Log4j最佳实践

2022-04-13 23:33:34

本文是结合项目中使用Log4j总结的最佳实践，非转载。网上可以找到的是这一篇《Log4j最佳实践》。本来Log4j使用是非常简单的，无需多介绍其用法，这只是在小型项目中；但在大型的项目中使用log4j不太一样。大型项目非常依赖日志，因为解决线上问题必须依靠log，依靠大量的日志！线上出现问题往往不能重现，而且无法调试，log是必须中的必须，解决线上问题全靠它。本文内容：

大型项目中Log4j的使用注意点
Log4j为性能考虑的注意点
a). 避免输出'%C', '%F', '%L' '%M' 等位置信息
b). 使用异步（异步写文件，异步写数据库）
把ERROR信息输出到单独的文件
在基类写log4j日志要注意的问题
Log4j基础知识
Log4j的AsyncAppender存在的严重问题

大型项目中Log4j的使用注意点

在大型项目中使用Log4j要注意下面几点：

不能因为写log使得系统性能变慢（最好使用异步）
log能易于定位问题，log要能体现何时（精确到毫秒级）、在哪（包、机器、类、函数、行、文件等）、发生了什么问题、以及严重性
log要易于自动、手工、半自动分析（如记录文件太大则不能打开分析，写数据库等）
能根据模块/包来动态单独配置log级别（FATAL – ERROR – WARNING – INFO – DEBUG - TRACE）和单独配置输出文件等
可以用grep分析出独立的行，尽量不要分行
有时调试线上问题还需要非常丰富的信息，例如：进入模块和函数的入口参数信息、完成某项操作耗费的时间、SessionID、机器IP地址和端口号、版本号、try{}catch{}里面的StackTrace信息。
大型系统的日志文件应该定期用gzip压缩并移动到一个专门的档案日志服务器。应该每天晚上，或者每小时这样做一次。
不要随便从网上复制一个Log4j的配置文件，你必须深入理解里面的每一个配置项代表的含义！
如果你拼装的动作比较耗资源，请用if ( log.isDebugEnabled() )
千万不要try{}catch{}了异常却没有记录日志
不要仅记录到数据库，记录文件更加可靠，因为记录到数据库可能发生网络和数据库异常，没有记录本地磁盘可靠。

例如下面这个启动日志包含了版本号、耗费时间、userID等等丰富的信息：

Log4j为性能考虑的注意点

为系统性能考虑，使用Log4j注意下列几点：

避免输出'%C', '%F', '%L' '%M' 等位置信息
尽量使用异步
为每个模块设置单独的输出文件
每次调用前检查if(logger.isDebugEnabled()){ logger.debug(……) }

a). 避免输出'%C', '%F', '%L' '%M' 等位置信息

当配置文件中的配置项包含Location信息时候会非常昂贵，因此，需要避免'C', 'F', 'L' 'M' 等位置信息的记录（参数配置项详细说明）。

%C - 输出类名
%F - 输出文件名
%L - 输出行号
%M - 输出函数名

（注意：当配置为异步输出的时候，以上位置信息可能会显示为问号？，因为是在另外一个线程记录的调用信息。此时，我们可以使用下面的方法来获取类名和函数名：

StackTraceElement se = Thread.currentThread().getStackTrace()[2];

String msg = se.getClassName() + "-[" + se.getMethodName() + "] " + errorMessage;

）

b). 使用异步（异步写文件，异步写数据库）

Log4j异步写可以使用默认的appender：org.apache.log4j.AsyncAppender，配置文件log4j.xml样例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>

<!DOCTYPE log4j:configuration SYSTEM "log4j.dtd">  

<log4j:configuration xmlns:log4j='http://jakarta.apache.org/log4j/' debug="false">  

   <appender name="DAILY_FILE" class="org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender">

    <layout class="org.apache.log4j.PatternLayout">

      <param name="ConversionPattern" value="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss,SSS} %5p %c %x - %m%n"/>

    </layout>

    <param name="File" value="log/log4j.log"/>

    <param name="DatePattern" value="'.'yyyy-MM-dd"/>

  </appender>  

  <appender name="ASYNC_FILE" class="org.apache.log4j.AsyncAppender">

    <param name="BufferSize" value="10000"/>

    <param name="Blocking" value="false"/>

    <appender-ref ref="DAILY_FILE"/>

  </appender> 

  <appender name="DB_OUT" class="org.apache.log4j.jdbc.JDBCAppender">

      <param name="URL" value="jdbc:postgresql://192.168.1.34:5432/myDB" />

      <param name="Driver" value="org.postgresql.Driver"/>

      <param name="User" value="aaa"/>

      <param name="Password" value="bbb"/>

      <param name="Sql" value="INSERT INTO tracelog (ModuleName ,LoginID,UserName,Class, Method,createTime,LogLevel,MSG) values ('%c', '','','','','%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss,SSS}','%p','%m')"/>

