Log4j日志级别及使用规范

Log4j日志级别及使用规范
目录

1、日志存储

2、日志工具的选择

3、日志输出级别

4、Log4j配置

5、什么时候应该打日志

6、日志API规范

6.1、Log4j、slf4j对象的声明和初始化，仅以下代码是符合规范的

6.2、参数格式化

6.3、打印错误异常的详细堆栈信息

6.4、log4j代码示例

7、小结

8、不同级别的使用

8.1、ERROR

8.2、WARN

8.3、 INFO

8.4 、DEBUG

8.5 、TRACE

9、规范示例说明

在开发后端接口，服务搭建时，对于日志记录，不仅要有，还要做好，刚好项目团队对于这块疏于管理，对问题排查带来极大困扰，又是老项目，只能用用log4j，简单的记录下日志，减少后期运维工作量，借次，记录log4j用法规范，用于内部参考
1. 日志的作用是让方便后期运维，快速定位问题，或监控系统等
2. 日志输出,有序有理且不杂乱，有规范
3. 业务流程关键环节日志记录，方便排查设计逻辑上的不合理之处
4. 下文示例，涉及到参数格式化的地方，无特殊说明，都是用的slf4j，log4j参数格式化
1、日志存储

目前的日志存储，一般分为两种：

本地日志：存储在应用服务容器下，指定路径

远程日志：elk loki日志管理平台

2、日志工具的选择

Log4j:不支持参数格式化

SLF4J：SLF4J提供了一个名为参数化日志的高级特性，可以显著提高在配置为关闭日志的情况下的日志语句性能
```
//slf4j
log.debug("Found {} records matching filter: '{}'", records, filter);
 
//log4j
log.debug("Found " + records + " records matching filter: '" + filter + "'");
```
可以看出SLF4J的方式一方面更简略易读，另一方面少了字符串拼接的开销,并且在日志级别达不到时（这里例子即为设置级别为debug以上），不会调用对象的toString方法。

3、日志输出级别

ERROR：系统中发生了非常严重的问题，必须马上有人进行处理。没有系统可以忍受这个级别的问题的存在。比如：NPEs（空指针异常），数据库不可用，关键业务流程中断等等

WARN：发生这个级别问题时，处理过程可以继续，但必须对这个问题给予额外关注。这个问题又可以细分成两种情况：一种是存在严重的问题但有应急措施（比如数据库不可用，使用Cache）；第二种是潜在问题及建议（ATTENTION），比如生产环境的应用运行在Development模式下、管理控制台没有密码保护等。系统可以允许这种错误的存在，但必须及时做跟踪检查

INFO：重要的业务处理已经结束。在实际环境中，系统管理员或者高级用户要能理解INFO输出的信息并能很快的了解应用正在做什么。比如，一个和处理机票预订的系统，对每一张票要有且只有一条INFO信息描述 "[Who] booked ticket from [Where] to [Where]"。另外一种对INFO信息的定义是：记录显著改变应用状态的每一个action，比如：数据库更新、外部系统请求

DEBUG：用于开发人员使用。将在TRACE章节中一起说明这个级别该输出什么信息

TRACE：非常具体的信息，只能用于开发调试使用。部署到生产环境后，这个级别的信息只能保持很短的时间。这些信息只能临时存在，并将最终被关闭。要区分DEBUG和TRACE会比较困难，对一个在开发及测试完成后将被删除的LOG输出，可能会比较适合定义为TRACE级别

