springboot+logback 日志输出企业实践（上）

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一句话概括：在 java 应用开发过程中，日志输出与记录是重要一环，logback 是当前的首选日志框架，本文将对 springboot+logback 的使用及在企业的实践进行详细描述。

1.引言

在 java 应用开发过程中，日志输出与记录是重要的一环，有了日志，我们可以定位错误与异常，追踪应用运行情况，记录应用访问时间等等。在学习 hello world 时就会使用 System.out.println() 来输出内容，当涉及到复杂一点的日志输出，最好是引入成熟的日志框架，曾经 log4j 是流行的日志框架，现在已被它的继任者 logback 替代，它更快，更小，更灵活。在 springboot 的开发中，默认已经自带了 logback，可直接使用。本文基本 springboot+logback，结合在企业中的实践，对日志的输出及配置进行详细说明，具体有如下内容：

• logback 简要介绍

• 使用 springboot+logback 构建示例工程及配置描述

• logback 配置文件的详述及使用

如需看源码，本文 示例工程地址 ^[1] ： https://github.com/mianshenglee/my-example/tree/master/springboot-logback-demo

2.logback 简介

logback 官网地址 ^[2] ： http://logback.qos.ch ，从官网的介绍， logback 是 log4j 框架的作者开发的新一代日志框架，是 log4j 的继任者，它更快，更小， 效率更高、能够适应各种运行环境，同时天然支持 slf4j。slf4j，即 Simple Logging Facade For Java ，它是对各类日志框架的统一抽象，即定义了接口，具体使用哪个日志 框架由运行时绑定实现。

logback 主要由三个模块构成，分别是 logback-core ， logback-classic 及 logback-access ，其中 logback-core 是基础核心，另外两个均依赖它。 logback-classic 实现了简单日志门面 SLF4J ；而 logback-access 主要作为一个与 Servlet 容器交互的模块，如 tomcat 或者 jetty ，提供与 HTTP 访问相关的一些功能。

3. springboot 默认日志框架-logback

本章节将使用 springboot+logback 构建示例工程，并对 logback 基本配置进行描述。

3.1 springboot 示例工程搭建

（1） 创建项目：通过 Spring Initializr 页面 ^[3] 生成一个添加了 web 模块及 lombok 模块的 Spring Boot 项目。

（2）添加示例功能：

• 首先添加几个通用包：vo，controller，service，model，分别存放视图层模型，控制层，服务层，数据模型层等代码。

• 针对用户增删改查功能，对应有数据模型 User，UserController，UserService，统一返回视图模型 ResponseResult。

（3）添加日志输出

• 在 UserService 类中添加 lombok 提供的 @Slf4j 注解，这样可直接在此类中使用 log 进行日志输出，避免自己使用 LoggerFactory.getLogger 来新建。
• 在对应的方法中使用 debug ， info ， warn ， error 等方法输出日志。如 log.debug("get user by id:{}", id) 。

注意：此处具体代码不列出（详细可看 示例源码 ^[4] ）。

至此，示例工程构建完成，可正常运行工程，查看工程的依赖情况，可以发现，springboot 已默认支持 logback。如下：

3.2 日志输出与基本配置

3.2.1 日志默认输出

如上所示，默认情况下，springboot 使用 logback 进行日志输出，输出日志为 INFO 级别，输出位置是控制台。启动示例工程，示例输出如下：

控制台日志输出的内容格式很清晰，分别是

• 时间日期：格式是 yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS

• 日志级别：输出>=INFO 级别的日志（ERROR, WARN, INFO）

• 进程 ID

• 分隔符： ---
• 线程名：线程名在方括号( [] )内

• logger 名：类的名称

• 日志内容

3.2.2 基本配置

在 springboot 在配置文件 application.properties 中，可以设置日志相关的内容，如下：

关于日志的配置有很多，后面我们主要使用自定义配置，因此不作详细说明，此处主要讲两个，日志级别控制及日志文件输出。

• 日志级别控制，设置格式为 logging.leve.*=LEVEL ，其中*为包名或 logger 名，LEVEL 有： TRACE, DEBUG, INFO, WARN, ERROR, FATAL, OFF 。

• 日志输出到文件，默认日志只输出到控制台，不写文件，可以配置 logging.file.name 或 logging.file.path 来指定日志输出文件。 logging.file.name 设置文件， 会在项目的当前路径下生成此文件名的日志文件 。 logging.path 设置目录，会在此目录下创建 spring.log 文件。 默认情况下，日志文件的大小达到 10MB 时会切分一次，产生新的日志文件

