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根據定義，打印方法決定一個(gè)日志請求的級別。例如，如果c是一個(gè)日志實(shí)例，那么語(yǔ)句c.info("..") 就是級別為INFO的一個(gè)日志請求。  c.info("..")

只有一個(gè)日志請求(A logging request)的級別高于或等于它的logger級別的時(shí)候才 能夠被執行 。否則，則被認為這個(gè)日志請求 不能被執行 。一個(gè)沒(méi)有被定義優(yōu)先級別的logger將從層次關(guān)系中的前輩那里繼承優(yōu)先級別。這個(gè)規則總結如下：

這個(gè)規則是log4j的核心。它假設級別是有先后順序的。對于標準的優(yōu)先級別來(lái)說(shuō)，DEBUG < INFO < WARN < ERROR < FATAL。

這里是一個(gè)關(guān)于這個(gè)規則的例子：

   // get a logger instance named "com.foo"
   Logger  logger = Logger.getLogger( "com.foo" );

   // Now set its level. Normally you do not need to set the
   // level of a logger programmatically. This is usually done
   // in configuration files.
    logger .setLevel( Level.INFO );

   Logger barlogger = Logger.getLogger( "com.foo.Bar" );

   // This request is enabled, because  WARN  >=  INFO .
   logger. warn ("Low fuel level.");

   // This request is disabled, because  DEBUG  <  INFO .
   logger. debug ("Starting search for nearest gas station.");

   // The logger instance barlogger, named "com.foo.Bar",
   // will inherit its level from the logger named
   // "com.foo" Thus, the following request is enabled
   // because  INFO  >=  INFO .
   barlogger. info ("Located nearest gas station.");

   // This request is disabled, because  DEBUG  <  INFO .
   barlogger. debug ("Exiting gas station search");

以一樣的叁數名字調用getLogger方法，返回的reference總是指向完全相同的logger對象。

例如，在這里：

   Logger x = Logger.getLogger("wombat");
   Logger y = Logger.getLogger("wombat");

因此，通過(guò)這種方式可以配置一個(gè)logger，而不需要傳遞references就能在其他地方得到相同的實(shí)例。在生物的父子關(guān)系中父母總是排放在孩子們前面， log4j loggers與此有相互矛盾的地方，那就是log4j loggers可以以任何順序被產(chǎn)生和配置。特別的是，一個(gè)"parent" logger 會(huì )找到并連接他的后代，即使他是在他們之后被定義。

Log4j環(huán)境通常是在程序被初始化的時(shí)候被配置的。最好的方式是通過(guò)閱讀一個(gè)配置文件去配置。我們會(huì )馬上討論到這方面的內容。

Log4j使得通過(guò)軟件組件的名稱(chēng)去定義loggers的名字很容易。這可以通過(guò)在每個(gè)類(lèi)中靜態(tài)地instantiating一個(gè)logger，讓logger的名字與這個(gè)合格的java類(lèi)文件名相同來(lái)完成。這是一種有用并且直觀(guān)的定義loggers的方式。因為日志的輸出帶有產(chǎn)生它們的logger的名字，這種命名策略使我們能夠很方便地識別這些log信息的來(lái)源。不過(guò)，盡管這是通用的一種loggers命名策略，Log4j沒(méi)有限制怎樣對loggers進(jìn)行命名。開(kāi)發(fā)程序員可以根據自己的喜好隨意定義 loggers。   software component

當然，至今所知的最好的命名策略還是以它們所在的類(lèi)的名稱(chēng)來(lái)命名 loggers。

Appenders and Layouts

基于自身的logger選擇性地使用或不使用日志請求（logging requests ）的能力僅僅整個(gè)Log4j能力的一部分。Log4j允許將log信息輸出到許多不同的輸出設備中。用log4j的語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，一個(gè)log信息輸出目的地就叫做一個(gè) appender 。目前，log4j 的appenders可以將log信息輸出到console，files，GUI components，remote socket servers， JMS，NT Event Loggers，和 remote UNIX Syslog daemons。它還可以同時(shí)將log信息輸出到多個(gè)輸出設備中。   NT Event Loggers

