Log4j 介紹過了，SLF4J 介紹過了，Logback 也介紹過了，你以爲日誌系列的文章就到此終結了？
不不不，我告訴你，還有一個 Log4j 2，顧名思義，它就是 Log4j 的升級版，就好像手機裏面的 Pro 版。我作爲一個寫文章方面的工具人，或者叫打工人，怎麼能不寫完這最後一篇。
Log4j、SLF4J、Logback 是一個爹——Ceki Gulcu，但 Log4j 2 卻是例外，它是 Apache 基金會的產品。
SLF4J 和 Logback 作爲 Log4j 的替代品，在很多方面都做了必要的改進，那爲什麼還需要 Log4j 2 呢？我只能說 Apache 基金會的開發人員很閒，不，很拼，要不是他們這種精益求精的精神，這個編程的世界該有多枯燥，畢竟少了很多可以用“拿來就用”的輪子啊。
上一篇也說了，老闆下死命令要我把日誌系統切換到 Logback，我順利交差了，老闆很開心，誇我這個打工人很敬業。爲了表達對老闆的這份感謝，我決定偷偷摸摸地試水一下 Log4j 2，儘管它還不是個成品，可能會會項目帶來一定的隱患。但誰讓咱是一個敬崗愛業的打工人呢。
01、Log4j 2 強在哪
1）在多線程場景下，Log4j 2 的吞吐量比 Logback 高出了 10 倍，延遲降低了幾個數量級。這話聽起來像吹牛，反正是 Log4j 2 官方自己吹的。
Log4j 2 的異步 Logger 使用的是無鎖數據結構，而 Logback 和 Log4j 的異步 Logger 使用的是 ArrayBlockingQueue。對於阻塞隊列，多線程應用程序在嘗試使日誌事件入隊時通常會遇到鎖爭用。
下圖說明了多線程方案中無鎖數據結構對吞吐量的影響。 Log4j 2 隨着線程數量的擴展而更好地擴展：具有更多線程的應用程序可以記錄更多的日誌。其他日誌記錄庫由於存在鎖競爭的關係，在記錄更多線程時，總吞吐量保持恆定或下降。這意味着使用其他日誌記錄庫，每個單獨的線程將能夠減少日誌記錄。
性能方面是 Log4j 2 的最大亮點，至於其他方面的一些優勢，比如說下面這些，可以忽略不計，文字有多短就代表它有多不重要。
2）Log4j 2 可以減少垃圾收集器的壓力。
3）支持 Lambda 表達式。
4）支持自動重載配置。
02、Log4j 2 使用示例
廢話不多說，直接實操開幹。理論知識有用，但不如上手實操一把，這也是我多年養成的一個“不那麼良好”的編程習慣：在實操中發現問題，解決問題，尋找理論基礎。
第一步，在 pom.xml 文件中添加 Log4j 2 的依賴：
<dependency>
<groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
<artifactId>log4j-api</artifactId>
<version>2.5</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
<artifactId>log4j-core</artifactId>
<version>2.5</version>
</dependency>
（這個 artifactId 還是 log4j，沒有體現出來 2，而在 version 中體現，多少叫人誤以爲是 log4j）
第二步，來個最簡單的測試用例：
import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;
public class Demo {
private static final Logger logger = LogManager.getLogger(Demo.class);
public static void main(String[] args) {
logger.debug("log4j2");
}
}
運行 Demo 類，可以在控制檯看到以下信息：
ERROR StatusLogger No log4j2 configuration file found. Using default configuration: logging only errors to the console.
