Apache Log4j详解

gggggds · 发表于 2016-12-30 07:51:58

Apache Logging Project Homepage: http://logging.apache.org/

Log4j的类图
http://heavyz.sourceforge.net/homepage/homepage_zh/comp/notes/images/log4j-arch.png

[list=]Logger - 日志写出器，供程序员输出日志信息
Appender - 日志目的地，把格式化好的日志信息输出到指定的地方去
ConsoleAppender - 目的地为控制台的Appender
FileAppender - 目的地为文件的Appender
RollingFileAppender - 目的地为大小受限的文件的Appender
Layout - 日志格式化器，用来把程序员的logging request格式化成字符串
PatternLayout - 用指定的pattern格式化logging request的Layout

Logger：日志写出器
Logger对象是用来取代System.out或者System.err的日志写出器，用来供程序员输出日志信息。

Logger的输出方法
Logger类对象提供一系列方法供程序员输出日志信息：

Java代码

publicvoiddebug(Objectmsg);
publicvoiddebug(Objectmsg,Throwablet);
publicvoidinfo(Objectmsg);
publicvoidinfo(Objectmsg,Throwablet);
publicvoidwarn(Objectmsg);
publicvoidwarn(Objectmsg,Throwablet);
publicvoiderror(Objectmsg);
publicvoiderror(Objectmsg,Throwablet);
publicvoidfatal(Objectmsg);
publicvoidfatal(Objectmsg,Throwablet);

public void debug(Object msg);

public void debug(Object msg, Throwable t);

public void info(Object msg);

public void info(Object msg, Throwable t);

public void warn(Object msg);

public void warn(Object msg, Throwable t);

public void error(Object msg);

public void error(Object msg, Throwable t);

public void fatal(Object msg);

public void fatal(Object msg, Throwable t);

Logger的命名规则
Logger由一个String类的名字识别，logger的名字是大小写敏感的，且名字之间具有继承的关系，子名有父名作为前缀，用点号.分隔。如：x.y是x.y.z的父亲。

根logger (root logger)是所有logger的祖先，它具有如下属性：1) 它总是存在的；2) 它不可以通过名字获得。

通过调用public static Logger Logger.getRootLogger()获得root logger；通过调用public static Logger Logger.getLogger(String name)或者public static Logger Logger.getLogger(Class clazz)获得（或者创建）一个named logger。后者相当于调用Logger.getLogger(clazz.getName())。

在某对象中，用该对象所属的类为参数，调用Logger.getLogger(Class clazz)以获得logger被认为是目前所知的最理智的命名logger的方法。

Log level
每个logger都被分配了一个日志级别 (log level)，用来控制日志信息的输出。未被分配level的logger将继承它最近的父logger的level。

每条输出到logger的日志请求(logging request)也都有一个level，如果该request的level大于等于该logger的level，则该request将被处理（称为enabled）；否则该request将被忽略。故可得知：

logger的level越低，表示该logger越详细
logging request的level越高，表示该logging request越优先输出

Level类中预定义了五个level，它们的大小关系如下：

Java代码

Level.ALL<Level.DEBUG<Level.INFO<Level.WARN<Level.ERROR<Level.FATAL<Level.OFF

Level.ALL < Level.DEBUG < Level.INFO < Level.WARN < Level.ERROR < Level.FATAL < Level.OFF

示例代码
以下代码将用自己所属的类为参数，创建一个logger，启用默认配置，设置其level并向其输出若干logging request。

Java代码

importorg.apache.log4j.Logger;
importorg.apache.log4j.BasicConfigurator;
importorg.apache.log4j.Level;
publicclassLog4jTest{
publicstaticvoidmain(Stringargv[]){
//CreatealoggerbythenameofclassLog4jTest.
Loggerlogger=Logger.getLogger(Log4jTest.class);
//Usethedefaultconfiguration.
BasicConfigurator.configure();
//SettheloggerleveltoLevel.INFO
logger.setLevel(Level.INFO);
//ThisrequestwillbedisabledsinceLevel.DEBUG<Level.INFO.
logger.debug("Thisisdebug.");
//Theserequestswillbeenabled.
logger.info("Thisisaninfo.");
logger.warn("Thisisawarning.");
logger.error("Thisisanerror.");
logger.fatal("Thisisafatalerror.");
return;
}
}

import org.apache.log4j.Logger;

import org.apache.log4j.BasicConfigurator;

import org.apache.log4j.Level;

public class Log4jTest {

public static void main(String argv[]) {

// Create a logger by the name of class Log4jTest.

Logger logger = Logger.getLogger(Log4jTest.class);

// Use the default configuration.