多個(gè)appenders可以和一個(gè)logger連接在一起。

使用addAppender方法把一個(gè)appender加入到給定的logger上。一個(gè)給定的 logger的每一個(gè)被允許的日志請求都會(huì )被傳遞給這個(gè)logger的所有appenders，以及階層中高級別的appenders。換句話(huà)說(shuō)appenders是從logger階層中不斷添加地被繼承的。例如，一個(gè) console appender加給了root logger，那么，這個(gè)root logger所有被允許輸出的日志信息將被輸出到console。如果你又給一個(gè)名字為C的logger添加了一個(gè) file appender，那么C 以及C的子輩的所有被允許的日志信息將被同時(shí)輸出到 file appender 和 console appender?？梢酝ㄟ^(guò)把additivity flag設置為false來(lái)覆蓋這個(gè)默認的行為從而使appender的繼承關(guān)系不再是添加性的。  Each enabled logging request for a given logger will be forwarded to all the appenders in that logger as well as the appenders higher in the hierarchy.  setting the additivity flag

支配appender添加性的規則總結如下：

下面的表格顯示一個(gè)示例：

通常，用戶(hù)不僅希望自己指定log信息的輸出目的地，而且，他們還希望指定 log信息的輸出格式。這可以通過(guò)和appender相關(guān)的 layout 實(shí)現。Layout負責根據用戶(hù)的需要去格式化log信息的輸出，而appender負責將一個(gè)格式化過(guò)的 log信息輸出到它的目的地。PatternLayout 是標準log4j發(fā)行包中的一部分，它讓用戶(hù)根據和C語(yǔ)言中的printf方法相似的轉換模式指定輸出格式。

例如，具有"%r [%t] %-5p %c - %m%n" 轉換格式的PatternLayout 將輸出以下的式樣：

176 [main] INFO org.foo.Bar - Located nearest gas station.

第一個(gè)區域是從程序開(kāi)始運行到輸出日志信息所用的毫秒數。第二個(gè)區域是產(chǎn)生日志請求的線(xiàn)程。第三個(gè)區域是這個(gè)log語(yǔ)句的優(yōu)先級別。第四個(gè)區域是和日志請求相關(guān)聯(lián)的logger名字。在'-' 之后的文字是這個(gè)log信息的內容。

同樣重要的是，log4j 將根據用戶(hù)指定的標準來(lái)表達log信息的內容。例如，如果你經(jīng)常需要日志記錄Oranges，Oranges是你當前項目中使用的一個(gè)對象類(lèi)型，那么你可以注冊一個(gè)OrangeRenderer，這樣每當需要日志記錄一個(gè) orange時(shí)，OrangeRenderer就會(huì )被調用。

對象的表達遵照類(lèi)階層（class hierarchy）形式。例如，假設oranges是 fruits，你注冊了一個(gè)FruitRenderer，那么，包括oranges在內的所有的fruits 都將由FruitRenderer來(lái)表達，除非你自己為orange注冊了一個(gè)特定的 OrangeRenderer。

Object renderers必須實(shí)施ObjectRenderer界面。

配 置

在程序代碼中插入這些日志請求需要相當大的工作量。調查顯示，大約%4左右的代碼是logging。因此，即便是中等大小的應用程序也需要在它們的代碼中至少包含有幾千行的log語(yǔ)句。就從這個(gè)數目來(lái)看，管理這些log語(yǔ)句而不用人工地去修改它們是十分重要的。

Log4j環(huán)境是完全能夠通過(guò)編程來(lái)配置的。但是使用配置文件去配置則更靈活。目前，Log4j的配置文件是以XML格式和JAVA properties (key=value) 格式編寫(xiě)的。

假設我們有個(gè)叫MyApp的程序使用log4j，讓我們來(lái)看看這是怎樣做到的：

 import com.foo.Bar;

