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換掉Logback！Log4j2的異步性能已經無敵了，還不快試試

作者：佚名
開發 后端
logback的異步性能實在拉跨，功能簡陋，配置又繁瑣，遠不及Apache 的新一代日志框架 - Log4j2

 Logback 算是JAVA 里一個老牌的日志框架，從06年開始第一個版本，迭代至今也十幾年了。不過logback最近一個穩定版本還停留在 2017 年，好幾年都沒有更新；logback的兄弟 slf4j 最近一個穩定版也是2017年，有點涼涼的意思。

而且 logback的異步性能實在拉跨，功能簡陋，配置又繁瑣，遠不及Apache 的新一代日志框架 - Log4j2

目前來看，Log4j2 就是王者，其他日志框架都不是對手

Log4j2簡介

Apache Log4j 2是 Log4j(1) 的升級版，比它的祖先 Log4j 1. x 有了很大的改進，和logback對比有很大的改進。除了內部設計的調整外，主要有以下幾點的大升級：

  •  更簡化的配置
  •  更強大的參數格式化
  •  最夸張的異步性能

Log4j 2中，分為**API(log4j-api）和實現(log4j-core)**兩個模塊。API 和slf4j 是一個類型，屬于日志抽象/門面，而實現部分，才是Log4j 2的核心。

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

最牛逼的性能

最強的異步性能

這個特性，算是Log4j2最強之處了。log4j2 在目前JAVA中的日志框架里，異步日志的性能是最高的，沒有之一。

先來看一下，幾種日志框架benchmark對比結果（log4j2官方測試結果）：

從圖上可以看出，log4j2的異步（全異步，非混合模式）下的性能，遠超log4j1和logback，簡直吊打。壓力越大的情況下，吞吐上的差距就越大。在64線程測試下，log4j2的吞吐達到了180w+/s，而logback/log4j1只有不到20w，相差近十倍

零GC（Garbage-free）

從2.6版本開始（2016年），log4j2 默認就以零GC模式運行了。什么叫零GC呢？就是不會由于log4j2而導致GC。

log4j2 中各種Message對象，字符串數組，字節數組等全部復用，不重復創建，大大減少了無用對象的創建，從而做到“零GC”。

更高性能 I/O 寫入的支持

log4j 還提供了一個MemoryMappedFileAppender，I/O 部分使用MemoryMappedFile來實現，可以得到極高的I/O性能。不過在使用MemoryMappedFileAppender之前，得確定你足夠了解MemoryMappedFile的相關知識，否則不要輕易使用呦。

更強大的參數格式化

API模塊和slf4j相比，提供了更豐富的參數格式化功能。

使用{}占位符格式化參數

在slf4j里，我們可以用{}的方式來實現“format”的功能（參數會直接toString替換占位符），像下面這樣： 

  1. logger.debug("Logging in user {} with birthday {}", user.getName(), user.getBirthdayCalendar());  
  2. 復制代碼 

使用String.format的形式格式化參數

log4j2 中除了支持{}的參數占位符，還支持String.format的形式： 

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

** 注意，如果想使用String.format的形式，需要使用LogManager.getFormatterLogger而不是LogManager.getLogger**

使用logger.printf格式化參數

log4j2 的 Logger接口中，還有一個printf方法，無需創建LogManager.getFormatterLogger，就可以使用String.format的形式 

  1. logger.printf(Level.INFO, "Logging in user %1$s with birthday %2$tm %2$te,%2$tY", user.getName(), user.getBirthdayCalendar());  
  2. logger.debug("Opening connection to {}...", someDataSource);  
  3. 復制代碼 

“惰性”打日志（lazy logging）

這個功能雖然小，但非常實用。

在某些業務流程里，為了留根或追溯問題，需要完整的打印入參，一般是把入參給用JSON/XML序列化后用debug級別打印： 

  1. logger.debug("入參報文：{}",JSON.toJSONString(policyDTO));  
  2. 復制代碼 

如果需要追溯問題時，會將系統的日志級別調到debug/trace，這樣就可以打印。但是這里有個問題，雖然在info級別下debug不會輸出內容，但JSON.toJSONString()這個序列化的代碼一定會執行，嚴重影響正常流程下的執行效率。

