Log4j2 简明教程

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一、概述

log4j2官方文档内容非常多，要一次性了解全部是不可能的。正确的步骤应当是先了解最常见的配置，当发现原有知识无法解决问题，再重新查看文档看有没有合适的配置。
下面将从文件结构入手，再到简单的实例，从实例入手分析常见的配置的用途，其中涉及其中包括Appenders, Filters, Layout, Lookups的知识，最后根据学习。

可以搜索到的关于log4j2的教程非常少，这篇文章更多的是让大家对log4j2有个大体的了解，免得大家看到官方文档那么多就晕了！

欢迎关注我的github: https://github.com/benson-lin

如果觉得排版不好，可以访问：http://blog.bensonlin.me/post/log4j2-tutorial

log4j2.xml文件结构

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

　　

下面是一个比较完整的例子：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!-- 设置log4j2的自身log级别为warn -->
<!-- OFF > FATAL > ERROR > WARN > INFO > DEBUG > TRACE > ALL -->
<configuration status="WARN" monitorInterval="30">
    <appenders>
        <console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
            <PatternLayout pattern="[%d{HH:mm:ss:SSS}] [%p] - %l - %m%n"/>
        </console>

        <RollingFile name="RollingFileInfo" fileName="${sys:user.home}/logs/info.log"
                     filePattern="${sys:user.home}/logs/$${date:yyyy-MM}/info-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log">
            <!--控制台只输出level及以上级别的信息（onMatch），其他的直接拒绝（onMismatch）-->
            <Filters>
                <ThresholdFilter level="INFO"/>
                <ThresholdFilter level="WARN" onMatch="DENY" onMismatch="NEUTRAL"/>
            </Filters>
            <PatternLayout pattern="[%d{HH:mm:ss:SSS}] [%p] - %l - %m%n"/>
            <Policies>
                <TimeBasedTriggeringPolicy/>
                <SizeBasedTriggeringPolicy size="100 MB"/>
            </Policies>
        </RollingFile>

        <RollingFile name="RollingFileWarn" fileName="${sys:user.home}/logs/warn.log"
                     filePattern="${sys:user.home}/logs/$${date:yyyy-MM}/warn-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log">
            <Filters>
                <ThresholdFilter level="WARN"/>
                <ThresholdFilter level="ERROR" onMatch="DENY" onMismatch="NEUTRAL"/>
            </Filters>
            <PatternLayout pattern="[%d{HH:mm:ss:SSS}] [%p] - %l - %m%n"/>
            <Policies>
                <TimeBasedTriggeringPolicy/>
                <SizeBasedTriggeringPolicy size="100 MB"/>
            </Policies>
        </RollingFile>

        <RollingFile name="RollingFileError" fileName="${sys:user.home}/logs/error.log"
                     filePattern="${sys:user.home}/logs/$${date:yyyy-MM}/error-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log">
            <ThresholdFilter level="ERROR"/>
            <PatternLayout pattern="[%d{HH:mm:ss:SSS}] [%p] - %l - %m%n"/>
            <Policies>
                <TimeBasedTriggeringPolicy/>
                <SizeBasedTriggeringPolicy size="100 MB"/>
            </Policies>
        </RollingFile>

    </appenders>

    <loggers>
        <!--过滤掉spring和mybatis的一些无用的DEBUG信息-->
        <logger name="org.springframework" level="INFO"></logger>
        <logger name="org.mybatis" level="INFO"></logger>
        <root level="all">
            <appender-ref ref="Console"/>
            <appender-ref ref="RollingFileInfo"/>
            <appender-ref ref="RollingFileWarn"/>
            <appender-ref ref="RollingFileError"/>
        </root>
    </loggers>

</configuration>

　　

log4j2有默认的配置，如果要替换配置，只需要在classpath根目录下放置log4j2.xml。
log4j 2.0与以往的1.x有一个明显的不同，其配置文件只能采用.xml, .json或者 .jsn。在默认情况下，系统选择configuration文件的优先级如下：（classpath为src文件夹）

• classpath下名为 log4j-test.json 或者log4j-test.jsn文件
• classpath下名为 log4j2-test.xml
• classpath下名为 log4j.json 或者log4j.jsn文件
• classpath下名为 log4j2.xml

如果本地要测试，可以把log4j2-test.xml放到classpath，而正式环境使用log4j2.xml，则在打包部署的时候不要打包log4j2-test.xml即可。

下面是其缺省配置：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration status="WARN">
  <Appenders>
    <Console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
      <PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/>
    </Console>
  </Appenders>
  <Loggers>
    <Root level="error">
      <AppenderRef ref="Console"/>
    </Root>
  </Loggers>
</Configuration>

