一、简介

logback, log4j2 等都是非常优秀的日志框架, 在日常使用中,我们很少会关注去使用哪一个框架, 但其实这些日志框架在性能方面存在明显的差异。

尤其在生产环境中, 有时候日志的性能高低,很可能影响到机器的成本, 像一些大企业,如阿里、腾讯、字节等,一点点的性能优化,就能节省数百万的支出。

再次, 统一日志框架也是大厂常有的规范化的事情, 还可以便于后续的ETL流程, 因此,我们选一个日志框架,其实还是比较重要的。

浅谈与slfj4、log4j、logback的关系

笼统的讲就是slf4j是一系列的日志接口,而log4j logback是具体实现了这些接口的日志框架,也可以简单理解为 slf4j 是接口, logback 和log4j是slf4j的具体实现, slf4j 具备很高的易用性和很好的抽象性。

使用SLF4J编写日志消息非常简单。首先需要调用 LoggerFactory 上的 getLogger 方法来实例化一个新的 Logger 对象。一共有两种方法:

方法1:使用lombok (推荐)

直接在类上打上lombok的注解, 这个方法是最简单,代码量最小,编程效率最高的, 而且lombok组件在很多场景都很好用,

@Slf4j
public class Main {}
方法2:直接使用

使用 org.slf4j.LoggerFactory 的 getLogger 方法获取logger实例,注意推荐 private static final

private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(Main.class);

二、性能测试对比

性能对比图

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从上图可以得出两个结论:

  • log4j2 全面优于 logback, log4j2性能是 logback的两倍
  • 随着线程数量的增加, 日志输出能力并不会线性增加,在增加到约两倍于CPU核数的时候, 日志性能达到比较高的一个值。

tips:

已知的影响效率的是,打出方法名称和行号都会显著降低日志输出效率, 如我们单单去掉 行号,在单线程情况下, log4j2 的性能相差一倍多。

见下图:

图片

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附:测试环境

1. 硬件环境:
CPU AMD Ryzen 5 3600 6-Core Processor  Base speed: 3.95 GHz
Memory 32.0 GB Speed: 2666 MHz
2. jvm 信息
  • JDK版本:semeru-11.0.20
  • JVM 参数:-Xms1000m -Xmx1000m
3. log4j2 和logback的版本
<log4j.version>2.22.1</log4j.version>
<logback.version>1.4.14</logback.version>
4. 测试线程数和测试方式
  • 线程数:1 8 32 128
  • 测试方式:统一预热,跑三次,取预热后的正式跑的平均值
5. 日志格式 日志格式对于log的效率会有非常大的影响, 有些时候则是天差地别。
<!-log4j2 的配置 -->
<Property name="log.pattern">[%d{yyyyMMdd HH:mm:ss.SSS}] [%t] [%level{length=4}] %c{1.}:%L %msg%n</Property>
<!-logback 的配置 -->
<pattern>[%date{yyyyMMdd HH:mm:ss.SSS}] [%thread] [%-4level] %logger{5}:%line %msg%n</pattern>
6. 日志长度

长度大约 129个字符,常见长度 输出到文件 app.log, 格式统一, 一模一样

[20240125 16:24:27.716] [thread-3] [INFO] c.w.d.Main:32 main - info level ...this is a demo script, pure string log will be used!
[20240125 16:24:27.716] [thread-1] [INFO] c.w.d.Main:32 main - info level ...this is a demo script, pure string log will be used!

三、 使用方法, 有需要的可以拿去.

1. logback在springboot项目中的使用

pom 文件, 不需要做任何事情, spring官方默认使用logback, 非spring项目可以直接引入下面的xml, 同时包含logback 和slf4j

<dependency>
    <groupId>ch.qos.logback</groupId>
    <artifactId>logback-classic</artifactId>
    <version>${logback.version}</version>
</dependency>

配置文件放置位置: src/main/resource/logback.xml,样例如下:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration>

 <appender name="CONSOLE" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
  <encoder>
   <pattern>%d{HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{36} - %msg%n</pattern>
  </encoder>
 </appender>

 <appender name="FILE" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
  <encoder>
   <pattern>%d{HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{36} - %msg%n</pattern>
   <charset>utf-8</charset>
  </encoder>
  <file>log/output.log</file>
  <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.FixedWindowRollingPolicy">
   <fileNamePattern>log/output.log.%i</fileNamePattern>
  </rollingPolicy>
  <triggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeBasedTriggeringPolicy">
   <MaxFileSize>1MB</MaxFileSize>
  </triggeringPolicy>
 </appender>

 <root level="INFO">
  <appender-ref ref="CONSOLE" />
  <appender-ref ref="FILE" />
 </root>
</configuration>
2. log4j2 在spring项目中的使用

由于spring官方默认使用logback,因此我们需要对spring默认的依赖进行排除然后再引入以下依赖:

