关于java:最牛逼的-Java-日志框架性能无敌横扫所有对手

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作者：空无 \
链接：https://juejin.cn/post/694575…

Logback 算是 JAVA 里一个老牌的日志框架，从 06 年开始第一个版本，迭代至今也十几年了。不过 logback 最近一个稳固版本还停留在 2017 年，好几年都没有更新；logback 的兄弟 slf4j 最近一个稳定版也是 2017 年，有点凉凉的意思。

而且 logback 的异步性能切实拉跨，性能简陋，配置又繁琐，远不迭 Apache 的新一代日志框架 – Log4j2

目前来看，Log4j2 就是王者，其余日志框架都不是对手

Log4j2 简介

Apache Log4j 2 是 Log4j(1) 的升级版，比它的先人 Log4j 1. x 有了很大的改良，和 logback 比照有很大的改良。除了外部设计的调整外，次要有以下几点的大降级：

  • 更简化的配置
  • 更弱小的参数格式化
  • 最夸大的异步性能

Log4j 2 中，分为 API(log4j-api） 和 实现(log4j-core) 两个模块。API 和 slf4j 是一个类型，属于日志形象 / 门面，而实现局部，才是 Log4j 2 的外围。

  • org.apache.logging.log4j » log4j-api
  • org.apache.logging.log4j » log4j-core

最牛逼的性能

最强的异步性能

这个个性，算是 Log4j2 最强之处了。log4j2 在目前 JAVA 中的日志框架里，异步日志的性能是最高的，没有之一。

先来看一下，几种日志框架 benchmark 比照后果（log4j2 官网测试后果）：

从图

上能够看出，log4j2 的异步（全异步，非混合模式）下的性能，远超 log4j1 和 logback，几乎吊打。压力越大的状况下，吞吐上的差距就越大。

在 64 线程测试下，log4j2 的吞吐达到了 180w+/s，而 logback/log4j1 只有不到 20w，相差近十倍

零 GC（Garbage-free）

从 2.6 版本开始（2016 年），log4j2 默认就以零 GC 模式运行了。什么叫零 GC 呢？就是不会因为 log4j2 而导致 GC。

log4j2 中 各种 Message 对象，字符串数组，字节数组等全副复用，不反复创立，大大减少了无用对象的创立，从而做到“零 GC”。

更高性能 I/O 写入的反对

log4j 还提供了一个 MemoryMappedFileAppender，I/O 局部应用 MemoryMappedFile 来实现，能够失去极高的 I / O 性能。

不过在应用 MemoryMappedFileAppender 之前，得确定你足够理解 MemoryMappedFile 的相干常识，否则不要轻易应用呦。

更弱小的参数格式化

API 模块和 slf4j 相比，提供了更丰盛的参数格式化性能。

应用 {} 占位符格式化参数

在 slf4j 里，咱们能够用 {} 的形式来实现“format”的性能（参数会间接 toString 替换占位符），像上面这样：

logger.debug("Logging in user {} with birthday {}", user.getName(), user.getBirthdayCalendar());

应用 String.format 的模式格式化参数

log4j2 中除了反对 {} 的参数占位符，还反对 String.format 的模式：

public static Logger logger = LogManager.getFormatterLogger("Foo");
 
logger.debug("Logging in user %s with birthday %s", user.getName(), user.getBirthdayCalendar());
logger.debug("Logging in user %1$s with birthday %2$tm %2$te,%2$tY", user.getName(), user.getBirthdayCalendar());
logger.debug("Integer.MAX_VALUE = %,d", Integer.MAX_VALUE);
logger.debug("Long.MAX_VALUE = %,d", Long.MAX_VALUE);

留神，如果想应用 String.format 的模式，须要应用 LogManager.getFormatterLogger 而不是LogManager.getLogger