BasicConfigurator.configure();

// Set the logger level to Level.INFO

logger.setLevel(Level.INFO);

// This request will be disabled since Level.DEBUG < Level.INFO.

logger.debug("This is debug.");

// These requests will be enabled.

logger.info("This is an info.");

logger.warn("This is a warning.");

logger.error("This is an error.");

logger.fatal("This is a fatal error.");

return;

}

关于logger的两点说明

用同名参数调用Logger.getLogger(String name)将返回同一个logger的引用。故可以在一个地方配置logger，在另外一个地方获得配置好的logger，而无须相互间传递logger的引用。
logger的创建可以按照任意的顺序，即，父logger可以后于子logger被创建。log4j将自动维护logger的继承树。

Appender：日志目的地
每个logger都可以拥有一个或者多个appender，每个appender表示一个日志的输出目的地，比如console或者某个文件。可以使用Logger.addAppender(Appender app)为logger增加一个appender；可以使用Logger.removeAppender(Appender app)为logger移除一个appender。

默认情况下，logger的additive标志被设置为true，表示子logger将继承父logger的所有appenders。该选项可以被重新设置，表示子logger将不再继承父logger的appenders。

root logger拥有目标为system.out的consoleAppender，故默认情况下，所有的logger都将继承该appender。

// Log4j APIs : class Logger

// 为logger对象增加或者移除一个Appender对象

Java代码

publicvoidappAppender(Appenderapp);
publicvoidremoveAppender(Appenderapp);

public void appAppender(Appender app);

public void removeAppender(Appender app);

// 获得和设置additive标志：是否继承父logger的appenders
// 注意：在设置additive标志为false时，必须保证已经为该logger设置了新的appender，
// 否则log4j将报错：log4j:WARN No appenders could be found for logger (x.y.z).

Java代码

publicbooleangetAdditivity();
publicvoidsetAdditivity(booleanadditive);

public boolean getAdditivity();

public void setAdditivity(boolean additive);

ConsoleAppender
可以使用ConsoleAppender对象把日志输出到控制台。每个ConsoleAppender都有一个target，表示它的输出目的地。它可以是System.out，标准输出设备（缓冲显示屏）；或者是System.err，标准错误设备（不缓冲显示屏）。ConsoleAppender的使用方法参考如下API：

// Log4j APIs : class ConsoleAppender extends WriterAppender

// 构造方法，使用一个Layout对象构造一个ConsoleAppender对象
// 默认情况下，ConsoleAppender的target是System.out

Java代码

publicConsoleAppender(Layoutlayout);

public ConsoleAppender(Layout layout);

// 构造方法，使用一个Layout对象和一个target字符串构造ConsoleAppender对象
// target的可能取值为ConsoleAppender.SYSTEM_OUT和ConsoleAppender.SYSTEM_ERR

Java代码

publicConsoleAppender(Layoutlayout,Stringtarget);

public ConsoleAppender(Layout layout, String target);

FileAppender
可以使用FileAppender对象把日志输出到一个指定的日志文件中去。使用方法可以参考如下的API：

// Log4j APIs : class FileAppender extends WriterAppender

// 构造方法，使用一个Layout对象和日志文件名构造一个FileAppender对象

Java代码

publicFileAppender(Layoutlayout,Stringfilename)
throwsIOException;
publicFileAppender(Layoutlayout,Stringfilename,booleanappend)
throwsIOException;

public FileAppender(Layout layout, String filename)

throws IOException;

public FileAppender(Layout layout, String filename, boolean append)

throws IOException;

RollingFileAppender
可以使用FileAppender的子类RollingFileAppender对象，把日志输出到一个指定的日志文件中。不同的是该日志文件的大小受到限制，当日志内容超出最大的尺寸时，该文件将向上滚动（最老的日志被擦除）。还可以在该类对象中指定为日志文件做多少个备份。具体使用方法参考如下API：

// Log4j APIs : class RollingFileAppender extends FileAppender

// 构造方法，使用一个Layout对象和日志文件名构造一个RollingFileAppender对象

Java代码

publicRollingFileAppender(Layoutlayout,Stringfilename)
throwsIOException;
publicRollingFileAppender(Layoutlayout,Stringfilename,booleanappend)
throwsIOException;

public RollingFileAppender(Layout layout, String filename)

throws IOException;

public RollingFileAppender(Layout layout, String filename, boolean append)

throws IOException;

// 获得和设置日志备份文件的个数

Java代码

publicintgetMaxBackupIndex();
publicvoidsetMaxBackupIndex(intindex);

public int getMaxBackupIndex();

public void setMaxBackupIndex(int index);

