当前语句运行的时刻

%r(run time):输出程序从运行到执行到当前语句时消耗的毫秒数

%t(thread id):当前语句所在的线程ID

%p(priority): 日志的当前优先级别，即DEBUG、INFO、WARN…等

%c(class):当前日志对象的名称

%L：输出语句所在的行号

%F：输出语句所在的文件名

%-数字：表示该项的最小长度，如果不够，则用空格填充

例如，转换模式为%r [%t]%-5p %c - %m%n 的 PatternLayout 将生成类似于以下内容的输出：

176 [main] INFO  org.foo.Bar - Located nearest gas station.

4、组件的使用

前面简单的了解了Log4J中最重要的3个组件，下面我们来看看Log4j是怎么使用这3个组件完成当我们调用logger.debug()方法能在控制台上打印出日志信息的。
    第一步，继承数体系上的门槛检查：首先当调用info()方法后，Log4J会立刻使用该Logger所在的体系结构中设置的门槛去检查当前日志的级别。如果级别不够，立刻作废当前日志请求。
    第二步，Level级别检查：使用当前Logger上设置的或者继承的Level级别来检查当前的日志级别。如果当前日志级别不够，立刻作废当前日志请求。
    第三步，创建LoggingEvent对象：当日志审核通过，Log4J就会创建一个LoggingEvent对象（即日志事件对象）。在该对象中，会保存和本次日志相关的所有参数信息，包括日志内容，日志时间等。
    第四步，执行Appender：当创建完成LoggingEvent对象时候，会该对象交给当前logger上起作用的所有的Appender对象，并调用这些对象的doAppend方法来处理日志消息。
    第五步，格式化日志消息：接下来，会使用每一个Appender绑定的Layout对象（如果有）来格式化日志消息。Layout对象会把LoggingEvent格式化成最终准备输出的String。
    第六步，输出日志消息：当得到最终要输出的String对象之后，appender会把字符输出到最终的目标上，比如控制台或者文件。
    三个主要组件的组成结构：
    
    日志执行流程图：