Java日志软件Log4j的基本使用教程

1.概述
1.1背景
在我们的日常开发中，日志记录非常重要。在应用程序中添加日志记录总的来说基于三个目的：监视代码中变量的变化情况，周期性的记录到文件中供其他应用进行统计分析工作；跟踪代码运行时轨迹，作为日后审计的依据；担当集成开发环境中的调试器的作用，向文件或控制台打印代码的调试信息。

1.2简介
Log4j(log for java)是Apache的一个开放源代码项目，它提供了一种细腻的日志管理方式。通过一个配置文件，我们可以多选择的控制每条日志的输出格式和目的地。通过定义信息的级别，我们也可以灵活开关代码中的反馈信息。简单的说log4j就是帮助开发人员进行日志输出管理的API类库。它最重要的特点就可以配置文件灵活的设置日志信息的优先级、日志信息的输出目的地以及日志信息的输出格式。

2.log4j配置
2.1log4j的类图

 Logger -日志写出器，供程序员输出日志信息

Appender -日志目的地，把格式化好的日志信息输出到指定的地方去

ConsoleAppender -目的地为控制台的Appender

FileAppender -目的地为文件的Appender

RollingFileAppender -目的地为大小受限的文件的Appender

Layout -日志格式化器，用来把程序员的logging request格式化成字符串

 PatternLayout -用指定的pattern格式化logging request的Layout

2.2定义配置文件
Log4j可以通过java程序动态设置，该方式明显缺点是：如果需要修改日志输出级别等信息，则必须修改java文件，然后重新编译，很是麻烦。

使用配置文件将使我们的应用程序更加灵活配置log，日志输出方式包括输出优先级、输出目的地、输出格式。Log4j支持两种配置文件格式，一种是XML格式的文件，一种是Java特性文件log4j.properties（键=值）。

n xml文件

n properties文件（推荐使用）

2.3配置文件log4j.properties
在第一次调用到Log4J时，Log4J会在类路径（../web-inf/class/当然也可以放到其它任何目录，只要该目录被包含到类路径中即可）中定位这个文件，并读入这个文件完整的配置。这个配置文件告诉Log4J以什么样的格式、把什么样的信息、输出到什么地方。相应的，我们需要配置3个方面的内容：

1、根目录（级别和目的地）；

2、目的地（控制台、文件等等）；

3、输出样式（何种方式显示日志内容）

示例如下：

#设置日志输出级别

log4j.rootLogger=debug,appender1

#输出到控制台

log4j.appender.appender1=org.apache.log4j.ConsoleAppender

#样式为TTCCLayout

log4j.appender.appender1.layout=org.apache.log4j.TTCCLayout

2.4.log4j三组件说明
Log4j有三个主要的组件：Loggers(记录器)，Appender (输出源)和Layout(布局)。综合使用这三个组件可以轻松的记录信息的类型和级别，并可以在运行时控制日志输出的样式和位置。下面对三个组件分别进行说明：

2.4.1日志记录器Logger

Logger对象是用来取代System.out或者System.err的日志写出器，用来供程序员输出日志信息。

配置根Logger，语法为：

log4j.rootLogger = [ level ] , appenderName, appenderName,…

其中，level 是日志记录的优先级，分为OFF、FATAL、ERROR、WARN、INFO、DEBUG、ALL或者自定义的级别。Log4j建议只使用四个级别，优先级从高到低分别是ERROR、WARN、INFO、DEBUG。通过在这里定义的级别，您可以控制到应用程序中相应级别的日志信息的开关。比如在这里定义了INFO级别，则应用程序中所有DEBUG级别的日志信息将不被打印出来。appenderName就是指定日志信息输出到哪个地方。可同时指定多个输出目的地。

2.4.2输出目的地Appender

Log4j日志系统允许把日志输出到不同的地方，如控制台（Console）、文件（Files）、根据天数或者文件大小产生新的文件、以流的形式发送到其它地方等等。

配置appender,其语法表示为：

log4j.appender.appenderName = fully.qualified.name.of.appender.class
log4j.appender.appenderName.option1 = value1
…
log4j.appender.appenderName.option = valueN