// 获得和设置滚动日志文件的最大尺寸

Java代码

publiclonggetMaximumFileSize();
publicvoidsetMaximumFileSize(longsize);

public long getMaximumFileSize();

public void setMaximumFileSize(long size);

Layout：日志格式化器
每个appender都和一个layout相联系；layout的任务是格式化用户的logging request，appender的任务是把layout格式化好的输出内容送往指定的目的地。

PatternLayout
PatternLayout是Layout的一个子类，用来使用类似C语言的printf函数中使用的格式控制字符串来控制日志的输出格式。使用方法参考如下API：

// Log4j APIs : class PatternLayout extends Layout

// 无参数构造方法，使用DEFAULT_CONVERSION_PATTERN构造一个PatternLayout
// 注意：DEFAULT_CONVERSION_PATTERN为"%m%n"，只打印消息信息
public PatternLayout();

// 构造方法，使用自定义的pattern构造一个PatternLayout

Java代码

publicPatternLayout(Stringpattern);

public PatternLayout(String pattern);

// 获得和设置PatternLayout对象的日志pattern

Java代码

publicStringgetConversionPattern();
publicvoidsetConversionPattern(Stringpattern);

public String getConversionPattern();

public void setConversionPattern(String pattern);

patterns in PatternLayout

Fixme (heavyz)
To be added...

Configuration：配置
对log4j环境的配置就是对root logger的配置，包括把root logger设置为哪个级别(level)；为它增加哪些appender，等等。这些可以通过设置系统属性的方法来隐式地完成，也可以在程序里调用XXXConfigurator.configure()方法来显式地完成。

默认的log4j初始化过程
Logger类的静态初始化块(static initialization block)中对log4j的环境做默认的初始化。注意：如果程序员已经通过设置系统属性的方法来配置了log4j环境，则不需要再显式地调用XXXConfigurator.configure()方法来配置log4j环境了。

Logger的静态初始化块在完成初始化过程时将检查一系列log4j定义的系统属性。它所做的事情如下：

检查系统属性log4j.defaultInitOverride，如果该属性被设置为false，则执行初始化；否则（只要不是false，无论是什么值，甚至没有值，都是否则），跳过初始化。
把系统属性log4j.configuration的值赋给变量resource。如果该系统变量没有被定义，则把resource赋值为"log4j.properties"。注意：在apache的log4j文档中建议使用定义log4j.configuration系统属性的方法来设置默认的初始化文件是一个好方法。
试图把resource变量转化成为一个URL对象url。如果一般的转化方法行不通，就调用org.apache.log4j.helpers.Loader.getResource(resource, Logger.class)方法来完成转化。
如果url以".xml"结尾，则调用方法DOMConfigurator.configure(url)来完成初始化；否则，则调用方法PropertyConfigurator.configure(url)来完成初始化。如果url指定的资源不能被获得，则跳出初始化过程。

BasicConfigurator.configure()
BasicConfigurator.configure()方法使用最简的方法配置log4j环境。注：所谓配置log4j环境，就是指配置root logger，因为所有其它的logger都是root logger的后代，所以它们（默认情况下）都将继承root logger的性质。

BasicConfigurator.configure()完成的任务是：

用默认pattern创建PatternLayout对象p：
PatternLayout p = new PatternLayout("%-4r[%t]%-5p%c%x - %m%n");
用p创建ConsoleAppender对象a，目标是system.out，标准输出设备：
ConsoleAppender a = new ConsoleAppender(p,ConsoleAppender.SYSTEM_OUT);
为root logger增加一个ConsoleAppender p：
rootLogger.addAppender(p);
把root logger的log level设置为DEBUG级别：
rootLogger.setLevel(Level.DEBUG);

xml格式的log4j配置文件概述
xml格式的log4j配置文件需要使用org.apache.log4j.xml.DOMConfigurator.configure()方法来读入。对xml文件的语法定义可以在log4j的发布包中找到：org/apache/log4j/xml/log4j.dtd。

log4j的xml配置文件的树状结构
log4j的xml配置文件的树状结构如下所示，注意下图只显示了常用的部分。

Java代码

xmldeclarationandDTD
|
log4j:configuration
|
+--appender(name,class)
||
|+--param(name,value)
|+--layout(class)
||
|+--param(name,value)
+--logger(name,additivity)
||
|+--level(class,value)
|||
||+--param(name,value)
|+--appender-ref(ref)
+--root
|
+--param(name,class)
+--level
||
|+--param(name,value)
+--appender-ref(ref)

xml declaration and DTD

|

log4j:configuration

|

+-- appender (name, class)

| |

| +-- param (name, value)

| +-- layout (class)

| |

| +-- param (name, value)

