Spring Boot日志

1. 日志概述

1.1 为什么要学习日志

        在学习JavaSe部分，我们通过使用System.out.println打印日志，观察、发现问题所在，追踪问题源头；在学习Spring的阶段，也经常需要根据控制台的日志来分析和定位问题。

        随着项目的复杂度提升，我们对日志的打印也有了更高的需求，不仅仅是定位排查问题。

        比如：需要记录一些用户操作记录，也可能有使用日志来记录用户的一些喜好，把日志持久化，后续进行数据分析等。由于System.out.print不能很好的满足我们的需求，我们就需要使用一些专门的日志框架。

1.2 日志的用途

        日志主要是为了发现问题、分析问题、定位问题的，但除此之外，日志还有很多用途。

1、系统监控 

        监控现在几乎是一个成熟系统的标配，我们可以通过日志记录这个系统的运行状态，每一个方法的响应时间、响应状态等，对数据进行分析，设置不同的规则，超过阈值时进行报警。比如统计日志中关键字的数量，并在关键字数量达到一定条件时报警，这也是日志的常见需求之一。

2、数据采集

        数据采集是一个比较大的范围，采集的数据可以作用在很多方面，比如数据统计，推荐排序等。

        数据统计：统计页面的浏览量（PV），访客量（UV），点击量等等，根据这些数据进行数据分析，优化公司运营策略。

        推荐排序：目前推荐排序应用在各个领域，我们经常接触的各行各业，很多也都涉及推荐排序，比如购物、广告、新闻等领域。数据采集是推荐排序工作中必须做的一环，系统通过日志记录用户的浏览历史，停留时长等，算法人员通过分析这些数据，训练模型，给用户做推荐。

        下图的数据源，其中一部分就来自于日志记录的数据。

3、日志审计

        随着互联网的发展，众多企业的关键业务越来越多的运行于网络之上。网络安全越来越受到大家的关注，系统安全也成为项目中的一个重要环节，安全审计也是系统中非常重要的部分。国家的政策法规、行业标准等都明确对日志审计提出了要求。通过系统日志分析，可以判断一些非法攻击，非法调用，以及系统处理过程中的安全隐患。

2. 日志使用

        Spring Boot项目在启动时，默认就有日志输出，如下图：

         我们通过以前学习的时候打印System.out.println类型的日志，相比于Spring Boot打印的日志，少了很多信息。

        Spring Boot内置了日志框架：Slf4j ，我们可以直接在程序中调用 Slf4j 来输出日志。

2.1 打印日志

        步骤如下：

1、在程序中得到日志对象。

        在程序中获取日志对象需要使用日志工程 LoggerFactory，如下代码所示：

private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(LoggerFactory.class);

          LoggerFactory.getLogger需要传递一个参数，标识这个日志的名称。这样就可以更清晰的知道是哪个类输出的日志。当有问题时，可以更方便直观的定位到问题类。 

        Logger对象是属于 org.slf4j 包下的，不要导入错包 

2、使用日志对象输出要打印的内容。

         日志对象的打印方法有很多种，我们可以先使用 info() 方法来输出日志，代码如下：

package com.example.zxslzw2014_8_11;import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;@RequestMapping("/logger")
@RestController
public class LoggerController {private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(LoggerFactory.class);@RequestMapping("/print")public String print() {logger.info("使用日志对象打印日志");System.out.println("使用sout打印日志");return "仲夏是荔枝味";}
}

        如此，浏览器访问http://127.0.0.1:8101/logger/print

         控制台输出的日志内容如下：

 

2.2 日志框架介绍

         SLF4J 不同于其他日志框架，它不是一个真正的日志实现，而是一个抽象层，对日志框架制定的一种规范、标准、接口。所以SLF4J并不能独立使用，需要和具体的日志框架配合使用。 

2.2.1 门面模式（外观模式）

        SLF4J是门面模式的典型应用（但不仅仅使用了门面模式）。

        门面模式（Facade Pattern）又称为外观模式，提供了一个统一的接口，用来访问子系统中的一群接口。其主要特征是定义了一个高层接口，让子系统更容易使用。

        门面模式主要包含2种角色： 

        外观角色（Facade）：也称门面角色，系统对外的统一接口。

        子系统角色（SubSystem）：可以同时有一个或多个 SubSystem。每个 SubSystem 都不是一个单独的类，而是一个类的集合。SubSystem并不知道Facade的存在，对于SubSystem而言，Facade只是另一个客户端而已（即Facade对SubSystem透明）

        ⽐如去医院看病，可能要去挂号, ⻔诊, 化验, 取药, 让患者或患者家属觉得很复杂, 如果有提供接待⼈ 员, 只让接待⼈员来处理, 就很⽅便.

