【Log】（二）Java 中的日志框架 JCL、SLF

【Log】（一）Java 中的日志框架 JUL、Log4j
【Log】（二）Java 中的日志框架 JCL、SLF
【Log】（三）Java 中的日志框架 logback、log4j2

前言

JUL 用起来简单、方便，不需要引入第三方依赖，适合小型应用。Log4j 同样适用起来简单，但它配置更为强大。那么，我们该如何选择这两个日志框架呢？其实，这根据我们项目需求而定的。

举个简单例子：在项目初期，功能简单，我们可以使用比较简单的日志框架 JUL。因为，它使用起来灵活，不需要导入第三方依赖。随着功能的日益完善，当初的日志框架无法满足现在的需求，那么就得进行日志的升级了，如：切换成 Log4j。

如果从 JUL 切换成 Log4j，那么代码一定会受到影响，且之前记录的日志信息也得修改（改动大），这并不是我们程序员希望看到的。为了解决这一问题，Apache 组织站出来了，它将当时主流的日志框架（JUL、Log4j）统一一套 API。那么，后期在软件开发阶段需要关联一套统一的 API 就可以操作某一个日志实现框架的具体日志记录了。即：日志框架修改了，但这套 API 是没变的。而这套 API 就是指 JCL。

1. JCL 学习

1.1 JCL 介绍

JCL：全称 Jakarta Common Logging ，是 Apache 提供的一个通用日志 API。

它为 “所有的 Java 日志实现”提供了一个统一的接口，它自身也提供了一个日志的实现，但功能非常弱（SimpleLog）。所以，一般不会单独使用它。它允许开发者使用不同的具体日志实现工具：Log4j、JUL。

JCL 有两个基本的抽象类：Log、LogFactory（负责创建 Log）

1.2 快速入门

新建一个 Maven 工程，引入一个 commons 依赖，POM 文件：

<dependency><groupId>commons-logging</groupId><artifactId>commons-logging</artifactId><version>1.2</version>
</dependency>
<dependency><groupId>junit</groupId><artifactId>junit</artifactId><version>4.12</version>
</dependency>

1. 入门案例：

public class JclTest {@Testpublic void testQuick() {Log log = LogFactory.getLog(JclTest.class);log.info("info");log.error("error");}}

运行后：

这种格式，由于没有导入日志的实现依赖，就使用默认的 JDK14 Logger（JUL）

2. 导入 Log4j：

<dependency><groupId>log4j</groupId><artifactId>log4j</artifactId><version>1.2.17</version>
</dependency>

运行后：

弹出警告：Log4j 没有系统配置。来，咱们加上 log4j.properties 配置文件

# 指定 RootLogger 顶级父元素默认配置信息
# 指定日志级别=info，使用的 appender 是 console
log4j.rootLogger = trace,console# 指定控制台日志输出的 appender
log4j.appender.console = org.apache.log4j.ConsoleAppender
# 指定消息格式 layout
log4j.appender.console.layout = org.apache.log4j.PatternLayout
# 指定消息格式的内容
log4j.appender.console.layout.conversionPattern = [%p]%r  %l %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} %m%n

运行后：

这种日志格式，就是使用了 log4j

看，修改日志的实现，不需要修改代码。这就是面向接口设计的理念。

3. 总结

我们为什么要使用日志门面：

面向接口开发，不再依赖具体的实现类，减少代码的耦合
项目通过导入不同的日志实现类，可以灵活地切换日志框架
统一 API，方便开发者学习
统一配置，便于项目日志的管理

1.3 JCL 原理

根据上面案例我们知道：当我们没有引入日志的实现的依赖时，它会使用日志的默认实现 JUL；但当我们引入了 log4j 后，自然就使用 log4j 日志。那么，jcl 到底是如何做到的呢？

1、通过 LogFactory 动态地加载 Log 实现

接口 Log 有 4 个实现类：JDK14Logger、Log4jLogger、Jdk13LumberjackLogger、SimpleLog

通过 LogFactory 动态地获取 Log（哪个实现类）

2、日志门面支持的日志实现数组

private static final String[] classesToDiscover = {"org.apache.commons.logging.impl.Log4JLogger","org.apache.commons.logging.impl.Jdk14Logger","org.apache.commons.logging.impl.Jdk13LumberjackLogger","org.apache.commons.logging.impl.SimpleLog"
};

注意：这个数组中的元素的顺序！！第一个是： Log4JLogger

3、获取具体日志的实现

for(int i=0; i<classesToDiscover.length && result == null; ++i) {result = createLogFromClass(classesToDiscover[i], logCategory, true);
}

循环 jcl 中已经实现了的 4 个类，然后调用方法 createLogFromClass()。

重点看方法 createLogFromClass()：

// 只看重点逻辑
private Log createLogFromClass(String logAdapterClassName,String logCategory,boolean affectState)throws LogConfigurationException {Class c;Log logAdapter = null;for (;;) {try {c = Class.forName(logAdapterClassName, true, currentCL);} catch (NoClassDefFoundError e) {...break;}constructor = c.getConstructor(logConstructorSignature);Object o = constructor.newInstance(params);if (o instanceof Log) {logAdapterClass = c;logAdapter = (Log) o;break;}}return logAdapter;
}