"fully.qualified.name.of.appender.class"可以指定下面五个目的地中的一个：
1).org.apache.log4j.ConsoleAppender（控制台）
2).org.apache.log4j.FileAppender（文件）
3).org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender（每天产生一个日志文件）
4).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）
5).org.apache.log4j.WriterAppender（将日志信息以流格式发送到任意指定的地方）
（1）.ConsoleAppender选项

Threshold=WARN:指定日志消息的输出最低层次。

ImmediateFlush=true:默认值是true,意谓着所有的消息都会被立即输出。

Target=System.err：默认情况下是：System.out,指定输出控制台

（2）.FileAppender 选项

Threshold=WARN:指定日志消息的输出最低层次。

ImmediateFlush=true:默认值是true,意谓着所有的消息都会被立即输出。

File=mylog.log:指定消息输出到mylog.log文件。

Append=false:默认值是true,即将消息增加到指定文件中，false指将消息覆盖指定的文件内容。

（3）.DailyRollingFileAppender 选项

Threshold=WARN:指定日志消息的输出最低层次。

ImmediateFlush=true:默认值是true,意味着所有的消息都会被立即输出。

File=mylog.log:指定消息输出到mylog.log文件。

Append=false:默认值是true,即将消息增加到指定文件中，false指将消息覆盖指定的文件内容。

DatePattern='.'yyyy-ww:每周滚动一次文件，即每周产生一个新的文件。当然也可以指定按月、周、天、时和分。

即对应的格式如下：
1)'.'yyyy-MM: 每月
2)'.'yyyy-ww: 每周
3)'.'yyyy-MM-dd: 每天
4)'.'yyyy-MM-dd-a: 每天两次
5)'.'yyyy-MM-dd-HH: 每小时
6)'.'yyyy-MM-dd-HH-mm: 每分钟
4.RollingFileAppender 选项

Threshold=WARN:指定日志消息的输出最低层次。

ImmediateFlush=true:默认值是true,意味着所有的消息都会被立即输出。

File=mylog.log:指定消息输出到mylog.log文件。

Append=false:默认值是true,即将消息增加到指定文件中，false指将消息覆盖指定的文件内容。

MaxFileSize=100KB: 后缀可以是KB, MB或者是 GB.在日志文件到达该大小时，将会自动滚动，即将原来的内容移到mylog.log.1文件。

MaxBackupIndex=2:指定可以产生的滚动文件的最大数。

2.4.3格式（布局）Layout

有时希望根据自己的喜好格式化自己的日志输出。Log4j可以在Appender的后面附加Layout来完成这个功能。

配置Layout，其语法表示为：

log4j.appender.appenderName.layout =fully.qualified.name.of.layout.class
log4j.appender.appenderName.layout.option1 = value1
…
log4j.appender.appenderName.layout.option = valueN

Layout提供了四种日志输出样式，如下所示：

（1）.org.apache.log4j.HTMLLayout（以HTML表格形式布局），
（2）.org.apache.log4j.PatternLayout（可以灵活地指定布局模式），
（3）.org.apache.log4j.SimpleLayout（包含日志信息的级别和信息字符串），
（4）.org.apache.log4j.TTCCLayout（包含日志产生的时间、线程、类别等等信息）

HTMLLayout 选项
LocationInfo=true:默认值是false,输出java文件名称和行号
Title=my app file: 默认值是 Log4J Log Messages.
2.PatternLayout 选项
ConversionPattern=%m%n :指定怎样格式化指定的消息。

这里需要说明的就是日志信息格式中几个符号所代表的含义：

-x号:x信息输出时左对齐

%p: 输出日志信息优先级，即DEBUG，INFO，WARN，ERROR，FATAL,

%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，比如：%d{yyy MMM dd HH:mm:ss,SSS}，输出类似：2002年10月18日22：10：28，921

%r: 输出自应用启动到输出该log信息耗费的毫秒数

%c: 输出日志信息所属的类目，通常就是所在类的全名

%t: 输出产生该日志事件的线程名

%l: 输出日志事件的发生位置，相当于%C.%M(%F:%L)的组合,包括类目名、发生的线程，以及在代码中的行数。举例：Testlog4.main(TestLog4.java:10)