应用 logger.printf 格式化参数

log4j2 的 Logger 接口中，还有一个 printf 办法，无需创立 LogManager.getFormatterLogger，就能够应用String.format 的模式

logger.printf(Level.INFO, "Logging in user %1$s with birthday %2$tm %2$te,%2$tY", user.getName(), user.getBirthdayCalendar());

logger.debug("Opening connection to {}...", someDataSource);

“惰性”打日志（lazy logging）

这个性能尽管小，但十分实用。

在某些业务流程里，为了留根或追溯问题，须要残缺的打印入参，个别是把入参给用 JSON/XML 序列化后用 debug 级别打印：

logger.debug("入参报文：{}",JSON.toJSONString(policyDTO));

如果须要追溯问题时，会将零碎的日志级别调到 debug/trace，这样就能够打印。然而这里有个问题，尽管在 info 级别下 debug 不会输入内容，但 JSON.toJSONString()这个序列化的代码肯定会执行，重大影响失常流程下的执行效率。

咱们冀望的后果是 info 级别下，连序列化都不执行。这里能够通过 isDebugEnable 来判断以后配置下 debug 级别是否能够输入：

if(logger.isDebugEnabled()){logger.debug("入参报文：{}",JSON.toJSONString(policyDTO));
}

这样尽管能够防止不必要的序列化，但每个中央都这么写还是有点好受的，一行变成了三行。

log4j2 的 logger 对象，提供了一系列 lambda 的反对，通过这些接口能够实现“惰性”打日志：

void debug(String message, Supplier<?>... paramSuppliers);
void info(String message, Supplier<?>... paramSuppliers);
void trace(String message, Supplier<?>... paramSuppliers);
void error(String message, Supplier<?>... paramSuppliers);

// 等同于上面的先判断，后打印
logger.debug("入参报文：{}",() -> JSON.toJSONString(policyDTO));

if(logger.isDebugEnabled()){logger.debug("入参报文：{}",JSON.toJSONString(policyDTO));
}

这种 Supplier + Lambda 的模式，等同于下面的先判断 isDebugEnable 而后打印，三行的代码变成了一行。嗯，真香。

更简化的配置

Log4j 2 同时反对 XML/JSON/YML/Properties 四种模式的配置文件，不过最支流的还是 XML 的形式，最直观。

来看一下 logback 和 log4j2 的配置文件比照，同样性能的配置下：

logback.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration>
    <appender name = "File" class= "ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
        <file>logs/app.log</file>
        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
            <fileNamePattern>logs/archives/app-%d{yyyy-MM-dd}.log.gz</fileNamePattern>
            <!-- 一天内大于 size 就独自分隔 -->
              <maxFileSize>1 GB</maxFileSize>
        </rollingPolicy>
    </appender>
    <root level="info">
      <appender-ref ref="File"/>
    </root>
</configuration>

log4j2.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude"
               status="warn" name="XInclude">
    <Appenders>
          <RollingFile name="File" fileName="logs/app.log" filePattern="logs/archives/app-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log.gz">
              <PatternLayout pattern="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} %5p [%t] %-40.40c{1.} : %m%n"/>
              <Policies>
                  <TimeBasedTriggeringPolicy />
                  <!-- 一天内大于 size 就独自分隔 -->
                  <SizeBasedTriggeringPolicy size="1 GB"/>
              </Policies>
          </RollingFile>
    </Appenders>
    <Loggers>
        <Root level="INFO">
            <AppenderRef ref="File"/>
        </Root>
    </Loggers>
</Configuration>

在 log4j2 中，appender 的配置从应用 Appender 实现名即标签名的模式，语法上更简洁一些：

<RollingFile name="File">

<!-- 等同于 logback 中的 -->
<appender name = "File" class= "ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">

与其余日志形象 / 门面适配

log4j2 因为拆分为 API 和 实现两局部，所以可能也须要和其余日志框架进行适配，具体的日志框架适配计划请参考我的另一篇文章。

其余的特点

  1. 异步队列应用高性能队列 – LMAX Disruptor
  2. Appender 丰盛，有 JMS/JPA/KAFKA/Http/MONGODB/CouchDB/Socket/Script 等各种 Appender 的反对
  3. 反对自定义日志级别
  4. ……