 // Import log4j classes.
 import org.apache.log4j.Logger;
 import org.apache.log4j.BasicConfigurator;

 public class MyApp {

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

   public static void main(String[] args) {

     // Set up a simple configuration that logs on the console.
      BasicConfigurator.configure(); 

     logger.info("Entering application.");
     Bar bar = new Bar();
     bar.doIt();
     logger.info("Exiting application.");
   }
 }

MyApp類(lèi)首先引入log4j的相關(guān)類(lèi)，然后定義一個(gè)命名為MyApp的靜態(tài)logger變量，而這個(gè)名字恰好和MyApp的類(lèi)名一樣。

MyApp類(lèi)還使用了被定義在com.foo包中的Bar類(lèi)：

 package com.foo;
 import org.apache.log4j.Logger;

 public class Bar {
    static  Logger logger =  Logger.getLogger(Bar.class); 

   public void doIt() {
     logger.debug("Did it again!");
   }
 }

通過(guò)調用BasicConfigurator.configure 方法產(chǎn)生一個(gè)相當簡(jiǎn)單的log4j的設置。這個(gè)方法將一個(gè) ConsoleAppender添加到root logger，從而讓log信息輸出到 console。通過(guò)把PatternLayout設置為 %-4r [%t] %-5p %c %x - %m%n來(lái)確定輸出格式。

注意，默認的root logger被指派為Level.DEBUG。

MyApp的輸出是這樣的：

0    [main] INFO  MyApp  - Entering application.
36   [main] DEBUG com.foo.Bar  - Did it again!
51   [main] INFO  MyApp  - Exiting application.

下面的圖形描繪了在調用BasicConfigurator.configure方法之后，MyApp的對象圖表。

注意，log4j 的子代loggers只和它們現有的前輩鏈接。在這里，名字叫 com.foo.Bar的logger直接和root logger鏈接，因此繞過(guò)了沒(méi)有被使用的com 或com.foo loggers。這樣極大地提高了log4j的性能并減少了內存（memory）的使用。

通過(guò)調用BasicConfigurator.configure方法來(lái)配置MyApp類(lèi)。其它的類(lèi)只需要引入org.apache.log4j.Logger類(lèi)，獲取它們想要使用的loggers，就可以輸出 log。

先前的例子總是輸出同樣的log信息。幸運的是，很容易修改MyApp程序就可以在程序運行時(shí)對log輸出進(jìn)行控制。下面是略加修改后的版本：

 import com.foo.Bar;

 import org.apache.log4j.Logger;
 import org.apache.log4j.PropertyConfigurator;

 public class MyApp {

   static Logger logger = Logger.getLogger(MyApp.class.getName());

   public static void main(String[] args) {


     // BasicConfigurator replaced with PropertyConfigurator.
      PropertyConfigurator.configure(args[0]); 

     logger.info("Entering application.");
     Bar bar = new Bar();
     bar.doIt();
     logger.info("Exiting application.");
   }
 }

這個(gè)例子中MyApp指示PropertyConfigurator方法去解讀配置文件并設置相應的logging 。

這里是一個(gè)配置文件的示例，這個(gè)配置文件產(chǎn)生和前面BasicConfigurator例子完全一樣的輸出結果：

# Set root logger level to DEBUG and its only appender to A1.
log4j.rootLogger=DEBUG, A1

# A1 is set to be a ConsoleAppender.
log4j.appender.A1=org.apache.log4j.ConsoleAppender

# A1 uses PatternLayout.
log4j.appender.A1.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.A1.layout.ConversionPattern=%-4r [%t] %-5p %c %x - %m%n

假設我們不再需要com.foo軟件包里任何組件的日志輸出，下面的配置文件展示了達到這一目的的一種可能的方法：

log4j.rootLogger=DEBUG, A1
log4j.appender.A1=org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.A1.layout=org.apache.log4j.PatternLayout

#  Print the date in ISO 8601 format 
log4j.appender.A1.layout.ConversionPattern= %d  [%t] %-5p %c - %m%n

# Print only messages of level WARN or above in the package com.foo.
 log4j.logger.com.foo=WARN 

由這個(gè)文件所配置的MyApp的日志輸出如下：

 2000-09-07 14:07:41,508  [main] INFO  MyApp - Entering application.
 2000-09-07 14:07:41,529  [main] INFO  MyApp - Exiting application.