这个方法的逻辑：通过 Class.forName(String className) 来加载 Log 的实现类（来自于 classesToDiscover 数组），如果此类存在，则通过反射创建其实例并返回；如果不存在，则直接返回。

再看看 for 循环中，如果返回的结果不为 null，则跳出循环，继续往下执行；否则，继续循环。

那么，当我们没有引入 log4j 的依赖时，也是存在 Log4JLogger 的（jcl 的实现类）。并且，它是位于要循环的数组中的第一个元素，但是，它并不会加载成功。因为 Log4JLogger 类中引入了 log4j 的依赖，依赖于 log4j。如：import org.apache.log4j.Logger; 所以，在调用 Class.forName(String className) 时会失败。然后继续循环，尝试加载第二个元素 Jdk14Logger，这个依赖就存在 jcl 依赖中，所以，它就会加载成功。

没有引入 log4j 依赖时，org.apache.commons.logging.impl.Log4JLogger 类：

那么，当我们引入 log4j 依赖时，org.apache.commons.logging.impl.Log4JLogger 类就显得可用了，所以，它会一次加载成功，不用循环数组

JCL 只支持以上4种实现类，如果还想支持其它三方日志框架，就得修改 jcl 源码了。难道使用起来这么困难吗？其实不然，早在2014年，jcl 就被 apache 组织给淘汰了，后期就推出了更加优秀的日志门面框架。

2. SLF 学习

2.1 SLF 介绍

SLF 主要是为了给 java 日志访问提供一套标准、规范的 API 框架。其主要yiyi在于提供接口，具体的实现可以交由其它日志框架。如：logback、log4j、log4j2。

当然，SLF 自己也提供了较为简单的实现，但一般很少用。对于一般的 java 项目而言，日志框架会选择 slf4j-api 作为门面，配上具体的实现框架（log4j、logback 等。即： slf + logback、slf + log4j2），中间使用桥接器完成桥接。SLF 是目前市面上最流行的日志门面。现在的项目中，基本上都是使用 SLF 作为日志系统。

SLF 日志门面主要提供两大功能：

日志框架的绑定
日志框架的桥接

2.2 快速入门

新建一个 Maven 工程，引入一个 slf4j-api 依赖，POM 文件：

<!--slf日志门面-->
<dependency><groupId>org.slf4j</groupId><artifactId>slf4j-api</artifactId><version>1.7.26</version>
</dependency>
<!--slf内置简单的实现-->
<dependency><groupId>org.slf4j</groupId><artifactId>slf4j-simple</artifactId><version>1.7.21</version>
</dependency>

入门案例：

public class SlfTest {public static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(SlfTest.class);@Testpublic void testQuick() {LOGGER.error("error");LOGGER.warn("warn");LOGGER.info("info");LOGGER.debug("debug");LOGGER.trace("trace");// 使用占位符String name = "zzc";Integer age = 24;LOGGER.info("用户信息：{}, {}", name, age);}}

运行后，结果如下：

2.3 SLF 的日志绑定

上面的案例是使用了 SLF 绑定了 简单的日志实现。那么，SLF 是如何绑定其它的主流日志框架呢？SLF4J 官网的用户手册上有详细的介绍：

上面这副图就表明了 SLF 是如何绑定其它的主流日志框架。

如果 Java 应用中需要使用日志记录的话，则首先需要引入 slf4j-api.jar 的依赖，统一日志接口。并且，它需要引入具体的实现，共有三种情况：

没有引入具体的实现：那么，日志功能将不能起作用
引入了一类实现（上图的蓝色框：slf4j-logback、slf4j-simple、slf4j-nop），由于它们的设计比 SLF 要晚，所以默认遵循 SLF 的规范，只需要导入它们的依赖就可使用
引入了另一类实现（log4j、jdk14），它们的设计比 SLF 要早，在设计之初，并没有遵循 SLF 的规范，无法直接进行绑定。所以，需要添加一个适配层 Adaptation layer。通过适配器进行适配，从而间接地遵循了 SLF 的规范。

使用 SLF 的日志绑定流程：

1、添加 slf4j-api 的依赖
2、使用 slf4j 的 API 在项目中进行统一的日志记录
3、绑定具体的日志实现

1、绑定了已经实现sfl4j的日志框架，直接添加对应的依赖
2、绑定了没有实现slf4j的日志框架，先添加日志的适配器，再添加实现类的依赖

4、slf4j 有且仅有一个日志实现框架的绑定（如果出现多个，默认使用第一个依赖日志实现）

接下来就对剩下的日志实现进行案例演示

logback：

<!--logback-->
<dependency><groupId>ch.qos.logback</groupId><artifactId>logback-classic</artifactId><version>1.2.3</version></dependency>

logback-classic 包含了 logback-core 的依赖。

【注意】：引入了 logback-classic 的依赖后，得去掉的 slf4j-simple 的依赖（入门案例时引入的）

入门案例代码不变，运行后：

nop：

slf4j-nop 是日志的开关，引入它后，表示系统关闭日志系统

<!-- nop 日志的开关-->
<dependency><groupId>org.slf4j</groupId><artifactId>slf4j-nop</artifactId><version>1.7.2</version>
</dependency>