我們期望的結果是info級別下，連序列化都不執行。這里可以通過isDebugEnable來判斷當前配置下debug級別是否可以輸出： 

  1. if(logger.isDebugEnabled()){  
  2.     logger.debug("入參報文：{}",JSON.toJSONString(policyDTO));  
  3. }  
  4. 復制代碼 

這樣雖然可以避免不必要的序列化，但每個地方都這么寫還是有點難受的，一行變成了三行。 

  1. log4j2 的 logger 對象，提供了一系列lambda的支持，通過這些接口可以實現“惰性”打日志：  
  2. void debug(String message, Supplier<?>... paramSuppliers);  
  3. void info(String message, Supplier<?>... paramSuppliers);  
  4. void trace(String message, Supplier<?>... paramSuppliers);  
  5. void error(String message, Supplier<?>... paramSuppliers);  
  6. //等同于下面的先判斷，后打印  
  7. logger.debug("入參報文：{}",() -> JSON.toJSONString(policyDTO));  
  8. if(logger.isDebugEnabled()){  
  9.     logger.debug("入參報文：{}",JSON.toJSONString(policyDTO));  
  10. } 
  11. 復制代碼 

這種 Supplier + Lambda 的形式，等同于上面的先判斷 isDebugEnable 然后打印，三行的代碼變成了一行。嗯，真香。

更簡化的配置

Log4j 2 同時支持XML/JSON/YML/Properties 四種形式的配置文件，不過最主流的還是XML的方式，最直觀。

來看一下logback和log4j2的配置文件對比，同樣功能的配置下：

logback.xml 

  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>  
  2. <configuration>  
  3.  <appender name = "File" class= "ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">  
  4.         <file>logs/app.log</file>  
  5.         <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">  
  6.             <fileNamePattern>logs/archives/app-%d{yyyy-MM-dd}.log.gz</fileNamePattern>  
  7.       <!--一天內大于size就單獨分隔-->  
  8.            <maxFileSize>1 GB</maxFileSize>  
  9.         </rollingPolicy>  
  10.     </appender>  
  11.     <root level="info">  
  12.       <appender-ref ref="File"/>  
  13.     </root>  
  14. </configuration>  
  15. 復制代碼 

log4j2.xml 

  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>  
  2. <Configuration xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude"  
  3.                status="warn" name="XInclude">  
  4.     <Appenders> 
  5.           <RollingFile name="File" fileName="logs/app.log" filePattern="logs/archives/app-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log.gz">  
  6.               <PatternLayout pattern="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} %5p [%t] %-40.40c{1.} : %m%n"/>  
  7.               <Policies>  
  8.                   <TimeBasedTriggeringPolicy />  
  9.                   <!--一天內大于size就單獨分隔-->  
  10.                   <SizeBasedTriggeringPolicy size="1 GB"/>  
  11.               </Policies>  
  12.           </RollingFile>  
  13.     </Appenders>  
  14.     <Loggers> 
  15.          <Root level="INFO">  
  16.             <AppenderRef ref="File"/>  
  17.         </Root>  
  18.     </Loggers>  
  19. </Configuration>  
  20. 復制代碼 

在log4j2中，appender的配置從使用 Appender 實現名即標簽名的形式，語法上更簡潔一些： 

  1. <RollingFile name="File">  
  2.   <!-- 等同于logback中的 -->  
  3. <appender name = "File" class= "ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">  
  4. 復制代碼 

與其他日志抽象/門面適配

log4j2 由于拆分為 API 和 實現兩部分，所以可能也需要和其他日志框架進行適配

其他的特點

  1.  異步隊列使用高性能隊列 - **LMAX Disruptor **
  2.  Appender豐富，有JMS/JPA/KAFKA/Http/MONGODB/CouchDB/Socket/Script等各種Appender的支持
  3.  支持自定義日志級別
  4.  ……

基本用法

終于介紹完了Log4j2的強大，現在來介紹下Log4j2的基本使用。

引用log4j2的maven依賴

log4j-api在log4j-core中已經有依賴了，直接依賴core即可 

  1. <dependency>  
  2.     <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>  
  3.     <artifactId>log4j-core</artifactId>  
  4.     <version>2.14.1</version>  
  5. </dependency>  
  6. 復制代碼 