　　

下面将对上面的配置文件进行一一讲解。

二、示例Java代码

package com.foo;
// Import log4j classes.
import org.apache.logging.log4j.Logger;
import org.apache.logging.log4j.LogManager;

public class MyApp {

    // Define a static logger variable so that it references the
    // Logger instance named "MyApp".
    private static final Logger logger = LogManager.getLogger(MyApp.class);

    public static void main(final String... args) {

        // Set up a simple configuration that logs on the console.

        logger.trace("Entering application.");
        Bar bar = new Bar();
        if (!bar.doIt()) {
            logger.error("Didn't do it.");
        }
        logger.trace("Exiting application.");
    }
}

package com.foo;

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

public class Bar {

  static final Logger logger = LogManager.getLogger(Bar.class.getName());

  public boolean doIt() {
    logger.entry();
    logger.error("Did it again!");
    return logger.exit(false);
  }
}

　　

如果使用如下配置，也就是缺省配置：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration status="WARN">
  <Appenders>
    <Console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
      <PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/>
    </Console>
  </Appenders>
  <Loggers>
    <Root level="error">
      <AppenderRef ref="Console"/>
    </Root>
  </Loggers>
</Configuration>

　　

输出如下：只输出error以上的日志信息

17:13:01.540 [main] ERROR com.foo.Bar - Did it again!
17:13:01.540 [main] ERROR MyApp - Didn't do it.

如果我们希望除了com.foo.Bar类下输出TRACE以上到控制台外，其他停止TRACE的输出到控制台，只输出ERROR以上的日志。可以如下配置：

  <Loggers>
    <Logger name="com.foo.Bar" level="TRACE"/>
    <Root level="ERROR">
      <AppenderRef ref="STDOUT">
    </Root>
  </Loggers>

结果如下：

14:14:17.176 [main] TRACE com.foo.Bar - Enter
14:14:17.182 [main] ERROR com.foo.Bar - Did it again!
14:14:17.182 [main] TRACE com.foo.Bar - Exit with(false)
14:14:17.182 [main] ERROR com.foo.MyApp - Didn't do it.

因为com.foo.Bar没有自己的Appender，所以会使用ROOT的Appender，如果自己也配置了在控制台打印，就要注意可加性：如下配置，会ERROR以上的会打印两次

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration status="WARN">
  <Appenders>
    <Console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
      <PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/>
    </Console>
  </Appenders>
  <Loggers>
    <Logger name="com.foo.Bar" level="trace">
      <AppenderRef ref="Console"/>
    </Logger>
    <Root level="error">
      <AppenderRef ref="Console"/>
    </Root>
  </Loggers>
</Configuration>

结果如下

14:11:27.103 [main] TRACE com.foo.Bar - Enter
14:11:27.103 [main] TRACE com.foo.Bar - Enter
14:11:27.106 [main] ERROR com.foo.Bar - Did it again!
14:11:27.106 [main] ERROR com.foo.Bar - Did it again!
14:11:27.107 [main] TRACE com.foo.Bar - Exit with(false)
14:11:27.107 [main] TRACE com.foo.Bar - Exit with(false)
14:11:27.107 [main] ERROR com.foo.MyApp - Didn't do it.

如果我们确实有这种需求(不想遵循父类的Appender)，可以加上additivity="false"参数。如下配置，com.foo.Bar的trace以上日志将保存到文件中，并且不会打印到控制台。

<Configuration status="WARN">
  <Appenders>
    <Console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
      <PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/>
    </Console>
    <RollingFile name="RollingFile" fileName="${sys:user.home}/logs/trace.log"
                     filePattern="${sys:user.home}/logs/$${date:yyyy-MM}/warn-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log">
           ...
    </RollingFile>
  </Appenders>
  <Loggers>
    <Logger name="com.foo.Bar" level="trace" additivity="false">
      <AppenderRef ref="RollingFile"/>
    </Logger>
    <Root level="error">
      <AppenderRef ref="Console"/>
    </Root>
  </Loggers>
</Configuration>

log4j2支持自动重新配置,如果配置了monitorInterval，那么log4j2每隔一段时间就会检查一遍这个文件是否修改。最小是5s

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration monitorInterval="30">
...
</Configuration>

　

三、Appenders

ConsoleAppender

将使用 System.out 或 System.err输出到控制台。

可以有如下参数

• name：Appender的名字
• target：SYSTEM_OUT 或 SYSTEM_ERR，默认是SYSTEM_OUT
• layout：如何格式化，如果没有默认是%m%n