+-- logger (name, additivity)

| |

| +-- level (class, value)

| | |

| | +-- param (name, value)

| +-- appender-ref (ref)

+-- root

|

+-- param (name, class)

+-- level

| |

| +-- param (name, value)

+-- appender-ref (ref)

xml declaration and DTD
xml配置文件的头部包括两个部分：xml声明和DTD声明。头部的格式如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE log4j:configuration SYSTEM "log4j.dtd">

log4j:configuration (root element)

Java代码

xmlns:log4j[#FIXEDattribute]:定义log4j的名字空间，取定值"http://jakarta.apache.org/log4j/"
appender[*child]:一个appender子元素定义一个日志输出目的地
logger[*child]:一个logger子元素定义一个日志写出器
root[?child]:root子元素定义了rootlogger

xmlns:log4j [#FIXED attribute] : 定义log4j的名字空间，取定值"http://jakarta.apache.org/log4j/"

appender [* child] : 一个appender子元素定义一个日志输出目的地

logger [* child] : 一个logger子元素定义一个日志写出器

root [? child] : root子元素定义了root logger

appender
appender元素定义一个日志输出目的地。

Java代码

name[#REQUIREDattribute]:定义appender的名字，以便被后文引用
class[#REQUIREDattribute]:定义appender对象所属的类的全名
param[*child]:创建appender对象时传递给类构造方法的参数
layout[?child]:该appender使用的layout对象

name [#REQUIRED attribute] : 定义appender的名字，以便被后文引用

class [#REQUIRED attribute] : 定义appender对象所属的类的全名

param [* child] : 创建appender对象时传递给类构造方法的参数

layout [? child] : 该appender使用的layout对象

layout

Java代码

layout元素定义与某一个appender相联系的日志格式化器。
class[#REQUIREDattribute]:定义layout对象所属的类的全名
param[*child]:创建layout对象时传递给类构造方法的参数

layout元素定义与某一个appender相联系的日志格式化器。

class [#REQUIRED attribute] : 定义layout对象所属的类的全名

param [* child] : 创建layout对象时传递给类构造方法的参数

logger
logger元素定义一个日志输出器。

Java代码

name[#REQUIREDattribute]:定义logger的名字，以便被后文引用
additivity[#ENUMattribute]:取值为"true"（默认）或者"false"，是否继承父logger的属性
level[?child]:定义该logger的日志级别
appender-ref[*child]:定义该logger的输出目的地

name [#REQUIRED attribute] : 定义logger的名字，以便被后文引用

additivity [#ENUM attribute] : 取值为"true"（默认）或者"false"，是否继承父logger的属性

level [? child] : 定义该logger的日志级别

appender-ref [* child] : 定义该logger的输出目的地

root

Java代码

root元素定义根日志输出器rootlogger。
param[*child]:创建rootlogger对象时传递给类构造方法的参数
level[?child]:定义rootlogger的日志级别
appender-ref[*child]:定义rootlogger的输出目的地

root元素定义根日志输出器root logger。

param [* child] : 创建root logger对象时传递给类构造方法的参数

level [? child] : 定义root logger的日志级别

appender-ref [* child] : 定义root logger的输出目的地

level

Java代码

level元素定义logger对象的日志级别。
class[#IMPLIEDattribute]:定义level对象所属的类，默认情况下是"org.apache.log4j.Level类
value[#REQUIREDattribute]:为level对象赋值。可能的取值从小到大依次为"all"、"debug"、"info"、"warn"、"error"、"fatal"和"off"。当值为"off"时表示没有任何日志信息被输出
param[*child]:创建level对象时传递给类构造方法的参数

level元素定义logger对象的日志级别。

class [#IMPLIED attribute] : 定义level对象所属的类，默认情况下是"org.apache.log4j.Level类

value [#REQUIRED attribute] : 为level对象赋值。可能的取值从小到大依次为"all"、"debug"、"info"、"warn"、"error"、"fatal"和"off"。当值为"off"时表示没有任何日志信息被输出

param [* child] : 创建level对象时传递给类构造方法的参数

appender-ref

Java代码

appender-ref元素引用一个appender元素的名字，为logger对象增加一个appender。
ref[#REQUIREDattribute]:一个appender元素的名字的引用
appender-ref元素没有子元素

appender-ref元素引用一个appender元素的名字，为logger对象增加一个appender。

ref [#REQUIRED attribute] : 一个appender元素的名字的引用

appender-ref元素没有子元素

param

Java代码

param元素在创建对象时为类的构造方法提供参数。它可以成为appender、layout、filter、errorHandler、level、categoryFactory和root等元素的子元素。
nameandvalue[#REQUIREDattributes]:提供参数的一组名值对
param元素没有子元素

param元素在创建对象时为类的构造方法提供参数。它可以成为appender、layout、filter、errorHandler、level、categoryFactory和root等元素的子元素。

name and value [#REQUIRED attributes] : 提供参数的一组名值对

param元素没有子元素

在xml文件中配置appender和layout
创建不同的Appender对象或者不同的Layout对象要调用不同的构造方法。可以使用param子元素来设定不同的参数值。