4、Log4j配置

常用log4j配置，一般可以采用两种方式，.properties和.xml，下边以.properties为例：
```
#Log4j建议使用四个级别。优先级从高到底error、warn、info、debug
### 配置根Logger ###
log4j.rootLogger=INFO,C,I,D,E
 
###控制台(console)###
### 输出的四种形式： ###
#org.apache.log4j.ConsoleAppender（控制台）
#org.apache.log4j.FileAppender（文件）
#org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender（每天产生一个日志文件）
#org.apache.log4j.RollingFileAppender（文件大小到达指定尺寸的时候产生一个新的文件）
log4j.appender.C=org.apache.log4j.ConsoleAppender
### 用流的方式输出
log4j.appender.C.Target=System.out 
###日志布局
log4j.appender.C.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
# %L 输出代码中的行号
# %l 输出日志事件的发生位置，包括类目名、发生的线程，以及在代码中的行数
#    如：Testlog.main(TestLog.java:10)
# %m 输出代码中指定的消息
# %p 输出优先级，即DEBUG,INFO,WARN,ERROR,FATAL
# %c 输出所属的类目,通常就是所在类的全名
# %t 输出产生该日志事件的线程名
# %n 输出一个回车换行符，Windows平台为“\r\n”，Unix平台为“\n”
# %d 输出日志时间点的日期或时间，默认格式为ISO8601，也可以在其后指定格式
#    如：%d{yyyy年MM月dd日 HH:mm:ss,SSS}，输出类似：2012年01月05日 22:10:28,921
log4j.appender.C.layout.ConversionPattern=%d{yyyy-MM-dd HH\:mm\:ss,SSS} %-5p(%10c{1}) [%L] %m%n 
 
 
###定期回滚日志文件(dailyFile)###
###	输出DEBUG级别以上的日志文件设置	### 
log4j.appender.D = org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender
###日志文件的路径
log4j.appender.D.File = ${catalina.home}/logs/axis/axis_debug.log 
###日志是否追加 
log4j.appender.D.Append = true
##它的作用是输出DEBUG级别以上的内容到${catalina.home}/logs/axis/中，所以info.log文件中包含了ERROR级别的文件
log4j.appender.D.Threshold = DEBUG 
log4j.appender.D.DatePattern='.'yyyy-MM-dd
log4j.appender.D.layout = org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.D.layout.ConversionPattern =%-5p-[%d{yyyy-MM-dd HH\:mm\:ss,SSS}] \: %m%n 
 
###	输出INFO级别以上的日志文件设置	### 
log4j.appender.I=org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender
log4j.appender.I.Append=true
log4j.appender.I.Threshold=INFO
log4j.appender.I.File=${catalina.home}/logs/axis/axis_info.log 
log4j.appender.I.DatePattern='.'yyyy-MM-dd
log4j.appender.I.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.I.layout.ConversionPattern=%-5p-[%d{yyyy-MM-dd HH\:mm\:ss,SSS}] \: %m%n 
 
###	输出DEBUG级别以上的日志文件设置	### 
log4j.appender.D = org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender
log4j.appender.D.File = ${catalina.home}/logs/axis/axis_warn.log 
log4j.appender.D.Append = true
log4j.appender.D.Threshold = WARN 
log4j.appender.D.DatePattern='.'yyyy-MM-dd
log4j.appender.D.layout = org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.D.layout.ConversionPattern =%-5p-[%d{yyyy-MM-dd HH\:mm\:ss,SSS}] \: %m%n 
 
### 输出ERROR 级别以上的日志文件设置 ###
log4j.appender.E = org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender
log4j.appender.E.File = ${catalina.home}/logs/axis/axis_error.log 
log4j.appender.E.Append = true
log4j.appender.E.Threshold = ERROR 
log4j.appender.E.DatePattern='.'yyyy-MM-dd
log4j.appender.E.layout = org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.E.layout.ConversionPattern =%-5p-[%d{yyyy-MM-dd HH\:mm\:ss,SSS}] \: %m%n 
 
 
 
### 输出到数据库 ###
#（指定输出到数据库）   
log4j.appender.DATABASE=org.apache.log4j.jdbc.JDBCAppender
#（指定数据库URL）   
log4j.appender.DATABASE.URL=jdbc:mysql://localhost:3306/test
#（指定数据库driver）   
log4j.appender.DATABASE.driver=com.mysql.jdbc.Driver
#（指定数据库用户）   
log4j.appender.DATABASE.user=root
#（指定数据库用户密码）   
log4j.appender.DATABASE.password=123456
#（组织SQL语句）   
log4j.appender.DATABASE.sql=INSERT INTO LOG4J (Message) VALUES ('[framework] %d - %c -%-4r [%t] %-5p %c %x - %m%n')
#（布局）
log4j.appender.DATABASE.layout=org.apache.log4j.PatternLayout   
#（格式）
log4j.appender.DATABASE.layout.ConversionPattern=[framework] %d - %c -%-4r [%t] %-5p %c %x - %m%n  
```
除此之外，还支持输出到socket,邮件，数据库等