2.2.2 门面模式的实现

        场景：回家，我们会开各个屋的灯。离开家时，会关闭各个屋的灯。如果家里设置一个总开关，来控制整个屋的灯就会很方便。

        使用门面模式实现：

1、灯接口的构造

public interface Light {void on();void off();
}

2、 卧室灯接口

public class BedRoomLight implements Light{@Overridepublic void on() {System.out.println("打开卧室灯");}@Overridepublic void off() {System.out.println("关闭卧室灯");}
}

3、走廊灯接口

public class HallLight implements Light{@Overridepublic void on() {System.out.println("打开走廊灯");}@Overridepublic void off() {System.out.println("关闭走廊灯");}
}

4、灯门面模式

public class LightFacade {private Light bedRoomLight = new BedRoomLight();private Light hallLight = new HallLight();public void lightOn() {bedRoomLight.on();hallLight.on();}public void lightOff() {bedRoomLight.off();hallLight.off();}
}

5、main方法

public class Main {public static void main(String[] args) {LightFacade lightFacade = new LightFacade();lightFacade.lightOn();lightFacade.lightOff();}
}

6、运行结果如下

2.2.3  门面模式的优点

        1、减少了系统的相互依赖. 实现了客⼾端与⼦系统的耦合关系, 这使得⼦系统的变化不会影响到调⽤它 的客⼾端；

        2、提⾼了灵活性, 简化了客⼾端对⼦系统的使⽤难度, 客⼾端⽆需关⼼⼦系统的具体实现⽅式, ⽽只需 要和⻔⾯对象交互即可.

        3、提⾼了安全性. 可以灵活设定访问权限, 不在⻔⾯对象中开通⽅法, 就⽆法访问

2.2.4 SLF4J 框架介绍

        SLF4J 就是其他日志框架的门面。SLF4J可以理解为是提供日志服务的统一API接口，并不涉及到具体的日志逻辑实现。

1、不引入日志门面：

        常见的日志框架有log4J、logback等。如有一个项目已经使用了log4J，而你依赖的另一个类库，假设是Apache Active MQ，它依赖于另外一个日志框架logback，那么你就需要把logback也加载进去。如图：

不引入日志门面所存在的问题：

1、不同日志框架的API接口陪配置文件不同，如果多个日志框架共存，那么就不得不维护多套配置文件了（这里的配置文件是指用户自定义的配置文件）。

2、如果更换日志框架，应用程序将不得不修改代码，并且修改过程中可能会存在一些代码冲突。

3、如果引入的第三方框架，需要使用了多套配置文件，那就不得不维护多套配置文件了。

2、引入日志门面：

        引入门面日志框架之后，应用程序和日志框架（框架的具体实现）之间就有了统一的API接口（门面日志框架实现），此时应用程序只需要维护一套日志文件配置，且当底层实现框架改变时，也不需要更改应用程序的代码。如图：

           SLF4J就是这个日志门面。总的来说，SLF4J使你的代码独立于任意一个特定的日志API，这是一个对开发API的开发者很好的思想。

2.3 日志格式的说明

        打印的日志分别代表什么呢？如图：

 从上图可以看到，⽇志输出内容元素具体如下：

        1. 时间⽇期：精确到毫秒

        2. ⽇志级别：ERROR, WARN, INFO, DEBUG 或TRACE

        3. 进程ID

        4. 线程名

        5. Logger名(通常使⽤源代码的类名)

        6. ⽇志内容

2.4 日志级别

        日志级别代表日志信息对应问题的严重性，为了更快的筛选符合目标的日志信息。

        日志级别大概类似于公司内各个从下到上的级别领导，关于每一个业务都要从下往上层层上报签字，同样的道理，有了日志级别之后，就可以过滤想看到的信息了，比如只关注ERROR级别的，就可以根据级别过滤出来ERROR级别的日志信息，节约开发者的信息筛选时间。

 2.4.1 日志级别的分类

        日志的级别从高到低依次分为：FATAL、ERROE、WARN、INFO、DEBUG、TRACE。

FATAL：致命信息，表示需要立即被处理的系统级错误。

ERROR：错误信息，级别较高的错误日志信息，但仍然不影响系统的继续运行。

WRAN：警告信息，不影响使用，但需要注意的问题。

INFO：普通信息，用于记录应用程序正常运行时的一些信息，例如系统启动完成、请求处理完成等。

DEBUG：调试信息，需要调试时候的管家信息打印。

TRACE：追踪信息，比DEBUG更细粒度的信息事件（除非有特殊用意，否则请使用DEBUG级别替代）。

        日志级别的顺序 如下所示，同时级别越高，收到的信息越少；

2.4.2 日志级别的使用

        日志级别是开发人员自己设置的。开发人员根据自己的理解来判断该信息的重要程度。

        Spring Boot默认的日志框架是Logback，Logback没有FATAL级别的日志，它被映射到ERROR。我们也可以想想，如果出现fatal日志，表示服务已经出现了某种程度的不可用，需要系统管理员紧急介入处理。通常情况下，一个进程生命周期中应该最多只有一次FATAL记录。