典型的ConsoleAppender如下

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration status="warn" name="MyApp" packages="">
  <Appenders>
    <Console name="STDOUT" target="SYSTEM_OUT">
      <PatternLayout pattern="%m%n"/>
    </Console>
  </Appenders>
  <Loggers>
    <Root level="error">
      <AppenderRef ref="STDOUT"/>
    </Root>
  </Loggers>
</Configuration>

　　

RollingFileAppender

顾名思义，日志文件回滚，也就是删除最旧的日志文件，默认是3个文件。可以通过DefaultRolloverStrategy设置max参数为多个

例子如下:

<Appenders>
    <RollingFile name="RollingFile" fileName="logs/app.log"
                 filePattern="logs/$${date:yyyy-MM}/app-%d{MM-dd-yyyy}-%i.log.gz">
      <PatternLayout>
        <Pattern>%d %p %c{1.} [%t] %m%n</Pattern>
      </PatternLayout>
      <Policies>
        <TimeBasedTriggeringPolicy />
        <SizeBasedTriggeringPolicy size="250 MB"/>
      </Policies>
      <DefaultRolloverStrategy max="20"/>
    </RollingFile>
  </Appenders>

　　

现在说说TimeBasedTriggeringPolicy和SizeBasedTriggeringPolicy的作用。
第一个是基于时间的rollover，第二个是基于大小的rollover。第二个很容易理解，如果大小大于某个阈值，上面是50MB的时候就会滚动。

TimeBasedTriggeringPolicy中有其中一个参数是interval，表示多久滚动一次。默认是1 hour。modulate=true用来调整时间：比如现在是早上3am，interval是4，那么第一次滚动是在4am，接着是8am，12am...而不是7am

四、Layouts

这里只描述最常见的PatternLayout！更多看官方文档Layouts

<RollingFile name="RollingFileError" fileName="${sys:user.home}/logs/error.log"
                     filePattern="${sys:user.home}/logs/$${date:yyyy-MM}/error-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log">
            <ThresholdFilter level="ERROR"/>
    <PatternLayout pattern="[%d{HH:mm:ss:SSS}] [%p] - %l - %m%n"/>
    <Policies>
        <TimeBasedTriggeringPolicy/>
        <SizeBasedTriggeringPolicy size="50 MB"/>
    </Policies>
     <DefaultRolloverStrategy max="20"/>
</RollingFile>

　　

上面的%是什么含义，还有哪些呢？其实最主要的参数还是%d, %p, %l, %m, %n, %X。下面的图是摘取网上的。

%X用来获取MDC记录，这些记录从哪来的？我们可以使用org.apache.logging.log4j.ThreadContext将需要记录的值put进去。（我发现slf的MDC.java的put方法对log4j2不可用，因为底层依赖的是log4j1）

package com.bensonlin.service.web.interceptor;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

import org.apache.logging.log4j.ThreadContext;
import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;
import org.springframework.web.servlet.ModelAndView;

public class MDCInterceptor implements HandlerInterceptor {

    public final static String USER_KEY            = "user_id";
    public final static String REQUEST_REQUEST_URI = "request_uri";

    public boolean preHandle(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, Object arg2)
                                                                                                                         throws Exception {
        ThreadContext.put(REQUEST_REQUEST_URI, httpServletRequest.getRequestURI());
        return true;
    }

    public void postHandle(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, Object arg2,
                           ModelAndView modelAndView) throws Exception {
    }

    public void afterCompletion(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse,
                                Object arg2, Exception exception) throws Exception {
        ThreadContext.remove(USER_KEY);
        ThreadContext.remove(REQUEST_REQUEST_URI);
    }

    public static void setUserKeyForMDC(String userId) {
        ThreadContext.put(USER_KEY, userId);
    }
}

　　

xml中使用%X{aaa}取出来：

<console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
    <PatternLayout pattern="%X{user_id} %X{request_uri} [%d{HH:mm:ss:SSS}] [%p] - %l - %m%n"/>
</console>

　　

对应ThreadContext的文档在这里

五、Filters

Filters决定日志事件能否被输出。过滤条件有三个值：ACCEPT(接受), DENY(拒绝) or NEUTRAL(中立).