创建ConsoleAppender对象
ConsoleAppender的构造方法不接受其它的参数。

Java代码

<appendername="console.log"class="org.apache.log4j.ConsoleAppender">
<layout...>
......
</layout>
</appender>

... ...

</layout>

</appender>

创建FileAppender对象
可以为FileAppender类的构造方法传递两个参数：File表示日志文件名；Append表示如文件已存在，是否把日志追加到文件尾部，可能取值为"true"和"false"（默认）。

Java代码

<appendername="file.log"class="org.apache.log4j.FileAppender">
<paramname="File"value="/tmp/log.txt"/>
<paramname="Append"value="false"/>
<layout...>
......
</layout>
</appender>

... ...

</layout>

</appender>

Java代码

创建RollingFileAppender对象

创建RollingFileAppender对象

除了File和Append以外，还可以为RollingFileAppender类的构造方法传递两个参数：MaxBackupIndex备份日志文件的个数（默认是1个）；MaxFileSize表示日志文件允许的最大字节数（默认是10M）。

Java代码

<appendername="rollingFile.log"class="org.apache.log4j.RollingFileAppender">
<paramname="File"value="/tmp/rollingLog.txt"/>
<paramname="Append"value="false"/>
<paramname="MaxBackupIndex"value="2"/>
<paramname="MaxFileSize"value="1024"/>
<layout...>
......
</layout>
</appender>

... ...

</layout>

</appender>

创建PatternLayout对象
可以为PatternLayout类的构造方法传递参数ConversionPattern。

Java代码

<layoutclass="org.apache.log4j.PatternLayout>
<paramname="Conversion"value="%d[%t]%p-%m%n"/>
</layout>

</layout>

我自己的一个使用xml文件配置log4j环境的很简单的例子
为WSOTA（Web Services Over The Air）项目开发java web start的胖客户端时，使用了如下的xml文件配置log4j环境（文件名为wsota-rc.log4j.xml）：

Java代码

<?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPElog4j:configurationSYSTEM"log4j.dtd">
<log4j:configurationxmlns:log4j="http://jakarta.apache.org/log4j/">
<appendername="wsota-rc.file.log"class="org.apache.log4j.RollingFileAppender">
<paramname="File"value="/tmp/wsota-rc.log"/>
<paramname="Append"value="false"/>
<layoutclass="org.apache.log4j.PatternLayout">
<paramname="ConversionPattern"value="%d[%t]%p-%m%n"/>
</layout>
</appender>
<appendername="wsota-rc.console.log"class="org.apache.log4j.ConsoleAppender">
<layoutclass="org.apache.log4j.PatternLayout">
<paramname="ConversionPattern"value="%d[%t]%p-%m%n"/>
</layout>
</appender>
<root>
<levelvalue="debug"/>
<appender-refref="wsota-rc.file.log"/>
</root>
<!--
<root>
<levelvalue="off"/>
<appender-refref="wsota-rc.console.log"/>
</root>
-->
<!--
<root>
<levelvalue="off"/>
<appender-refref="wsota-rc.console.log"/>
</root>
-->
</log4j:configuration>

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

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

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

</layout>

</appender>

</layout>

</appender>

<root>

<appender-ref ref="wsota-rc.file.log" />

</root>

<!--

<root>

<appender-ref ref="wsota-rc.console.log" />

</root>

-->

<!--

<root>

<appender-ref ref="wsota-rc.console.log" />

</root>

-->

</log4j:configuration>

在胖客户程序中使用了如下代码来使用外部xml文件配置log4j环境，注意该代码段位于程序的main class的静态初始化块中，含有以下代码的类和xml配置文件在同一个目录下：

Java代码

importorg.apache.log4j.xml.DOMConfigurator;
publicclassSapFrameextendsJFrame{
static{
DOMConfigurator.configure(SapFrame.class.getResource("wsota-rc.log4j.xml"));
}
............
}

import org.apache.log4j.xml.DOMConfigurator;

public class SapFrame extends JFrame {

static {

DOMConfigurator.configure(SapFrame.class.getResource("wsota-rc.log4j.xml"));

}

... ... ... ...

}

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