   </appender>

  <appender name="ASYNC_DB" class="org.apache.log4j.AsyncAppender">

    <param name="BufferSize" value="10000"/>

    <param name="Blocking" value="false"/>

    <appender-ref ref="DB_OUT"/>

  </appender>  

  <root>

    <level value="info"/>

    <appender-ref ref="ASYNC_DB" />

    <appender-ref ref="ASYNC_FILE" />

  </root>  

  <logger name="PACKAGE_1" additivity="false">

    <level value="info"/>

    <appender-ref ref="ASYNC_DB" />

    <appender-ref ref="ASYNC_FILE" />

  </logger>  

  <logger name="PACKAGE_2" additivity="false">

    <level value="info"/>

    <appender-ref ref="ASYNC_DB" />

    <appender-ref ref="ASYNC_FILE" />

  </logger>  

</log4j:configuration>

上面的配置文件包含异步写文件和异步写入postgreSQL数据库的配置，默认是root，也有各个Package的配置。用的时候可以写一个logUtil的类来初始化这个log4j.xml:

package com.ibm;

import org.apache.log4j.Logger;

import org.apache.log4j.xml.DOMConfigurator;

public class LogUtil implements ILogUtil {

	public static LogUtil getInstance() {

		if (instance == null)

			instance = new LogUtil();

		return instance;

	}

	@Override

	public void init()  {

		//PropertyConfigurator.configure("conf/log4j.properties");

		DOMConfigurator.configure("conf/log4j.xml");

	}

	@Override

	public void close() {

	}

	@Override

	public void logError(String errorMessage) {

		logger.error(errorMessage.replace("'", "''"));

	}

	@Override

	public void logWarn(String warnMessage) {

		logger.warn(warnMessage.replace("'", "''"));

	}

	@Override

	public void logInfo(String infoMessage) {

		logger.info(infoMessage.replace("'", "''"));

	}

	@Override

	public void logDebug(String debugMessage) {

		logger.debug(debugMessage.replace("'", "''"));

	}

	@Override

	public void logFatal(String fatalMessage) {

		logger.fatal(fatalMessage.replace("'", "''"));

	}

	private LogUtil() {

	}

	private static Logger getPackageLogger(String packageName){

		if(packageName.equals(PackageName.PACKAGE_1.toString()))

			return Logger.getLogger(PackageName.PACKAGE_1.toString());

		else if(packageName.equals(PackageName.PACKAGE_2.toString()))

			return Logger.getLogger(PackageName.PACKAGE_2.toString());

		else

			return Logger.getRootLogger();

	}

	@Override

	public void logError(String packageName, String errorMessage) {

		getPackageLogger(packageName).error(errorMessage.replace("'", "''"));

	}

	@Override

	public void logError(String packageName, String errorMessage,

			Throwable exception) {

		getPackageLogger(packageName).error(errorMessage.replace("'", "''"), exception);

	}

	@Override

	public void logWarn(String packageName, String warnMessage) {

		getPackageLogger(packageName).warn(warnMessage.replace("'", "''"));

	}

	@Override

	public void logWarn(String packageName, String warnMessage,

			Throwable exception) {

		getPackageLogger(packageName).warn(warnMessage.replace("'", "''"), exception);

	}

	@Override

	public void logInfo(String packageName, String infoMessage) {

		getPackageLogger(packageName).info(infoMessage.replace("'", "''"));

	}

	@Override

	public void logInfo(String packageName, String infoMessage,

			Throwable exception) {

		getPackageLogger(packageName).info(infoMessage.replace("'", "''"), exception);

	}

	@Override

	public void logDebug(String packageName, String debugMessage) {

		getPackageLogger(packageName).debug(debugMessage.replace("'", "''"));

	}

	@Override

	public void logDebug(String packageName, String debugMessage,

			Throwable exception) {

		getPackageLogger(packageName).debug(debugMessage.replace("'", "''"), exception);

	}

	@Override

	public void logFatal(String packageName, String fatalMessage) {

		getPackageLogger(packageName).fatal(fatalMessage.replace("'", "''"));

	}

	@Override

	public void logFatal(String packageName, String fatalMessage,

			Throwable exception) {

		getPackageLogger(packageName).fatal(fatalMessage.replace("'", "''"), exception);

	}

	private static Logger logger = Logger.getRootLogger();

	private static LogUtil instance;

}

具体各个Package可以调用：

LogUtil.getInstance().logError("PACKAGE_1", "error message....", e);

（注意：写数据库的时候配置文件log4j.xml里面有一菊SQL，这个SQL在写的message包含单引号或双引号的时候会爆异常，所以需要把单引号或双引号转义为两个单引号；我们自己的log可以控制，如果是例如Tomcat/jBoss写的log的message包含单引号或双引号的时候会写数据库异常，具体做法可以自定义JDBCAppender，参考这一片文章。自定义字段可以使用MDC和%X，参考这一片文章。）

上面的配置文件已经根据各个Package配置单独的log输出，可以配置为写某个文件，或单独写数据库，或是组合，都可以灵活根据自己的需要配置。

(AsyncAppender中BufferSize/默认128的含义：the number of messages allowed in the event buffer before the calling thread is blocked (if blocking is true) or until messages are summarized and discarded.)

