Spring Boot 使用自定义注解和自定义线程池实现异步日志记录

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1、前言

在我们日常开发工作中，日志记录是至关重要的部分。它不仅有助于调试和故障排除，还能提供系统运行的历史记录，帮助进行性能优化和安全监控。然而，日志记录也可能对系统性能产生影响，特别是在高并发环境下。因此，使用异步日志记录技术可以有效地提升系统性能和可靠性。

博主将带着大家一起探讨 Spring Boot 异步日志记录的优雅实现方法。

2、异步日志记录的重要性

2.1 提高性能

在传统的同步日志记录方式中，每次日志记录操作都需要等待日志写入完成，才能继续执行后续操作。这种方式在高并发环境下会导致明显的性能瓶颈。异步日志记录通过将日志写入操作放入独立的线程中执行，避免了主线程的阻塞，从而大幅提高了系统的整体性能。

2.2 减少延迟

在需要快速响应的应用程序中，如实时系统或高频交易系统，任何形式的延迟都会影响系统的响应时间。异步日志记录能将日志记录操作从主业务流程中剥离出来，减少了响应时间，提升了用户体验。

2.3 提升稳定性

在高负载情况下，同步日志记录可能会导致系统资源的争用，影响系统的稳定性。异步日志记录通过使用独立的线程池管理日志写入操作，避免了这种资源争用，提高了系统的稳定性和可靠性。

2.4 资源管理优化

异步日志记录允许更灵活地管理系统资源。通过配置线程池的大小和任务队列，可以更好地控制系统资源的使用，避免了因为日志记录过多导致的内存和磁盘 I/O 资源耗尽问题。

3、开始构建

3.1 创建 Spring Boot 项目

可以使用 Spring Initializr 创建项目，确保在 pom.xml 文件中添加了必要的依赖：

<dependencies>
    
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.bootgroupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-webartifactId>
    dependency>
    
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.bootgroupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-aopartifactId>
    dependency>
dependencies>

3.2 创建自定义注解类

定义一个自定义注解类 LogAsync 用于标记需要异步记录的日志方法，并且系统会记录功能组、操作人、方法名、传递的参数等（仅模拟，大家根据自己项目需求定制）
代码如下：

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface LogAsync {
	// 可以根据需要添加属性 比如功能组
	String funGroup() default "";
}

3.3 配置自定义线程池

为了优化异步日志记录，我们需要配置一个自定义线程池

import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;
import java.util.concurrent.Executor;

@Configuration
@EnableAsync
public class AsyncConfig{

    @Bean(name = "logExecutor")
    public Executor logExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        executor.setCorePoolSize(5);
        executor.setMaxPoolSize(10);
        executor.setQueueCapacity(100);
        executor.setThreadNamePrefix("LogExecutor-");
        executor.initialize();
        return executor;
    }
}

3.4 编写日志记录切面

创建一个AOP切面 LoggingAspect 来处理异步日志记录

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.AfterReturning;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.aspectj.lang.reflect.MethodSignature;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.util.concurrent.Executor;


@Aspect
@Component
@Slf4j
public class LoggingAspect {

    private final Executor logExecutor;

    public LoggingAspect(@Qualifier("logExecutor") Executor logExecutor) {
        this.logExecutor = logExecutor;
    }

    @Pointcut("@annotation(LogAsync)")
    public void loggableMethods() {
    }

    @AfterReturning(pointcut = "loggableMethods()", returning = "result")
    @Async("logExecutor")
    public void logMethodCall(JoinPoint joinPoint, Object result) {
        //获取注解类
        LogAsync logAsync = ((MethodSignature) joinPoint.getSignature()).getMethod().getAnnotation(LogAsync.class);
        //获取注解上的功能组
        String funGroup = logAsync.funGroup();
        //获取方法名
        String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
        //获取参数
        Object[] args = joinPoint.getArgs();
        //方法返回结果  Object result
        log.info("funGroup: {}, Method: {}, Args: {}, Result: {}", funGroup, methodName, args, result);
        
        //TODO 这里可以加入日志入库操作
    }
}

3.5 编写Controller中使用@LogAsync

创建一个TestUser类，作为接收参数

import lombok.Data;

@Data
public class TestUser {
    private String username;
    private String password;
}

创建 LogSampleController ，标注@LogAsync注解

import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

@RestController
@RequestMapping("/api")
public class LogSampleController {

    /**
     * 模拟保存
     * @param user 自定义用户类
     * @return
     */
    @LogAsync(funGroup = "用户模块")
    @PostMapping("/save-user")
    public ResponseEntity<String> saveUser(@RequestBody  TestUser user) {
        return new ResponseEntity<>("操作成功", HttpStatus.OK);
    }
}

4、接口测试

运行 Spring Boot 应用程序，使用测试工具访问 http:/your_host/api/save-user。观察控制台中可以看到异步日志记录的信息

控制台输出：

温馨提示
演示代码中，博主是获取 功能组、方法名、传递的参数、返回结果；
正常我们日志记录还会有很多主要信息，比如：操作人、修改前数据、修改后数据、修改时间等等，大家可以根据自己系统情况进行调整

5、结语

通过自定义注解、Spring AOP 和自定义线程池，我们可以在 Spring Boot 应用中实现高效的异步日志记录。这种方法不仅提高了日志记录的灵活性，还能减小对主业务线程的影响。希望本文对您在实际项目中实现日志记录有所帮助。

这种方式在实际生产环境中非常实用，特别是在需要高效处理大量日志记录的场景下。通过合理配置线程池，可以确保日志记录的性能和稳定性。

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