        针对这些级别，Logger 对象分别提供了对应的方法，来输出日志。代码如下：

package com.example.zxslzw2014_8_11;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;@RequestMapping("/logger")
@RestController
public class LoggerController {private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(LoggerController.class);@RequestMapping("/level")public String levelPrint() {logger.trace("=======trace级别的日志==========");logger.debug("=======debug级别的日志==========");logger.info("=======info级别的日志===========");logger.warn("=======warn级别的日志==========");logger.error("=======error级别的日志==========");return "success";}
}

        访问浏览器http://127.0.0.1:8101/logger/level，返回success，控制台页面如下：

         观察打印日志的结果，只打印了info、warn、error，并没有输出trace、debug。这与日志级别的配置有关，日志的输出级别默认最低级是到info级别，所以只会打印大于等于次级别的日志，也就只会打印info、warn、error。

        上面是日志的使用，日志框架还支持我们更灵活的输出日志，包括内容、格式等。

2.5日志配置

2.5.1 配置日志级别

        日志级别配置只需要在配置文件中设置 “logging.level” 配置项即可，如下所示：

properties配置：

logging.level.root=debug

yml配置：

logging:level:root: debug

重新运行上面的代码，访问浏览器，日志页面如下：

        我们会发现日志页面密密麻麻的，多了很多debug级别的日志；

 2.5.2 日志持久化

        以上的日志都是输出在控制台上的，然而在线上环境中，我们需要把日志保存下来，以便出现问题之后追溯问题。而把日志保存下来，就叫做 持久化。

        日志持久化有两种方式：1、配置日志文件名（logging.file.name）； 2、配置日志的存储目录（logging.file.path）。

       1、 配置日志文件的路径和文件名：
        properties配置：

logging.file.name=logger/springboot.log

        yml配置：

logging:file:name: logger/springboot.log

         name后面可以跟绝对路径或者相对路径。运行项目后，日志内容保存在了对应的目录下，如图：

        2、配置日志文件的保存路径：

        properties配置：

logging.file.path=D:/temp

         yml配置：

logging:file:path: D:/temp

        运行项目，该路径下会多出一个日志文件，其中，logging.file.name和logging.file.path同时存在的话只会，只会生效一个，一logging.file.name为准。

2.5.3 配置日志文件分割

        如果我们的日志都放在一个文件中，随着项目的运行，日志文件会越来越大，需要对日志文件进行分割。日志框架也考虑到了这一点，所以如果不进行配置，就走自动配置，默认日志文件超过10M就进行分割；

         properties配置：

logging.logback.rollingpolicy.file-name-pattern=${LOG_FILE}.%d{yyyy-MM-dd}.%i
logging.logback.rollingpolicy.max-file-size=1KB

         yml配置：

logging:logback:rollingpolicy:max-file-size: 1KBfile-name-pattern: ${LOG_FILE}.%d{yyyy-MM-dd}.%i

2.5.4 配置日志格式

        打印日志的格式，也是支持配置的。支持控制台和日志文件分别设置。

配置项说明：
1、%clr（表达式）{颜色}设置输入日志的颜色，支持也是有：blue、cyan、faint、green、magenta、red、yellow。

2、%d{${LOG_DATEFORMAT_PATTERN:-yyyy-MM-dd'T'HH:mm:ss.SSSXXX}} 日期和时间--精确到毫秒。

%d{}⽇期
${LOG_DATEFORMAT_PATTERN:-yyyy-MM-dd'T'HH:mm:ss.SSSXXX} 非空表达式,获取
系统属性 LOG_DATEFORMAT_PATTERN ,若属性 LOG_DATEFORMAT_PATTERN 不存在，则使用 -yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSSXXX 格式,系统属性可以从System.getProperty("LOG_DATEFORMAT_PATTERN") 获取

3、%5p 显示日志级别ERROR、WARN、INFO、DEBUG、TRACE。

4、%t 线程名。%c 类的全限定名。%M method。 %L 为行号。%thread线程名称。%m或者%msg显示输出消息。%n换行符。

5、%5若字符长度小于5，则右边用空格填充。%-5若字符长度小于5，则左边空格填充。%.15若字符长度超过15，截去多余字符。%15.15若字符长度小于15，则右边用空格填充。若字符长度超过15，截去多余字符。

3. 更简单的日志输出

        每次都使用LoggerFactory.getLogger(xxx.class)很繁琐，且每个类都要添加一遍，lombok给我们提供了一种更简单的方式。

第一步：添加lombok框架支持。

第二步：使用@slf4j注解输出日志。

        代码如下所示：

package com.example.zxslzw2014_8_11;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@Slf4j
@RequestMapping("/logger")
@RestController
public class LoggerController {@RequestMapping("/level")public String log() {log.info("打印日志");return "success";}
}

        浏览器访问之后会出现如下日志信息：

           lombok提供的@Slf4j会帮我们提供一个日志对象log，我们直接使用就可以。如图：

ps：本次的内容就到这里了，如果对你有所帮助的话，就请一键三连哦！！！
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电子签名：上嘉路