因為logger com.foo.Bar 沒(méi)有指定的優(yōu)先級別，它就從com.foo中繼承優(yōu)先級別，而com.foo的優(yōu)先級別在配置文件中被設置為WARN。 Bar.doIt 方法里的 log語(yǔ)句的級別為DEBUG，比WARN級別低。所以，doIt()方法的日志請求就被壓制住了。

這里是另一個(gè)使用多個(gè)appenders的配置文件。

log4j.rootLogger=debug,  stdout, R 

log4j.appender. stdout =org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.stdout.layout=org.apache.log4j.PatternLayout

# Pattern to output the caller's file name and line number.
log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern=%5p [%t]  (%F:%L)  - %m%n

log4j.appender. R =org.apache.log4j.RollingFileAppender
log4j.appender.R.File=example.log

log4j.appender.R.MaxFileSize= 100KB 
# Keep one backup file
log4j.appender.R.MaxBackupIndex=1

log4j.appender.R.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.R.layout.ConversionPattern=%p %t %c - %m%n

調用以這個(gè)配置文件增強了的MyApp會(huì )把下列輸出信息輸出到控制臺（console）上。

 INFO [main]  (MyApp2.java:12)  - Entering application.
DEBUG [main] (Bar.java:8) - Doing it again!
 INFO [main] (MyApp2.java:15) - Exiting application.

另外，當root logger增加了第二個(gè)appender時(shí)，log信息將同時(shí)也被輸出到 example.log文件中。當example.log文件達到100KB 后，example.log文件將被rolled over。當roll-over 發(fā)生時(shí)，example.log 的老版本將自動(dòng)被移到 example.log.1中去。

注意，要獲得這些不同的logging行為并不需要重新編譯代碼。我們還可以簡(jiǎn)單地通過(guò)修改log配置文件把log信息輸出到UNIX Syslog daemon中，把所有 com.foo的日志輸出轉指向NT Event logger 中，或者把log事件輸出到遠程 log4j服務(wù)器中，當然它要根據局部服務(wù)器規則進(jìn)行log，例如可以把log事件輸出到第二個(gè)log4j服務(wù)器中去。

默認的初始化過(guò)程

Log4j庫沒(méi)有對它的環(huán)境作任何假設。特別是，沒(méi)有默認的log4j appenders。不過(guò)在一些精細定義過(guò)的情況下，這個(gè)Logger類(lèi)的靜態(tài)的initializer會(huì )試圖自動(dòng)配置log4j。 Java語(yǔ)言確保一個(gè)類(lèi)的靜態(tài)的initializer在這個(gè)類(lèi)被裝載到內存里時(shí)被調用一次，而且僅僅一次。這點(diǎn)很重要，要記住不同的classloaders會(huì )裝載同一個(gè)類(lèi)的不同復制版。這些同一個(gè)類(lèi)的不同復制版在JVM看來(lái)是完全不相關(guān)的。

默認的初始化在這樣的環(huán)境中很有用處，那就是同一個(gè)程序依據運行時(shí)的環(huán)境作不同用處。例如，同樣一個(gè)程序可以在web-server的控制下作為單獨的程序，作為一個(gè)applet，或者作為一個(gè)servlet被使用。