5、什么时候应该打日志
1. 当你遇到问题的时候，只能通过debug功能来确定问题，你应该考虑打日志，良好的系统，是可以通过日志进行问题定为的。
2. 当你碰到if…else 或者 switch这样的分支时，要在分支的首行打印日志，用来确定进入了哪个分支
3. 经常以功能为核心进行开发，你应该在提交代码前，可以确定通过日志可以看到整个流程
6、日志API规范

6.1、Log4j、slf4j对象的声明和初始化，仅以下代码是符合规范的
```
log4j：
import org.apache.log4j.Logger;
 
public class Test {
 
    private static final Logger log = Logger.getLogger(Test.class);
    
    private static final Logger log = Logger.getLogger(this.getClass());
 
    private static final Logger LOGGER = LogManager.getLogger(Test.class);
}
 
slf4j：
 
 
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
 
public class Test {
    private static final  Logger logger = LoggerFactory.getLogger(Test.class);
}
```
1. 设置为private是为了防止其他类使用当前类的日志对象；
2. 设置为static是为了让每个类中的日志对象只生成一份，日志对象是属于类的，不是属于具体的实例的；
3. 设置成final是为了避免日志对象在运行时被修改
6.2、参数格式化

log4j可以使用MessageFormat.format实现参数格式化，或结合slf4j实现参数格式化，如下：
```
service.test("1001", "操作站点", "操作人");
public void test(String opStation, String operCode, String operName) {
  log.info(MessageFormat.format("opStation={0},operCode={1},operName={2}",  opStation,  operCode, operName));	
}
```
运行效果：
```
2021-05-08 09:26:50,362 INFO (NetSaleService) [95] opStation=1001,operCode=操作站点,operName=操作人
```
log4j这些传统的日志系统里面并没有占位符的概念，当我们需要打印信息的时候，我们就不得不创建无用String对象来进行输出信息的拼接。

slf4j：

slf4j可以使用占位符，这样日志输出的时候就可以避免无用字符串对象的创建
```
logger.info("Test opStation:[{}] and operCode : [{}] ",  opStation,  operCode);
```
对于debug日志，必须判断是否为debug级别后，才进行使用:
```
if (logger.isDebugEnabled()) {
    logger.debug("Test opStation:[{}] and operCode : [{}] ",  opStation,  operCode);
}
```
不要进行字符串拼接,那样会产生很多String对象，占用空间，影响性能。反例(不要这么做):
```
logger.debug("Test opStation: " + opStation+ " operCode: " + operCode);
```
使用[]进行参数变量隔离，如有参数变量，应该写成如下写法:
```
logger.debug("Test opStation:[{}] and operCode : [{}] ",  opStation,  operCode));
```
这样的格式写法，可读性更好，对于排查问题更有帮助。
1. 不得使用System.out, System.err进行日志记录
2. 正确的记录异常信息
6.3、打印错误异常的详细堆栈信息