ACCEP和DENY比较好理解就是接受和拒绝的意思，在使用单个过滤器的时候，一般就是使用这两个值。但是在组合过滤器中，如果用接受ACCEPT的话，日志信息就会直接写入日志文件,后续的过滤器不再进行过滤。所以，在组合过滤器中，接受使用NEUTRAL（中立），被第一个过滤器接受的日志信息，会继续用后面的过滤器进行过滤，只有符合所有过滤器条件的日志信息，才会被最终写入日志文件。

ThresholdFilter

有几个参数：

• level：将被过滤的级别。
• onMatch:默认值是NEUTRAL
• onMismatch：默认是DENY

如果LogEvent 中的 Log Level 大于 ThresholdFilter 中配置的 Log Level，那么返回 onMatch 的值， 否则返回 onMismatch 的值，例如 : 如果ThresholdFilter 配置的 Log Level 是 ERROR ， LogEvent 的Log Level 是 DEBUG。 那么 onMismatch 的值将被返回， 因为 ERROR 小于DEBUG。如果是Accept，将自己被接受，而不经过下一个过滤器

下面的例子可以这样理解：如果是INFO级别及其以上，将经过通过第一个过滤，进入第二个，否则是onMismatch：拒绝进入。对于第二个，如果是大于等于WARN(WARN/ERROR/ERROR)，那么将返回onMatch，也就是拒绝，如果是其他情况(也就是INFO)，将是中立情况，因为后面没有其他过滤器，则被接受。最后的结果就只剩下INFO级别的日志。也就符合了RollingFileInfo只记录Info级别的规则。

<RollingFile name="RollingFileInfo" fileName="${sys:user.home}/logs/info.log"
             filePattern="${sys:user.home}/logs/$${date:yyyy-MM}/info-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log">
    <!--控制台只输出level及以上级别的信息（onMatch），其他的直接拒绝（onMismatch）-->
    <Filters>
        <ThresholdFilter level="INFO"/>
        <ThresholdFilter level="WARN" onMatch="DENY" onMismatch="NEUTRAL"/>
    </Filters>
    <PatternLayout pattern="[%d{HH:mm:ss:SSS}] [%p] - %l - %m%n"/>
    <Policies>
        <TimeBasedTriggeringPolicy interval="24" modulate="true"/>
        <SizeBasedTriggeringPolicy size="50 MB"/>
    </Policies>
    <DefaultRolloverStrategy max="20"/>
</RollingFile>

　　

六、Lookups

提供另外一种方式添加某些特殊的值到日志中。

Date Lookup

与其他lookup不同，它不是通过key去查找值，而是通过SimpleDateFormat验证格式是否有效，然后记录当前时间

<RollingFile name="Rolling-${map:type}" fileName="${filename}" filePattern="target/rolling1/test1-$${date:MM-dd-yyyy}.%i.log.gz">
  <PatternLayout>
    <pattern>%d %p %c{1.} [%t] %m%n</pattern>
  </PatternLayout>
  <SizeBasedTriggeringPolicy size="500" />
</RollingFile>

Context Map Lookup: 如记录loginId

<File name="Application" fileName="application.log">
  <PatternLayout>
    <pattern>%d %p %c{1.} [%t] $${ctx:loginId} %m%n</pattern>
  </PatternLayout>
</File>

这个的结果和前面的MDC是一样的，即 %X{loginId}

Environment Lookup：记录系统环境变量

比如可以获取如/etc/profile中的变量值

<File name="Application" fileName="application.log">
  <PatternLayout>
    <pattern>%d %p %c{1.} [%t] $${env:USER} %m%n</pattern>
  </PatternLayout>
</File>

　　

System Properties Lookup

可以获取Java中的系统属性值。

<Appenders>
  <File name="ApplicationLog" fileName="${sys:logPath}/app.log"/>
</Appenders>

和系统属性值有什么区别呢？其实就是System.getProperties();和System.getenv();的区别。下面是一个小例子。

package com.bensonlin.service.common;

import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.Properties;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        Properties properties = System.getProperties();
        Iterator i = properties.entrySet().iterator();
        while (i.hasNext()) {
            Map.Entry entry = (Map.Entry) i.next();
            Object key = entry.getKey();
            Object value = entry.getValue();
            System.out.println(key + "=" + value);
        }

        System.out.println("===================");
        Map map = System.getenv();
        Iterator it = map.entrySet().iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Entry entry = (Entry) it.next();
            System.out.print(entry.getKey() + "=");
            System.out.println(entry.getValue());
        }
    }
}

输出（摘取部分）：

java.runtime.name=Java(TM) SE Runtime Environment
sun.boot.library.path=C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_25\jre\bin
java.vm.version=25.25-b02
java.vm.vendor=Oracle Corporation
java.vendor.url=http://java.oracle.com/
path.separator=;
...
===================
JAVA_HOME=C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_25
TEMP=D:\Temp
ProgramFiles=C:\Program Files

...

可以看到其实Environment是获取环境变量，而System Properties获取的更多是与Java相关的值

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