根本用法

终于介绍完了 Log4j2 的弱小，当初来介绍下 Log4j2 的根本应用。

援用 log4j2 的 maven 依赖

log4j-api 在 log4j-core 中曾经有依赖了，间接依赖 core 即可

<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-core</artifactId>
    <version>2.14.1</version>
</dependency>

留神，援用 log4j2 时，须要留神我的项目中是否有多套日志框架共存 / 抵触，须要适配的问题。细节请参考下面的 与其余日志形象 / 门面适配

配置文件示例

首先是配置文件，默认的配置文件门路为：classpath:log4j2.xml（举荐应用 xml）

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude"
               status="warn" name="XInclude">
    <Properties>
      <Property name="PATTERN" value="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} %5p [%t] %-40.40c{1.} : %m%n"/>
    </Properties>
    <Appenders>
           <!-- 输入到控制台，仅在本地开发环境应用 -->
          <Console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
            <PatternLayout pattern="${PATTERN}"/>
          </Console>
          
        <!-- 输入到日志文件，滚动宰割日志文件，主动打包 gz-->
          <RollingFile name="File" fileName="logs/app.log" filePattern="logs/archives/app-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log.gz">
              <PatternLayout pattern="${PATTERN}"/>
              <Policies>
                    <!-- 默认一天一个文件 -->
                  <TimeBasedTriggeringPolicy />
                  <!-- 一天内大于 size 就独自分隔 -->
                  <SizeBasedTriggeringPolicy size="1 GB"/>
              </Policies>
          </RollingFile>
    </Appenders>
    <Loggers>
          <!-- 增加你的自定义 logger，个别用于辨别包名的日志，不同包名不同的级别 /appender -->
          <!-- additivity 意思是，调用完以后 appender，是否持续调用 parent logger appender，默认 true-->
          <Logger name="your logger/package name" level="debug" additivity="false"/>
          <!-- 默认的 Root Logger 级别 -->
        <Root level="INFO">
              <!-- 这里须要辨别下环境（配合 maven profile 之类的）-->
              <!-- 开发环境应用 Console Appender，生产环境应用 File Appender -->
            <AppenderRef ref="Console"/>
              <AppenderRef ref="File"/>
        </Root>
    </Loggers>
</Configuration>

XML 配置文件语法

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>;
<Configuration>
  <Properties>
    <Property name="name1">value</property>
    <Property name="name2" value="value2"/>
  </Properties>
  <filter  ... />
  <Appenders>
    <appender ... >
      <filter  ... />
    </appender>
    ...
  </Appenders>
  <Loggers>
    <Logger name="name1">
      <filter  ... />
    </Logger>
    ...
    <Root level="level">
      <AppenderRef ref="name"/>
    </Root>
  </Loggers>
</Configuration>

创立 Logger

间接应用 log4j2 的 api：

import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;

Logger logger = LogManager.getLogger(Log4j2Test.class);
logger.error(...);
logger.warn(...);
logger.info(...);
logger.debug(...);
logger.trace(...);

如果是配合 slf4j 应用也是能够的，只须要依照后面说的，提前做好适配，而后应用 slf4j 的 api 即可。不过如果是新零碎的话，倡议间接上 log4j2 的 api 吧，能够享受所有 log4j2 的性能，应用 slf4j 之类的 api 时，下面说的参数格式化之类的性能就无奈应用了。

全异步配置（重要！！）

举荐配置 log4j2 全异步（all async），在你的启动脚本中减少一个零碎变量的配置：

-Dlog4j2.contextSelector=org.apache.logging.log4j.core.async.AsyncLoggerContextSelector

总结

Log4j2 现在性能最强，性能最强，而且继续更新保护。

还在等什么？是时候替换你的 logback/log4j1 了！

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正文完
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2021-05-04
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