记录异常信息是“记录所有信息”中的一个重要组成，但很多开发人员只是把logging当做处理异常的一种方式。他们通常返回缺省值，然后当做什么都没发生。其他时候，他们先log异常信息，然后再抛出包装过的异常。如：
```
log.error("IO exception", e);
 
throw new MyCustomException(e);
```
这种方法总是会打印两次相同的 stack trace信息，因为有些地方会捕捉MyCustomException异常，然后输出导致问题的日志信息。
但有时基于某些原因我们真的想log异常信息怎么办？很过见多的log语句有一半以上都是错的，
以log4j为例，如：
```
try {
			Integer x = null;
			++x;
		} catch (Exception e) {
 
			// A
			LOGGER.error(e);
 
			// B
			LOGGER.error(e, e);
 
			// C
			LOGGER.error("" + e);
 
			// D
			LOGGER.error(e.toString());
 
			// E
			LOGGER.error(e.getMessage());
 
			// F
			LOGGER.error(null, e);
 
			// G
			LOGGER.error("", e);
 
			// H
			LOGGER.error("{}", e);
 
			// J
			LOGGER.error("Error reading configuration file: " + e);
 
			// K
			LOGGER.error("Error reading configuration file: " + e.getMessage());
 
			// L
			LOGGER.error("Error reading configuration file", e);
 
		}
```
上面只有G、L是对的，L的处理方式更好一些

6.4、log4j代码示例
```
package com.netSale.test;
import org.apache.log4j.LogManager;
import org.apache.log4j.Logger;
 
public class TestLogError {
 
	public static final Logger LOGGER = LogManager.getLogger(TestLogError.class);
 
	public static void main(String[] args) {
 
		try {
 
			// 模拟空指针异常
 
			// Integer nullInt = Integer.valueOf(null);
 
			int[] array = { 1, 2, 3, 4, 5 };
 
			int outBoundInt = array[5];
 
		} catch (Exception e) {
 
			// 直接打印，则只输出异常类型
 
			LOGGER.error(e);
 
			// 使用字符串拼接
 
			LOGGER.error("使用 + 号连接直接输出 e : " + e);
 
			LOGGER.error("使用 + 号连接直接输出 e.getMessage() : " + e.getMessage());
 
			LOGGER.error("使用 + 号连接直接输出 e.toString() : " + e.toString());
 
			// 使用逗号分隔，调用两个参数的error方法
 
			LOGGER.error("使用 , 号 使第二个参数作为Throwable : ", e);
 
			// 尝试使用分隔符,第二个参数为Throwable,会发现分隔符没有起作用，第二个参数的不同据，调用不同的重载方法
 
			LOGGER.error("第二个参数为Throwable，使用分隔符打印 {} : ", e);
 
		}
 
	}
 
}
```
运行效果：

7、小结

使用Logger.error(e)、Logger.error(e.getMessage())、Logger.error("some msg" + e)、Logger.error("some msg" + e.getMessage()) 都是调用的error(Object message)，这个方法都会将入参当作Object输出，不会打印堆栈信息。
在使用Logger.error("first param ",e)时会调用error(String message, Throwable t)，此方法会完整的打印出错误堆栈信息

注意：捕获异常后不处理也不输出log是一种非常不负责任的行为，这会造成问题很难被定位，极大地提高debug成本！

1）Log的内容一定要确保不会因为Log语句的问题而抛出异常造成中断
```
log.debug("Processing request with id: {}", request.getId());
```
你能确保request对象不是NULL吗？如果request为null，就会抛出NullPointerException。

2）避免拖慢应用系统
输出太多日志信息：通常每小时输出到disk的数据量达到几百MiB就已经是上限了不正确使用toString() 或字符串拼接方法。
```
try {
    log.trace("Id=" + request.getUser().getId() + " accesses" + manager.getPage().getUrl().toString())
} catch(NullPointerException e) {
}
```
3）日志信息中尽量包含数据和描述

日志信息中尽量包含数据和描述easy to read, easy to parse
一些反模式的例子：
```
log.debug("Message processed");
 
log.debug(message.getJMSMessageID());
 
log.debug("Message with id '{}' processed", message.getJMSMessageID());
 
if (message instanceof TextMessage){
 
//...
}else {
    log.warn("Unknown message type");
}
```
为什么不包含 message type, message id, etc，包含个message content很难吗？另一个anti-pattern是magic-log。
有些开发人员为了自己查找信息方便，输出类似“&&&!#”的Log，而不是“Message with XYZ id received”。
最后，Log 不要涉及密码及个人信息（身份证、银行卡号etc）