<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-core</artifactId>
    <version>${log4j.version}</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-api</artifactId>
    <version>${log4j.version}</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-slf4j2-impl</artifactId>
    <version>${log4j.version}</version>
</dependency>

配置文件放置位置: src/main/resource/log4j2.xml, 样例如下:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration>
 <Properties>
        <!-- 定义日志格式 -->
  <Property name="log.pattern">%d{MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36}%n%msg%n%n</Property>
        <!-- 定义文件名变量 -->
  <Property name="file.err.filename">log/err.log</Property>
  <Property name="file.err.pattern">log/err.%i.log.gz</Property>
 </Properties>
    <!-- 定义Appender,即目的地 -->
 <Appenders>
        <!-- 定义输出到屏幕 -->
  <Console name="console" target="SYSTEM_OUT">
            <!-- 日志格式引用上面定义的log.pattern -->
   <PatternLayout pattern="${log.pattern}" />
  </Console>
        <!-- 定义输出到文件,文件名引用上面定义的file.err.filename -->
  <RollingFile name="err" bufferedIO="true" fileName="${file.err.filename}" filePattern="${file.err.pattern}">
   <PatternLayout pattern="${log.pattern}" />
   <Policies>
                <!-- 根据文件大小自动切割日志 -->
    <SizeBasedTriggeringPolicy size="1 MB" />
   </Policies>
            <!-- 保留最近10份 -->
   <DefaultRolloverStrategy max="10" />
  </RollingFile>
 </Appenders>
 <Loggers>
  <Root level="info">
            <!-- 对info级别的日志,输出到console -->
   <AppenderRef ref="console" level="info" />
            <!-- 对error级别的日志,输出到err,即上面定义的RollingFile -->
   <AppenderRef ref="err" level="error" />
  </Root>
 </Loggers>
</Configuration>
最佳实践:

滚动日志,永远不让磁盘满

  • 根据运行环境要求, 配置最大日志数量
  • 根据运行环境要求, 配置日志文件最大大小

日志如何使用才方便统计和定位问题

  • 统一日志格式,比如统一先打印方法名称,再打印参数列表
  • 写好要打印参数的 toString方法

日志如何配置性能才比较高

  • 日志配置应该遵循结构清晰,尽量简化的原则,能不让框架计算的,尽量不让框架计算, 比如方法名,行号等

全公司,或者个人使用习惯统一,这样有助于后续的日志收集、分析和统计

四、 附录

1. 测试代码:
package com.winjeg.demo;


import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.commons.lang3.concurrent.BasicThreadFactory;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;

@Slf4j
public class Main {

    private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(Main.class);

    private static final ThreadPoolExecutor EXECUTOR = new ThreadPoolExecutor(128, 256, 1L,
            TimeUnit.MINUTES, new ArrayBlockingQueue<>(512),
            new BasicThreadFactory.Builder().namingPattern("thread-%d").daemon(true).build());

    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        execute(8, 160_000);
        long first = System.currentTimeMillis();
        execute(8, 160_000);
        System.out.printf("time cost, preheat:%d\t, formal:%d\n", first - start, System.currentTimeMillis() - first);
    }

    private static void execute(int threadNum, int times) {
        List<Future<?>> futures = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < threadNum; i++) {
            Future<?> f = EXECUTOR.submit(() -> {
                for (long j = 0; j < times; j++) {
                    log.info("main - info level ...this is a demo script, pure string log will be used!");
                }
            });
            futures.add(f);
        }
        futures.forEach(f -> {
            try {
                f.get();
            } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        });
    }
}
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.winjeg.spring</groupId>
    <artifactId>demo</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <packaging>jar</packaging>
    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <log4j.version>2.22.1</log4j.version>
        <logback.version>1.4.14</logback.version>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>1.18.30</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.apache.commons</groupId>
            <artifactId>commons-lang3</artifactId>
            <version>3.12.0</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-core</artifactId>
            <version>${log4j.version}</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-api</artifactId>
            <version>${log4j.version}</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-slf4j2-impl</artifactId>
            <version>${log4j.version}</version>
        </dependency>

        <!--        <dependency>-->
        <!--            <groupId>ch.qos.logback</groupId>-->
        <!--            <artifactId>logback-classic</artifactId>-->
        <!--            <version>${logback.version}</version>-->
        <!--        </dependency>-->
    </dependencies>
</project>
2. 更多参考

这些参考资料有可能不太对, 但是为了方便大家查阅, 我还是给出了一些官方的和比较受欢迎的资料

  • logback官方测试结果 [1]
  • log4j2官方测试结果 [2]
  • Java日志框架:log4j vs logback vs log4j2 [3]

参考资料

[1]logback官方测试结果: https://logback.qos.ch/performance.html

[2]log4j2官方测试结果: https://logging.apache.org/log4j/2.x/performance.html

[3]Java日志框架:log4j vs logback vs log4j2: https://zhuanlan.zhihu.com/p/472941897

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