Log4j2，性能无敌，横扫对手

Java
389
0
0
2022-11-10
基于SpringBoot+WebSocket搭建一个简单的多人聊天系统
上一篇
4.6 W 字总结！Java 11—Java 17特性详解
下一篇

img

来源：https://juejin.cn/post/6945753017878577165

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最近一个稳定版本还停留在 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的异步性能实在拉跨，功能简陋，配置又繁琐，远不及Apache 的新一代日志框架 - Log4j

目前来看，Log4j2 就是王者，其他日志框架都不是对手

Log4j2简介

Apache Log4j 2是 Log4j(1) 的升级版，比它的祖先 Log4j 1. x 有了很大的改进，和logback对比有很大的改进。除了内部设计的调整外，主要有以下几点的大升级：

  • 更简化的配置
  • 更强大的参数格式化
  • 最夸张的异步性能

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，属于日志抽象/门面，而实现部分，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

最强的异步性能

这个特性，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对比结果（log4j2官方测试结果）：

img

从图上可以看出，log4j2的异步（全异步，非混合模式）下的性能，远超log4j1和logback，简直吊打。压力越大的情况下，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？就是不会由于log4j2而导致GC。

log4j2 中各种Message对象，字符串数组，字节数组等全部复用，不重复创建，大大减少了无用对象的创建，从而做到“零GC”。

更高性能 I/O 写入的支持

log4j 还提供了一个MemoryMappedFileAppender，I/O 部分使用MemoryMappedFile来实现，可以得到极高的I/O性能。不过在使用MemoryMappedFileAppender之前，得确定你足够了解MemoryMappedFile的相关知识，否则不要轻易使用呦。

更强大的参数格式化

API模块和slf4j相比，提供了更丰富的参数格式化功能。

使用{}占位符格式化参数

在slf4j里，我们可以用{}的方式来实现“format”的功能（参数会直接toString替换占位符），像下面这样：

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

使用String.format的形式格式化参数

log4j2 中除了支持{}的参数占位符，还支持String.format的形式：

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);
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格式化参数

log4j2 的 Logger接口中，还有一个printf方法，无需创建LogManager.getFormatterLogger，就可以使用String.format的形式

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）

这个功能虽然小，但非常实用。

在某些业务流程里，为了留根或追溯问题，需要完整的打印入参，一般是把入参给用JSON/XML序列化后用debug级别打印：

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

如果需要追溯问题时，会将系统的日志级别调到debug/trace，这样就可以打印。但是这里有个问题，虽然在info级别下debug不会输出内容，但JSON.toJSONString()这个序列化的代码一定会执行，严重影响正常流程下的执行效率。

我们期望的结果是info级别下，连序列化都不执行。这里可以通过isDebugEnable来判断当前配置下debug级别是否可以输出：

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

这样虽然可以避免不必要的序列化，但每个地方都这么写还是有点难受的，一行变成了三行。

log4j2 的 logger 对象，提供了一系列lambda的支持，通过这些接口可以实现“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);

//等同于下面的先判断，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 的形式，等同于上面的先判断 isDebugEnable 然后打印，三行的代码变成了一行。嗯，真香。

更简化的配置

Log4j 2 同时支持XML/JSON/YML/Properties 四种形式的配置文件，不过最主流的还是XML的方式，最直观。（搜索公众号Java知音，回复“2021”，送你一份Java面试题宝典）

来看一下logback和log4j2的配置文件对比，同样功能的配置下：

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就单独分隔--> 
           <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就单独分隔--> 
                  <SizeBasedTriggeringPolicy size="1 GB"/> 
              </Policies> 
          </RollingFile> 
    </Appenders> 
    <Loggers> 
        <Root level="INFO"> 
            <AppenderRef ref="File"/> 
        </Root> 
    </Loggers>
</Configuration>

在log4j2中，appender的配置从使用 Appender 实现名即标签名的形式，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">

与其他日志抽象/门面适配

log4j2 由于拆分为 API 和 实现两部分，所以可能也需要和其他日志框架进行适配

img

其他的特点

  • 异步队列使用高性能队列 - LMAX Disruptor
  • Appender丰富，有JMS/JPA/KAFKA/Http/MONGODB/CouchDB/Socket/Script等各种Appender的支持
  • 支持自定义日志级别 ……

基本用法

终于介绍完了Log4j2的强大，现在来介绍下Log4j2的基本使用。

引用log4j2的maven依赖

log4j-api在log4j-core中已经有依赖了，直接依赖core即可

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

注意，引用log4j2时，需要注意项目中是否有多套日志框架共存/冲突，需要适配的问题。细节请参考上面的与其他日志抽象/门面适配

配置文件示例

首先是配置文件，默认的配置文件路径为：classpath:log4j2.xml（推荐使用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> 
        <!-- 输出到控制台，仅在本地开发环境使用 --> 
          <Console name="Console" target="SYSTEM_OUT"> 
            <PatternLayout pattern="${PATTERN}"/> 
          </Console> 
        <!--输出到日志文件，滚动分割日志文件，自动打包gz--> 
          <RollingFile name="File" fileName="logs/app.log" filePattern="logs/archives/app-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log.gz"> 
              <PatternLayout pattern="${PATTERN}"/> 
              <Policies> 
                 <!--默认一天一个文件--> 
                  <TimeBasedTriggeringPolicy /> 
                  <!--一天内大于size就单独分隔--> 
                  <SizeBasedTriggeringPolicy size="1 GB"/> 
              </Policies> 
          </RollingFile> 
    </Appenders> 
    <Loggers> 
       <!-- 添加你的自定义logger，一般用于区分包名的日志，不同包名不同的级别/appender --> 
       <!-- additivity 意思是，调用完当前appender，是否继续调用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"> 
           <!--这里需要区分下环境（配合maven profile之类的）--> 
           <!-- 开发环境使用Console Appender，生产环境使用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>

创建Logger

直接使用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使用也是可以的，只需要按照前面说的，提前做好适配，然后使用slf4j的api即可。不过如果是新系统的话，建议直接上log4j2的api吧，可以享受所有log4j2的功能，使用slf4j之类的api时，上面说的参数格式化之类的功能就无法使用了。

全异步配置（重要！！）

推荐配置log4j2 全异步（all async），在你的启动脚本中增加一个系统变量的配置：

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

总结

Log4j2 如今性能最强，功能最强，而且持续更新维护。还在等什么？是时候替换你的logback/log4j1了！

基于SpringBoot+WebSocket搭建一个简单的多人聊天系统
上一篇
4.6 W 字总结！Java 11—Java 17特性详解
下一篇