5）关键业务系统日志的要求
- 用户浏览日志
  使用WEB服务器或应用服务器实现日志输出，关键信息包括：访问时间、用户IP、访问的URL、用户浏览器信息、HTTP状态码、请求处理时间
- 用户登录日志
  用于记录用户的Login、Logout、CheckLogin请求情况，关键信息如下：
  Login：请求时间、用户IP、用户名、渠道信息、用户浏览器信息、登录处理结果、请求花费时间、tokenId、sessionid
  Logout：请求时间、用户IP、用户名、渠道信息、用户浏览器信息、登出结果、请求花费时间、tokenid、sessionid
  CheckLogin：请求时间、用户IP、用户名、渠道信息、用户浏览器信息、检查结果、检查花费时间、tokenid、sessionId
- 服务接口调用日志
  所有外部接口的调用需要记录接口访问信息，关键信息如下：
  请求时间、接口URL、接口方法、调用结果、执行时间
6）配置规范
- 统一使用log4j.xml、log4j2.xml、logback配置。
- 所有的jar包中不推荐包含log4j.xml、log4j.properties、logback.xml文件，避免干扰实际的业务系统。
- 注意Logger间的继承关系，如：
- log4j的继承是通过命名来实现的。
- 子logger会默认继承父logger的appender，将它们加入到自己的Appender中；除非加上了additivity="false"，则不再继承父logger的appender。
- 子logger只在自己未定义输出级别的情况下，才会继承父logger的输出级别。
- Log文件位置和命名，目前Log文件的位置统一放在相同目录下面，Log名字通常以业务名开头，如xxx.log.2015-11-19等。
- 日志格式：必选打印数据项: 发生时间、日志级别、日志内容,可选文件和行号。
- 远程日志的输出需要注意host和port，区分cagegory。
8、不同级别的使用

8.1、ERROR
- 基本概念
影响到程序正常运行、当前请求正常运行的异常情况:
1. 打开配置文件失败
2. 所有第三方对接的异常(包括第三方返回错误码)
3. 所有影响功能使用的异常，包括:SQLException和除了业务异常之外的所有异常(RuntimeException和Exception)
- 不应该出现的情况:
1. 比如要使用Azure传图片，但是Azure未响应。
  如果有Throwable信息，需要记录完成的堆栈信息:
```
log.error("获取用户[{}]的用户信息时出错",userName,e);
```
- 说明
1. 如果进行了抛出异常操作，请不要记录error日志，由最终处理方进行处理：
反例(不要这么做):
```
try{
    ....
}catch(Exception ex){
  String errorMessage=String.format("Error while reading information of user [%s]",userName);
  logger.error(errorMessage,ex);
  throw new UserServiceException(errorMessage,ex);
}
```
8.2、WARN

基本概念

不应该出现但是不影响程序、当前请求正常运行的异常情况:
1. 有容错机制的时候出现的错误情况
2. 找不到配置文件，但是系统能自动创建配置文件
即将接近临界值的时候，例如：
1. 缓存池占用达到警告线
  业务异常的记录,比如:
2. 当接口抛出业务异常时，应该记录此异常
8.3、 INFO

基本概念

系统运行信息
1. Service方法中对于系统/业务状态的变更
2. 主要逻辑中的分步骤
外部接口部分
1. 客户端请求参数(REST/WS)
2. 调用第三方时的调用参数和调用结果
说明
1. 并不是所有的service都进行出入口打点记录,单一、简单service是没有意义的(job除外,job需要记录开始和结束,)。反例(不要这么做):
```
   public List listByBaseType(Integer baseTypeId) {
   log.info("开始查询基地");
   BaseExample ex=new BaseExample();
   BaseExample.Criteria ctr = ex.createCriteria();
   ctr.andIsDeleteEqualTo(IsDelete.USE.getValue());
   Optionals.doIfPresent(baseTypeId, ctr::andBaseTypeIdEqualTo);
   log.info("查询基地结束");
   return baseRepository.selectByExample(ex);
}
```
1. 对于复杂的业务逻辑，需要进行日志打点，以及埋点记录，比如电商系统中的下订单逻辑，以及OrderAction操作(业务状态变更)。
2. 对于整个系统的提供出的接口(REST/WS)，使用info记录入参
3. 如果所有的service为SOA架构，那么可以看成是一个外部接口提供方，那么必须记录入参。
4. 调用其他第三方服务时，所有的出参和入参是必须要记录的(因为你很难追溯第三方模块发生的问题)
8.4 、DEBUG