默認的初始化運算法則定義如下：

1. 把log4j.defaultInitOverride的系統屬性設置為 "false"以外的任何值將會(huì )造成 log4j跳過(guò)默認的初始化過(guò)程。
2. 把resource這個(gè)string變量設置為log4j.configuration系統屬性的值。 最好的方法指定默認初始化文件是通過(guò)log4j.configuration系統屬性來(lái)指定。 在log4j.configuration系統屬性沒(méi)有被定義的情況下，把resource這個(gè)string變 量設置成它的默認值"log4j.properties"。
3. 把resource變量轉換為一個(gè)URL。
4. 如果這個(gè)resource變量不能轉換為一個(gè)URL，例如，因為 MalformedURLException的緣故，那么就通過(guò)調用 org.apache.log4j.helpers.Loader.getResource(resource, Logger.class)在 classpath上搜尋resource，它會(huì )返回一個(gè)URL。注意， string "log4j.properties"是一個(gè)不合式的URL。  org.apache.log4j.helpers.Loader.getResource(resource, Logger.class)

   有關(guān)搜尋地址列單，請參看Loader.getResource(java.lang.String)。

5. 如果不能找到URL，那就放棄默認的初始化。否則，從URL配置log4j 。

   log4j.configuratorClass系統屬 性的值就是你客戶(hù)自己的configurator的類(lèi)名。你指定的客戶(hù)configurator 必須 實(shí)施Configurator接口。

export TOMCAT_OPTS="-Dlog4j.configuration=foobar.txt"

   export TOMCAT_OPTS="-Dlog4j.debug -Dlog4j.configuration=foobar.xml"

   set TOMCAT_OPTS=-Dlog4j.configuration=foobar.lcf -Dlog4j.configuratorClass=com.foo.BarConfigurator

   set TOMCAT_OPTS=-Dlog4j.configuration=file:/c:/foobar.lcf

package com.foo;

import org.apache.log4j.PropertyConfigurator;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.PrintWriter;
import java.io.IOException;

public class Log4jInit extends HttpServlet {

  public
  void init() {
    String prefix =  getServletContext().getRealPath("/");
    String file = getInitParameter("log4j-init-file");
    // if the log4j-init-file is not set, then no point in trying
    if(file != null) {
      PropertyConfigurator.configure(prefix+file);
    }
  }

  public
  void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse res) {
  }
}

  <servlet>
    <servlet-name>log4j-init</servlet-name>
    <servlet-class>com.foo.Log4jInit</servlet-class>

    <init-param>
      <param-name>log4j-init-file</param-name>
      <param-value>WEB-INF/classes/log4j.lcf</param-value>
    </init-param>

    <load-on-startup>1</load-on-startup>
  </servlet>

  public class NDC {
    // Used when printing the diagnostic
    public  static  String get();

    // Remove the top of the context from the NDC.
    public  static  String pop();

    // Add diagnostic context for the current thread.
    public  static  void push(String message);

    // Remove the diagnostic context for this thread.
    public  static  void remove();
  }

1. Logging performance when logging is turned off.

   當logging被完全關(guān)閉或只是set of levels被關(guān)閉，日志請求的開(kāi)銷(xiāo)是方法的調 用和整數的比較。在一個(gè)233 MHz Pentium II機器上，這種開(kāi)銷(xiāo)通常在5 to 50 毫微秒范圍內。  set of levels

   不過(guò)，方法的調用包含有參數的建造上的“隱閉”開(kāi)銷(xiāo)。

   例如下面的logger cat程序段中：

        logger.debug("Entry number: " + i + " is " + String.valueOf(entry[i]));
       

   不管message被日志記錄與否，構造message參數的開(kāi)銷(xiāo)還是有的，比如說(shuō)， 把整數i 和數組entry[i]轉化為String，連接中間字串。參數構造的這種開(kāi)銷(xiāo)可能 很高，它依賴(lài)于所介入的參數數量有多少。

   為了避免這種參數構造開(kāi)銷(xiāo)，把以上的代碼段改寫(xiě)為：

         if(logger.isDebugEnabled() {
           logger.debug("Entry number: " + i + " is " + String.valueOf(entry[i]));
         }
      