Log4j 2 竟然沒有在控制檯打印“ log4j2”，還抱怨我們沒有爲它指定配置文件。在這一點上，我就覺得它沒有 Logback 好，畢竟人家會輸出。
這對於新手來說，很不友好，因爲新手在遇到這種情況的時候，往往不知所措。日誌裏面雖然體現了 ERROR，但代碼並沒有編譯出錯或者運行出錯，憑什麼你不輸出？
那作爲編程老鳥來說，我得告訴你，這時候最好探究一下爲什麼。怎麼做呢？
我們可以複製一下日誌信息中的關鍵字，比如說：“No log4j2 configuration file found”，然後在 Intellij IDEA 中搜一下，如果你下載了源碼和文檔的話，不除意外，你會在 ConfigurationFactory 類中搜到這段話。
可以在方法中打個斷點，然後 debug 一下，你就會看到下圖中的內容。
通過源碼，你可以看得到，Log4j 2 會去尋找 4 種類型的配置文件，後綴分別是 properties、yaml、json 和 xml。前綴是 log4j2-test 或者 log4j2。
得到這個提示後，就可以進行第三步了。
第三步，在 resource 目錄下增加 log4j2-test.xml 文件（方便和 Logback 做對比），內容如下所示：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration>
<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="DEBUG">
<AppenderRef ref="Console"/>
</Root>
</Loggers>
</Configuration>
Log4j 2 的配置文件格式和 Logback 有點相似，基本的結構爲 < Configuration> 元素，包含 0 或多個 < Appenders> 元素，其後跟 0 或多個 < Loggers> 元素，裏面再跟最多隻能存在一個的 < Root> 元素。
1）配置 appender，也就是配置日誌的輸出目的地。
有 Console，典型的控制檯配置信息上面你也看到了，我來簡單解釋一下里面 pattern 的格式：
%d{HH:mm:ss.SSS}表示輸出到毫秒的時間%t輸出當前線程名稱%-5level輸出日誌級別，-5 表示左對齊並且固定輸出 5 個字符，如果不足在右邊補空格%logger輸出 logger 名稱，最多 36 個字符%msg日誌文本%n換行
順帶補充一下其他常用的佔位符：
%F輸出所在的類文件名，如 Demo.java%L輸出行號%M輸出所在方法名%l輸出語句所在的行數, 包括類名、方法名、文件名、行數%p輸出日誌級別%c輸出包名，如果後面跟有{length.}參數，比如說%c{1.}，它將輸出報名的第一個字符，如com.itwanger的實際報名將只輸出c.i
再次運行 Demo 類，就可以在控制檯看到打印的日誌信息了：
10:14:04.657 [main] DEBUG com.itwanger.Demo - log4j2
2）配置 Loggers，指定 Root 的日誌級別，並且指定具體啓用哪一個 Appenders。
3）自動重載配置。
Logback 支持自動重載配置，Log4j 2 也支持，那想要啓用這個功能也非常簡單，只需要在 Configuration 元素上添加 monitorInterval 屬性即可。
<Configuration monitorInterval="30">
...
</Configuration>
注意值要設置成非零，上例中的意思是至少 30 秒後檢查配置文件中的更改。最小間隔爲 5 秒。
03、Async 示例
除了 Console，還有 Async，可以配合文件的方式來異步寫入，典型的配置信息如下所示：
<Configuration>
<Appenders>
<File name="DebugFile" fileName="debug.log">
<PatternLayout>
<Pattern>%d %p %c [%t] %m%n</Pattern>
</PatternLayout>
</File>
<Async name="Async">
<AppenderRef ref="DebugFile"/>
</Async>
</Appenders>
<Loggers>
<Root level="debug">
<AppenderRef ref="Async"/>
</Root>
</Loggers>
</Configuration>
對比 Logback 的配置文件來看，Log4j 2 真的複雜了一些，不太好用，就這麼直白地說吧！但自己約的，含着淚也得打完啊。把這個 Async 加入到 Appenders：
<Configuration>
<Appenders>
<Console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
<PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/>
</Console>
<File name="DebugFile" fileName="debug.log">
<PatternLayout>
<Pattern>%d %p %c [%t] %m%n</Pattern>
</PatternLayout>
</File>
<Async name="Async">
<AppenderRef ref="DebugFile"/>
</Async>
</Appenders>
<Loggers>
<Root level="DEBUG">
<AppenderRef ref="Console"/>
<AppenderRef ref="Async"/>
</Root>
</Loggers>
</Configuration>