%x: 输出和当前线程相关联的NDC(嵌套诊断环境),尤其用到像java servlets这样的多客户多线程的应用中。

%%: 输出一个"%"字符

%F: 输出日志消息产生时所在的文件名称

%L: 输出代码中的行号

%m: 输出代码中指定的消息,产生的日志具体信息

%n: 输出一个回车换行符

可以在%与模式字符之间加上修饰符来控制其最小宽度、最大宽度、和文本的对齐方式。如：

1)%20c：指定输出category的名称，最小的宽度是20，如果category的名称小于20的话，默认的情况下右对齐。
2)%-20c:指定输出category的名称，最小的宽度是20，如果category的名称小于20的话，"-"号指定左对齐。
3)%.30c:指定输出category的名称，最大的宽度是30，如果category的名称大于30的话，就会将左边多出的字符截掉，但小于30的话也不会有空格。
4)%20.30c:如果category的名称小于20就补空格，并且右对齐，如果其名称长于30字符，就从左边把多出的字符截掉。

2.5.log4j配置示例
LOG4J的配置之简单使它遍及于越来越多的应用中：Log4J配置文件实现了输出到控制台、文件、回滚文件、发送日志邮件、输出到数据库日志表、自定义标签等全套功能。

log4j.rootLogger=DEBUG,CONSOLE,A1,im
log4j.addivity.org.apache=true

n 应用于控制台

log4j.appender.CONSOLE=org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.Threshold=DEBUG
log4j.appender.CONSOLE.Target=System.out
log4j.appender.CONSOLE.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.CONSOLE.layout.ConversionPattern=%d-%c-%-4r[%t]%-5p%c%x-%m%n

n 应用于文件

log4j.appender.FILE=org.apache.log4j.FileAppender
log4j.appender.FILE.File=file.log
log4j.appender.FILE.Append=false
log4j.appender.FILE.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.FILE.layout.ConversionPattern=%d - %c -%-4r [%t] %-5p %c %x - %m%n

n 应用于文件回滚

log4j.appender.ROLLING_FILE=org.apache.log4j.RollingFileAppender
log4j.appender.ROLLING_FILE.Threshold=ERROR
log4j.appender.ROLLING_FILE.File=rolling.log
log4j.appender.ROLLING_FILE.Append=true
log4j.appender.ROLLING_FILE.MaxFileSize=10KB
log4j.appender.ROLLING_FILE.MaxBackupIndex=1
log4j.appender.ROLLING_FILE.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.ROLLING_FILE.layout.ConversionPattern=%d - %c -%-4r [%t] %-5p %c %x - %m%n

n 应用于socket

log4j.appender.SOCKET=org.apache.log4j.RollingFileAppender
log4j.appender.SOCKET.RemoteHost=localhost
log4j.appender.SOCKET.Port=5001
log4j.appender.SOCKET.LocationInfo=true
log4j.appender.SOCKET.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.SOCET.layout.ConversionPattern=[start]%d{DATE}[DATE]%n%p[PRIORITY]%n%x[NDC]%n%t[THREAD]%n%c[CATEGORY]%n%m[MESSAGE]%n%n
# Log Factor 5 Appender
log4j.appender.LF5_APPENDER=org.apache.log4j.lf5.LF5Appender
log4j.appender.LF5_APPENDER.MaxNumberOfRecords=2000

n 发送日志给邮件

log4j.appender.MAIL=org.apache.log4j.net.SMTPAppender
log4j.appender.MAIL.Threshold=FATAL
log4j.appender.MAIL.BufferSize=10
log4j.appender.MAIL.From=web@www.wuset.com
log4j.appender.MAIL.SMTPHost=www.wusetu.com
log4j.appender.MAIL.Subject=Log4J Message
log4j.appender.MAIL.To=web@www.wusetu.com
log4j.appender.MAIL.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.MAIL.layout.ConversionPattern=%d-%c-%-4r[%t]%-5p%c%x-%m%n