   如果排錯功能不被使用，就不會(huì )有參數構造上的開(kāi)銷(xiāo)。但是，另一方面，如果 logger的排錯功能被起用，就會(huì )有倆倍的開(kāi)銷(xiāo)用于評估logger是否被起用：一 次是判斷debugEnabled，一次是判斷debug是否被啟用。但這不是極重的負 擔，因為評估logger的時(shí)間只有整個(gè)log語(yǔ)句執行時(shí)間的1%

   在log4j中，把日志請求作為L(cháng)ogger類(lèi)的實(shí)例。Logger是類(lèi)而不是接口，這主 要是為了減少程序調用的開(kāi)銷(xiāo)，但犧牲了接口所能帶來(lái)的靈活性。

   有些用戶(hù)使用預處理或compile-time技術(shù)來(lái)編譯所有log語(yǔ)句。這樣logging方面 的性能是很好。但是，因為resulting application binary沒(méi)有包含任何log語(yǔ) 句，你不能對這個(gè)二進(jìn)制程序起用logging。在我看來(lái)，這是為了小的性能增加 而付出大的代價(jià)。

2. The performance of deciding whether to log or not to log when logging is turned on.

   本質(zhì)上影響性能的因素是logger的層次關(guān)系。當logging功能被打開(kāi)時(shí)，log4j仍 然需要把log請求的級別去與request logger的級別作比較。不過(guò)，有些loggers 并沒(méi)有指派的優(yōu)先級別，但它可以從它的上一層logger那里繼承優(yōu)先級別。因 此在繼承優(yōu)先級之前，logger可能需要搜索它的ancestors。

   Log4j在這方面做了很大的努力，以便使這種階層的優(yōu)先級別搜尋（hierarchy walk ）盡可能的快速。例如，子代loggers僅僅只和它們現有的ancestors鏈 接。在前面的BasicConfigurator示例中，叫做com.foo.Bar的logger 直接與 root logger鏈接，繞過(guò)了不存在的com或com.foo loggers。這極大地提高了優(yōu) 先級別搜尋的速度。

   階層的優(yōu)先級搜尋（walking the hierarchy ）的開(kāi)銷(xiāo)在于它比logging完全關(guān)閉 時(shí)要慢三倍。

3. Actually outputting log messages

   這里講的是log輸出的格式化和把log信息發(fā)送到目標所在地的開(kāi)銷(xiāo)。Log4j在這 方面也下了大力氣讓格式化能盡快執行。對appenders也是一樣。通常情況 下，格式化語(yǔ)句的開(kāi)銷(xiāo)可能是100到300微秒的處理時(shí)間。確切數字請參看 org.apache.log4.performance.Logging 。

盡管log4j具有許多功能特性，但速度是第一設計目標。為了提高性能，一些 log4j的部件曾經(jīng)被重寫(xiě)過(guò)許多次。即使這樣，log4j的貢獻者們不斷提出新的優(yōu)化辦法。你應該很驚喜地發(fā)現當以SimpleLayout來(lái)配置時(shí)，性能測試顯示使用 log4j日志和使用System.out.println日志同樣快。

結論

Log4j是用Java編寫(xiě)的一個(gè)非常流行的logging開(kāi)發(fā)包。它的一個(gè)顯著(zhù)特性之一是在loggers里運用了繼承的概念。使用這種logger的層次關(guān)系，就可能準確地控制每一個(gè)log語(yǔ)句的輸出。這樣減少了log信息的輸出量并降低了logging的開(kāi)銷(xiāo)。

Log4j API的優(yōu)點(diǎn)之一是它的可管理性。一旦log語(yǔ)句被插入到代碼中，他們就能被配置文件控制而無(wú)需重新編譯源代碼。Log信息的輸出能夠有選擇地被起用或關(guān)閉，用戶(hù)能夠按照自己選擇的格式將這些log信息輸出到許多不同的輸出設備中。Log4j軟件包的設計是在代碼中保留log語(yǔ)句的同時(shí)不造成很大的性能損失。

感謝