JDBCAppender存在没有数据库连接池的问题，可以扩展一下JDBCAppender，引入第三方连接池例如C3P0:

package com.ibm.log4j.jdbcplus;

import org.apache.log4j.jdbc.JDBCAppender;

import org.apache.log4j.spi.LoggingEvent;

import java.sql.Connection;

import java.sql.SQLException;

import org.apache.log4j.spi.ErrorCode;

import com.codestudio.sql.PoolMan;  

public class DBAppender extends JDBCAppender {

	/**通过 PoolMan 获取数据库连接对象的 jndiName 属性*/

    protected String jndiName;

    /**数据库连接对象*/

    protected Connection connection = null;

    public DBAppender() {

        super();

    }  

    @Override

    protected void closeConnection(Connection con) {

        try {

            if (connection != null && !connection.isClosed())

                connection.close();

        } catch (SQLException e) {

            errorHandler.error("Error closing connection", e, ErrorCode.GENERIC_FAILURE);

        }

    }  

    @Override

    protected Connection getConnection() throws SQLException {  

        try {

            //通过 PoolMan 获取数据库连接对象(http://nchc.dl.sourceforge.net/project/poolman/PoolMan/poolman-2.1-b1/poolman-2.1-b1.zip)

            Class.forName("com.codestudio.sql.PoolMan");

            connection= PoolMan.connect("jdbc:poolman://" + getJndiName());

        } catch (Exception e) {

            System.out.println(e.getMessage());

        }

        return connection;

    }

    /**

     * @return the jndiName

     */

    public String getJndiName() {

        return jndiName;

    }

    /**

     * @param jndiName the jndiName to set

     */

    public void setJndiName(String jndiName) {

        this.jndiName = jndiName;

    }  

	@Override

	public void append(LoggingEvent event) {

		if (event.getMessage() != null)

			event.getMessage().toString().replace("'", "''");

//		if (event.getThrowableInformation() != null)

//			event.getThrowableInformation().toString().replace("'", "''");

		buffer.add(event);

		if (buffer.size() >= bufferSize)

			flushBuffer();

	}

}

把ERROR信息输出到单独的文件

如果你的日志级别是INFO，想把ERROR log输出到单独的文件，可以这样配置：

<appender name="ERROR_FILE">

   <param name="Threshold" value="ERROR"/>

</appender>

<appender name="GENERAL">

   <param name="Threshold" value="INFO"/>

</appender>

<logger name="com.acme">

  <level value="INFO"/>

  <appender-ref ref="ERROR_FILE"/>

  <appender-ref ref="GENERAL"/>

</logger>

在基类写log4j日志要注意的问题

最后要注意的是，如果你把写日志这部分封装到一个独立的jar包模块里面（在基类或者静态类里面写日志），就会导致输出的类名、函数名都是基类的类名和函数名，这将是重大的错误。因为下面的这行：

private static Logger log = Logger.getLogger( MyClass.class );

如果你获得的是基类的logger那就永远是基类的logger。这一点需要注意.

Log4j基础知识

如果你对Log4j基础不熟悉，建议你学习一下什么是log4j里面的logger, root logger, appender, configuration、Additivity和layout.

SocketAppender / JMSAppender

除了AsyncAppender,你还可以使用SocketAppender, JMSAppender...和其它各种log4j的appender。当然，除了log4j，你也可以转到slf4j, logBack.

Log4j的AsyncAppender存在的严重问题

Log4j的异步appender也就是AsyncAppender存在性能问题（现在Log4j 2.0 RC提供了一种新的异步写log的机制(基于disruptor)来试图解决问题），问题是什么呢？异步写log有一个buffer的设置，也就是当队列中多少个日志的时候就flush到文件或数据库，当配置为blocking=true的时候，当你的应用写日志很快，log4j的缓冲队列将很快充满，当它批量flush到磁盘文件的时候，你的磁盘写入速度很慢，会发生什么情况？是的，队列阻塞，写不进去了，整个log4j阻塞了，始终等待队列写入磁盘/DB，整个异步线程死了变成同步的了？而当配置为blocking=false的时候，不会阻塞但会扔出异常并丢弃消息。你是希望log4j死掉，还是希望后续消息被丢弃？都是问题。

当然，一个办法是把缓冲bufferSize设大一点。最好的解决办法：1、自己实现消息队列和自定义的AsyncAppender； 2. 等log4j 2.0 成熟发布。

（注：log4j 2 由于采用了LMAX Disruptor，性能超过原来AsyncAppender几个数量级，支持每秒并发写入1800万条日志）

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