Java 日志管理最佳实践

日志记录是应用程序运行中必不可少的一部分。具有良好格式和完备信息的日志记录可以在程序出现问题时帮助开发人员迅速地定位错误的根源。对于开 发人员来说,在程序中使用日志API记录日志并不复杂,不过遵循一些最佳实践可以更好的利用日志。本文介绍了在Java程序中记录日志的最佳实践,同时也 介绍了如何使用开源软件对日志进行聚合和分析。

概述

对于现在的应用程序来说,日志的重要性是不言而喻的。很难想象没有任何日志记录功能的应用程序运行 在生产环境中。日志所能提供的功能是多种多样的,包括记录程序运行时产生的错误信息、状态信息、调试信息和执行时间信息等。在生产环境中,日志是查找问题 来源的重要依据。应用程序运行时的产生的各种信息,都应该通过日志 API 来进行记录。很多开发人员习惯于使用 System.out.println、System.err.println 以及异常对象的 printStrackTrace 方法来输出相关信息。这些使用方式虽然简便,但是所产生的信息在出现问题时并不能提供有效的帮助。这些使用方式都应该改为使用日志 API。使用日志 API 并没有增加很多复杂度,但是所提供的好处是显著的。

尽管记录日志是应用开发中并不可少的功能,在 JDK 的最初版本中并不包含日志记录相关的 API 和实现。相关的 API(java.util.logging 包,JUL)和实现,直到 JDK 1.4 才被加入。因此在日志记录这一个领域,社区贡献了很多开源的实现。其中比较流行的包括 log4j 及其后继者 logback。除了真正的日志记录实现之外,还有一类与日志记录相关的封装 API,如 Apache Commons Logging 和 SLF4J。这类库的作用是在日志记录实现的基础上提供一个封装的 API 层次,对日志记录 API 的使用者提供一个统一的接口,使得可以自由切换不同的日志记录实现。比如从 JDK 的默认日志记录实现 JUL 切换到 log4j。这类封装 API 库在框架的实现中比较常用,因为需要考虑到框架使用者的不同需求。在实际的项目开发中则使用得比较少,因为很少有项目会在开发中切换不同的日志记录实现。 本文对于这两类库都会进行具体的介绍。

记录日志只是有效地利用日志的第一步,更重要的是如何对程序运行时产生的日志进行处理和分析。典型的 情景包括当日志中包含满足特定条件的记录时,触发相应的通知机制,比如邮件或短信通知;还可以在程序运行出现错误时,快速地定位潜在的问题源。这样的处理 和分析的能力对于实际系统的维护尤其重要。当运行系统中包含的组件过多时,日志对于错误的诊断就显得格外重要。

本文首先介绍关于日志 API 的基本内容。

Java 日志 API

从功能上来说,日志 API 本身所需求的功能非常简单,只需要能够记录一段文本即可。API 的使用者在需要进行记录时,根据当前的上下文信息构造出相应的文本信息,调用 API 完成记录。一般来说,日志 API 由下面几个部分组成:

  • 记录器(Logger):日志 API 的使用者通过记录器来发出日志记录请求,并提供日志的内容。在记录日志时,需要指定日志的严重性级别。
  • 格式化器(Formatter):对记录器所记录的文本进行格式化,并添加额外的元数据。
  • 处理器(Handler):把经过格式化之后的日志记录输出到不同的地方。常见的日志输出目标包括控制台、文件和数据库等。

记录器

当 程序中需要记录日志时,首先需要获取一个日志记录器对象。一般的日志记录 API 都提供相应的工厂方法来创建记录器对象。每个记录器对象都是有名称的。一般的做法是使用当前的 Java 类的名称或所在包的名称作为记录器对象的名称。记录器的名称通常是具有层次结构的,与 Java 包的层次结构相对应。比如 Java 类“com.myapp.web.IndexController”中使用的日志记录器的名称一般是 “com.myapp.web.IndexController”或“com.myapp.web”。除了使用类名或包名之外,还可以根据日志记录所对应 的功能来进行划分,从而选择不同的名称。比如用“security”作为所有与安全相关的日志记录器的名称。这样的命名方式对于某些横切的功能比较实用。 开发人员一般习惯于使用当前的类名作为日志记录器的名称,这样可以快速在日志记录中定位到产生日志的 Java 类。使用有意义的其他名称在很多情况下也是一个不错的选择。

在通过日志记录器对象记录日志时,需要指定日志的严重性级别。根据每个记录器对 象的不同配置,低于某个级别的日志消息可能不会被记录下来。该级别是日志 API 的使用者根据日志记录中所包含的信息来自行决定的。不同的日志记录 API 所定义的级别也不尽相同。日志记录封装 API 也会定义自己的级别并映射到底层实现中