再次運行 Demo 類，可以在項目根路徑下看到一個 debug.log 文件，內容如下所示：
2020-10-30 09:35:49,705 DEBUG com.itwanger.Demo [main] log4j2
04、RollingFile 示例
當然了，Log4j 和 Logback 我們都配置了 RollingFile，Log4j 2 也少不了。RollingFile 會根據 Triggering（觸發）策略和 Rollover（過渡）策略來進行日誌文件滾動。如果沒有配置 Rollover，則使用 DefaultRolloverStrategy 來作爲 RollingFile 的默認配置。
觸發策略包含有，基於 cron 表達式（源於希臘語，時間的意思，用來配置定期執行任務的時間格式）的 CronTriggeringPolicy；基於文件大小的 SizeBasedTriggeringPolicy；基於時間的 TimeBasedTriggeringPolicy。
過渡策略包含有，默認的過渡策略 DefaultRolloverStrategy，直接寫入的 DirectWriteRolloverStrategy。一般情況下，採用默認的過渡策略即可，它已經足夠強大。
來看第一個基於 SizeBasedTriggeringPolicy 和 TimeBasedTriggeringPolicy 策略，以及缺省 DefaultRolloverStrategy 策略的配置示例：
<Configuration>
<Appenders>
<RollingFile name="RollingFile" fileName="rolling.log"
filePattern="rolling-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log">
<PatternLayout>
<Pattern>%d %p %c{1.} [%t] %m%n</Pattern>
</PatternLayout>
<Policies>
<SizeBasedTriggeringPolicy size="1 KB"/>
</Policies>
</RollingFile>
</Appenders>
<Loggers>
<Root level="debug">
<AppenderRef ref="RollingFile"/>
</Root>
</Loggers>
</Configuration>
爲了驗證文件的滾動策略，我們調整一下 Demo 類，讓它多打印點日誌：
for (int i = 1;i < 20; i++) {
logger.debug("微信搜索「{}」，回覆關鍵字「{}」，有驚喜哦","沉默王二", "java");
}
再次運行 Demo 類，可以看到根目錄下多了 3 個日誌文件：
結合日誌文件名，再來看 RollingFile 的配置，就很容易理解了。
1）fileName 用來指定文件名。
2）filePattern 用來指定文件名的模式，它取決於過渡策略。
由於配置文件中沒有顯式指定過渡策略，因此 RollingFile 會啓用默認的 DefaultRolloverStrategy。
先來看一下 DefaultRolloverStrategy 的屬性：
再來看 filePattern 的值 rolling-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log，其中 %d{yyyy-MM-dd} 很好理解，就是年月日；其中 %i 是什麼意思呢？
第一個日誌文件名爲 rolling.log（最近的日誌放在這個裏面），第二個文件名除去日期爲 rolling-1.log，第二個文件名除去日期爲 rolling-2.log，根據這些信息，你能猜到其中的規律嗎？
其實和 DefaultRolloverStrategy 中的 max 屬性有關，目前使用的默認值，也就是 7，那就當 rolling-8.log 要生成的時候，刪除 rolling-1.log。可以調整 Demo 中的日誌輸出量來進行驗證。
3）SizeBasedTriggeringPolicy，基於日誌文件大小的時間策略，大小以字節爲單位，後綴可以是 KB，MB 或 GB，例如 20 MB。
再來看一個日誌文件壓縮的示例，來看配置：
<RollingFile name="RollingFileGZ" fileName="gz/rolling.log"
filePattern="gz/%d{yyyy-MM-dd-HH}-%i.rolling.gz">
<PatternLayout>
<Pattern>%d %p %c{1.} [%t] %m%n</Pattern>
</PatternLayout>
<Policies>
<SizeBasedTriggeringPolicy size="1 KB"/>
</Policies>
</RollingFile>
fileName 的屬性值中包含了一個目錄 gz，也就是說日誌文件都將放在這個目錄下。
filePattern 的屬性值中增加了一個 gz 的後綴，這就表明日誌文件要進行壓縮了，還可以是 zip 格式。
運行 Demo 後，可以在 gz 目錄下看到以下文件：
到此爲止，Log4j 2 的基本使用示例就已經完成了。測試環境搞定，我去問一下老闆，要不要在生產環境下使用 Log4j 2。
04、日誌手冊
到此爲止，日誌系統的全家桶 Log4j、SLF4J、Logback、Log4j 2 都被我搞定了。也就意味着，一份將近 2 萬字的 PDF 誕生了！MD，我也要成爲肝帝！
有了這份 PDF，硬氣地告訴 Leader 或者老闆吧，再也不用擔心代碼中會亂打印日誌了。牆都不扶就服你。
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