n 用于数据库

log4j.appender.DATABASE=org.apache.log4j.jdbc.JDBCAppender
log4j.appender.DATABASE.URL=jdbc:mysql://localhost:3306/test
log4j.appender.DATABASE.driver=com.mysql.jdbc.Driver
log4j.appender.DATABASE.user=root
log4j.appender.DATABASE.password=
log4j.appender.DATABASE.sql=INSERT INTO LOG4J (Message) VALUES ('%d - %c -%-4r [%t] %-5p %c %x - %m%n')
log4j.appender.DATABASE.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.DATABASE.layout.ConversionPattern=%d-%c-%-4r[%t]%-5p%c%x-%m%n
log4j.appender.A1=org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender
log4j.appender.A1.File=SampleMessages.log4j
log4j.appender.A1.DatePattern=yyyyMMdd-HH'.log4j'
log4j.appender.A1.layout=org.apache.log4j.xml.XMLLayout

n 自定义Appender

log4j.appender.im = net.cybercorlin.util.logger.appender.IMAppender
 
log4j.appender.im.host = mail.cybercorlin.net
log4j.appender.im.username = username
log4j.appender.im.password = password
log4j.appender.im.recipient = corlin@cybercorlin.net
 
log4j.appender.im.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.im.layout.ConversionPattern =[framework] %d - %c -%-4r [%t] %-5p %c %x - %m%n

3.在WEB应用中为SPRING配置Log4j
首先需要在web.xml文件中加入下面的配置语句：

<!-- 为避免项目间冲突，定义唯一的 webAppRootKey-->
<context-param>
  <param-name>webAppRootKey</param-name>
  <param-value>myProject.root</param-value>
</context-param>
<!-- 加载log4j的配置文件log4j.properties -->
<context-param>
  <param-name>log4jConfigLocation</param-name>
  <param-value>/WEB-INF/classes/config/log4j/log4j.properties</param-value>
</context-param>
  <!-- 设定刷新日志配置文件的时间间隔，这里设置为60s -->
<context-param>
  <param-name>log4jRefreshInterval</param-name>
  <param-value>60000</param-value>
</context-param>
  
<!-- 加载Spring框架中的log4j监听器Log4jConfigListener -->
<listener>
  <listener-class>org.springframework.web.util.Log4jConfigListener</listener-class>
</listener>

属性log4jConfigLocation的值建议还是设置为：/WEB-INF/classes/log4j.properties，这样我们在不启动web应用的时候，做一些测试就能够正确地记录日志信息。Log4jConfigListener是spring提供的工具类，它开启一个log4j的监视线程，并每60（log4jRefreshInterval变量定义）秒检测日志配置变化，从而不需要每次重新启动web服务来应用新的配置。在tomcat中没有根据web应用来分开系统属性。所以必须为每一个web应用定义唯一的"webAppRootKey",我们取名为webApp.root.在启动环境后，Log4jConfigListener会将值注入到webApp.root变量。

4.在代码中使用Log4j
4.1.得到记录器
使用Log4j，第一步就是要获取日志记录器，这个记录器将负责控制日志信息。

public static Logger getLogger( String name)

通过指定的名字获得记录器，如果必要的话，则为这个名字创建一个新的记录器。name一般取本类的名字，比如：

static Logger logger = Logger.getLogger ( ServerWithLog4j.class.getName () )

4.2.读取配置文件
当获得了日志记录器之后，第二步将配置Log4j环境，其语法为：

若将log4j.properties放在工程根目录下也可不写此句，程序会自动找到配置文件。
BasicConfigurator.configure ()： 自动快速地使用缺省Log4j环境。PropertyConfigurator.configure ( String configFilename) ：读取使用Java的特性文件编写的配置文件。
DOMConfigurator.configure ( String filename )：读取XML形式的配置文件。

log4j使用以上3种配置器来初始化，使用PropertyConfigurator适用于所有的系统。如下的语句。

PropertyConfigurator.configure("log4j.properties");

对于一般的java project可以不使用上面的语句初始化log4j，log4j会自动在classpath下，找到配置文件并初始化。如果log4j不能自动初始化配置文件，那么就需要用上面的方法进行初始化。

注意：初始化配置文件，最好只在系统启动的时候执行一次，如果执行多次，一是浪费资源，二就是对于老版本的log4j，使用DailyRollingFileAppender时，可能会出现问题。

4.3.插入记录信息（格式化日志信息）
当上两个必要步骤执行完毕，您就可以轻松地使用不同优先级别的日志记录语句插入到您想记录日志的任何地方，其语法如下：

Logger.debug ( Object message ) ;

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