基本概念
1. 可以填写所有的想知道的相关信息(但不代表可以随便写，debug信息要有意义,最好有相关参数)
2. 生产环境需要关闭DEBUG信息
3. 如果在生产情况下需要开启DEBUG,需要使用开关进行管理，不能一直开启。
说明

示例：
```
logger.debug("开始获取员工[{}] [{}]年基本薪资",employee,year);
 
logger.debug("获取员工[{}] [{}]年的基本薪资为[{}]",employee,year,basicSalary);
 
logger.debug("开始获取员工[{}] [{}]年[{}]月休假情况",employee,year,month);
 
logger.debug("员工[{}][{}]年[{}]月年假/病假/事假为[{}]/[{}]/[{}]",employee,year,month,annualLeaveDays,sickLeaveDays,noPayLeaveDays);
 
logger.debug("开始计算员工[{}][{}]年[{}]月应得薪资",employee,year,month);
 
logger.debug("员工[{}] [{}]年[{}]月应得薪资为[{}]",employee,year,month,actualSalary);
```
8.5 、TRACE

基本概念

特别详细的系统运行完成信息，业务代码中，不要使用.(除非有特殊用意，否则请使用DEBUG级别替代)

9、规范示例说明
```
@Override
@Transactional
public void createUserAndBindMobile(@NotBlank String mobile, @NotNull User user) throws CreateConflictException{
    boolean debug = log.isDebugEnabled();
    if(debug){
        log.debug("开始创建用户并绑定手机号. args[mobile=[{}],user=[{}]]", mobile, LogObjects.toString(user));
    }
    try {
        user.setCreateTime(new Date());
        user.setUpdateTime(new Date());
        userRepository.insertSelective(user);
        if(debug){
            log.debug("创建用户信息成功. insertedUser=[{}]",LogObjects.toString(user));
        }
        UserMobileRelationship relationship = new UserMobileRelationship();
        relationship.setMobile(mobile);
        relationship.setOpenId(user.getOpenId());
        relationship.setCreateTime(new Date());
        relationship.setUpdateTime(new Date());
        userMobileRelationshipRepository.insertOnDuplicateKey(relationship);
        if(debug){
            log.debug("绑定手机成功. relationship=[{}]",LogObjects.toString(relationship));
        }
        log.info("创建用户并绑定手机号. userId=[{}],openId=[{}],mobile=[{}]",user.getId(),user.getOpenId(),mobile); // 如果考虑安全，手机号记得脱敏
    }catch(DuplicateKeyException e){
        log.info("创建用户并绑定手机号失败,已存在相同的用户. openId=[{}],mobile=[{}]",user.getOpenId(),mobile);
        throw new CreateConflictException("创建用户发生冲突, openid=[%s]",user.getOpenId());
    }
}
```
参考链接
https://www.jianshu.com/p/f42730a2a91d
https://www.jianshu.com/p/8551fe9c6354
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原文地址：https://blog.csdn.net/qq_20957669/article/details/116481004

1、日志存储

2、日志工具的选择

3、日志输出级别

4、Log4j配置

5、什么时候应该打日志

6、日志API规范

6.1、Log4j、slf4j对象的声明和初始化，仅以下代码是符合规范的

6.2、参数格式化

6.3、打印错误异常的详细堆栈信息

6.4、log4j代码示例

7、小结

8、不同级别的使用

8.1、ERROR

8.2、WARN

8.3、 INFO

8.4 、DEBUG

8.5 、TRACE

9、规范示例说明