注意，引用log4j2時，需要注意項目中是否有多套日志框架共存/沖突，需要適配的問題。細節請參考上面的與其他日志抽象/門面適配

配置文件示例

首先是配置文件，默認的配置文件路徑為：classpath:log4j2.xml（推薦使用xml） 

  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>  
  2. <Configuration xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude"  
  3.                status="warn" name="XInclude">  
  4.     <Properties>  
  5.       <Property name="PATTERN" value="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} %5p [%t] %-40.40c{1.} : %m%n"/>  
  6.     </Properties>  
  7.     <Appenders>  
  8.         <!-- 輸出到控制臺，僅在本地開發環境使用 -->  
  9.           <Console name="Console" target="SYSTEM_OUT">  
  10.             <PatternLayout pattern="${PATTERN}"/>  
  11.           </Console>  
  12.         <!--輸出到日志文件，滾動分割日志文件，自動打包gz-->  
  13.           <RollingFile name="File" fileName="logs/app.log" filePattern="logs/archives/app-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log.gz">  
  14.               <PatternLayout pattern="${PATTERN}"/>  
  15.               <Policies> 
  16.                  <!--默認一天一個文件-->  
  17.                   <TimeBasedTriggeringPolicy />  
  18.                   <!--一天內大于size就單獨分隔-->  
  19.                   <SizeBasedTriggeringPolicy size="1 GB"/>  
  20.               </Policies>  
  21.           </RollingFile>  
  22.     </Appenders>  
  23.     <Loggers>  
  24.        <!-- 添加你的自定義logger，一般用于區分包名的日志，不同包名不同的級別/appender -->  
  25.        <!-- additivity 意思是，調用完當前appender，是否繼續調用parent logger appender，默認true-->  
  26.        <Logger name="your logger/package name" level="debug" additivity="false"/>  
  27.        <!--默認的Root Logger 級別-->  
  28.         <Root level="INFO">  
  29.            <!--這里需要區分下環境（配合maven profile之類的）-->  
  30.            <!-- 開發環境使用Console Appender，生產環境使用File Appender -->  
  31.             <AppenderRef ref="Console"/>  
  32.            <AppenderRef ref="File"/>  
  33.         </Root>  
  34.     </Loggers>  
  35. </Configuration>  
  36. 復制代碼 

XML配置文件語法 

  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>;  
  2. <Configuration>  
  3.   <Properties>  
  4.     <Property name="name1">value</property>  
  5.     <Property name="name2" value="value2"/>  
  6.   </Properties>  
  7.   <filter  ... />  
  8.   <Appenders>  
  9.     <appender ... >  
  10.       <filter  ... />  
  11.     </appender>  
  12.     ...  
  13.   </Appenders>  
  14.   <Loggers>  
  15.     <Logger name="name1">  
  16.       <filter  ... />  
  17.     </Logger>  
  18.     ...  
  19.     <Root level="level">  
  20.       <AppenderRef ref="name"/>  
  21.     </Root>  
  22.   </Loggers>  
  23. </Configuration> 
  24.  復制代碼 

創建Logger

直接使用log4j2的api： 

  1. import org.apache.logging.log4j.LogManager;  
  2. import org.apache.logging.log4j.Logger;  
  3. Logger logger = LogManager.getLogger(Log4j2Test.class);  
  4. logger.error(...);  
  5. logger.warn(...);  
  6. logger.info(...);  
  7. logger.debug(...);  
  8. logger.trace(...);  
  9. 復制代碼 

如果是配合slf4j使用也是可以的，只需要按照前面說的，提前做好適配，然后使用slf4j的api即可。不過如果是新系統的話，建議直接上log4j2的api吧，可以享受所有log4j2的功能，使用slf4j之類的api時，上面說的參數格式化之類的功能就無法使用了。

全異步配置（重要！！）

推薦配置log4j2 全異步（all async），在你的啟動腳本中增加一個系統變量的配置： 

  1. -Dlog4j2.contextSelector=org.apache.logging.log4j.core.async.AsyncLoggerContextSelector  
  2. 復制代碼 

總結

Log4j2 如今性能最強，功能最強，而且持續更新維護。還在等什么？是時候替換你的logback/log4j1了！  

 

責任編輯：龐桂玉 來源： java版web項目
LogbackLog4j2Java
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