运行后，控制台并不会输出日志信息

log4j：

<!--绑定log4j实现，需要导入适配器-->
<dependency><groupId>org.slf4j</groupId><artifactId>slf4j-log4j12</artifactId><version>1.7.25</version>
</dependency>
<dependency><groupId>log4j</groupId><artifactId>log4j</artifactId><version>1.2.17</version>
</dependency>

需要引入 log4j.properties，这里就拿之前的就行。

运行结果如下：

jdk14：

<!--绑定jdk14实现-->
<dependency><groupId>org.slf4j</groupId><artifactId>slf4j-jdk14</artifactId><version>1.7.25</version>
</dependency>

运行结果如下：

2.4 SLF 的日志绑定原理

LoggerFactory：Logger 是根据 LoggerFactory 获取的实例

public static Logger getLogger(String name) {ILoggerFactory iLoggerFactory = getILoggerFactory();return iLoggerFactory.getLogger(name);
}

LoggerFactory#getILoggerFactory()：获取具体的工厂实例

public static ILoggerFactory getILoggerFactory() {if (INITIALIZATION_STATE == 0) {//...performInitialization();}switch(INITIALIZATION_STATE) {//...case 3:return StaticLoggerBinder.getSingleton().getLoggerFactory();//...
}

LoggerFactory#bind()：绑定所有的实现类

private static final void bind() {String msg;try {Set<URL> staticLoggerBinderPathSet = null;if (!isAndroid()) {// 1.找出所有的日志实现staticLoggerBinderPathSet = findPossibleStaticLoggerBinderPathSet();// 2.如果实现类大于1，则会记录下来reportMultipleBindingAmbiguity(staticLoggerBinderPathSet);}// 3.进行日志实现类org.slf4j.impl.StaticLoggerBinder.class加载StaticLoggerBinder.getSingleton();INITIALIZATION_STATE = 3;reportActualBinding(staticLoggerBinderPathSet);//...} catch (NoClassDefFoundError var2) {// ...}
}

说明：

findPossibleStaticLoggerBinderPathSet();：通过类加载器在类路径下（包括 jar 包）查找包含org.slf4j.impl.StaticLoggerBinder.class 类的路径。即：日志实现的 jar 就包含
reportMultipleBindingAmbiguity()：如果引入了多于1个的日志实现，则会记录下来
StaticLoggerBinder.getSingleton();：调用此方法时，会导致类加载，并返回日志实现的单例实例（即使引入了多个日志实现的类，那也只会返回同一个实例）。

2.5 SLF 的日志桥接器

Java 工程中使用的日志框架依赖于 SLF 以外的 API。为了使日志框架看上去是 SLF API 的实现，将使用 SLF 附带了几个桥接模块。这些模块将对 Log4j、jcl 的调用重定向，就好像它们是对 SLF API 一样。

桥接解决的项目中日志的遗留问题，当系统中存在之前的日志 API，可以通过桥接转换到 SLF 的实现。

步骤：

先去除之前老的日志框架的依赖
添加 SLF 提供的桥接组件
为项目添加 SLF 的具体实现

案例 ------ log4j：

假若之前，工程中使用的是 log4j：

<dependency><groupId>log4j</groupId><artifactId>log4j</artifactId><version>1.2.17</version>
</dependency>

然后，在类路径下添加：log4j.properties

添加测试代码：

public class Log4jTest {@Testpublic void testQuick() {Logger logger = Logger.getLogger(com.zzc.log.log4j.Log4jTest.class);logger.fatal("fatal");logger.error("error");logger.warn("warn");logger.info("info");logger.debug("debug");logger.trace("trace");}}

运行结果后：

现在，我需要在工程中使用 SLF API（SLF + logback），而不使用 log4j。

引入依赖：

<!--slf日志门面-->
<dependency><groupId>org.slf4j</groupId><artifactId>slf4j-api</artifactId><version>1.7.26</version>
</dependency>
<!--logback-->
<dependency><groupId>ch.qos.logback</groupId><artifactId>logback-classic</artifactId><version>1.2.3</version>
</dependency>
<!--配置log4j的桥接器-->
<dependency><groupId>org.slf4j</groupId><artifactId>log4j-over-slf4j</artifactId><version>1.7.24</version>
</dependency>

测试代码不变

运行结果如下：

输出格式：logback（用的它的实现）

【注意】：桥接器和适配器不能一起使用。否则，就是出现栈溢出。