  注意：二者不能同时使用，如若同时使用，则只有 logging.file 生效

3.3 自定义 logback 配置

上面在 properties 文件中对日志进行基本的配置，但配置能力较弱，不够灵活。因此一般都使用自定义配置，通过 xml 文件对 logback 的日志输出进行配置。

3.3.1 logback 配置文件加载顺序

在 springboot 应用中，对于 logback 的配置文件，默认情况下，配置文件放在 src/main/resources 下，支持的配置文件名称如下：

• logback-spring.xml

• logback-spring.groovy

• logback.xml

• logback.groovy

Spring Boot 官方推荐优先使用带有-spring 的文件名配置（如有 logback-spring.xml，则不会使用 logback.xml） 。当然，若需要对配置文件名进行修改，或者希望把配置文件放到其它目录下，可以通过 logging.config 属性指定自定义的名字，如 logging.config=classpath:config/log-config.xml ，则使用 resources/config 下的 log-config.xml 配置。

注，一般情况下，按默认规则（在 resources 目录下，使用 logback-spring.xml）即可。另外有了这个配置文件后，前面提到的在 properties 文件中的 logging 配置则不需要了。

3.3.2 logback 配置文件示例

这里先直接给出配置文件的示例，后面章节将对配置文件内容进行详细说明。如下所示，配置文件主要功能是把日志按格式输出到控制台和文件中，并且文件按日志输出级别分别输出到独立文件，文件按时间滚动（每天一个日志文件，保留 30 天）。完整配置内容可见源码中的 logback-spring.xml 文件。

<configuration scan="true" scanPeriod="1 seconds">
	...//略
    <!-- 日志输出格式 -->
    <property name="log.pattern"
              value="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} %5level [%15thread] [%40.40logger{40}] [%10method,%line] : %msg%n"/>
    <!-- 控制台输出日志 -->
    <appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <layout class="ch.qos.logback.classic.PatternLayout">
            <pattern>${log.pattern}</pattern>
        </layout>
    </appender>

    <!-- 文件输出日志， 滚动（时间/文件大小）输出策略 -->
    <appender name="DEBUGFILE" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
        <!-- 过滤器，只记录debug级别的日志 -->
        <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">
            <level>DEBUG</level>
            <OnMismatch>DENY</OnMismatch>
            <OnMatch>ACCEPT</OnMatch>
        </filter>
        <!-- 日志文件路径及文件名 -->
        <File>${log.path}/${logfile.prefix}-debug.log</File>
        <!-- 日志记录器的滚动策略，按日期记录 -->
        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
            <!-- 日志输出格式 -->
            <FileNamePattern>${log.path}/${logfile.prefix}-debug.%d{yyyy-MM-dd}.log</FileNamePattern>
            <!-- 日志保留天数 -->
            <maxHistory>30</maxHistory>
        </rollingPolicy>
        <layout class="ch.qos.logback.classic.PatternLayout">
            <Pattern>${log.pattern}</Pattern>
        </layout>
    </appender>
    ...//略
    <!-- 日志级别，不向上级传递日志内容，日志按appender-ref输出 -->
    <logger name="me.mason.demo.simplelogback.service.UserService" level="WARN" additivity="false">
        <appender-ref ref="STDOUT"/>
    </logger>
    <!-- 日志输出 -->
    <root level="DEBUG">
        <appender-ref ref="STDOUT"/>
        <appender-ref ref="DEBUGFILE"/>
        ...//略
    </root>
</configuration>

4. logback 配置文件详述

logback 配置文件决定日志输出格式、日志输出位置、输出文件策略等内容，因此需要对 logback 配置文件的结构及相关元素内容进行了解。

4.1 配置文件结构

配置文件总体来说内容比较简单，主要三个元素：

这三个元素中，logger 和 root 可视为同一类，都是日志组件，可以把 root 当作是特殊 logger，是根，必须配置。logger 配置解答从哪里获取日志，输出什么级别日志问题。appender 配置是指出日志以什么格式输出，日志如何过滤，输出文件后如何处理的问题。另外，还有可选的 property 及 contextName 元素，分别变量和应用上下文名称。

4.2 根元素 configuration

4.2.1 属性配置

根元素 configuration 有三个属性可以设置，如下：

• debug：默认为 false，若设置为 true，则打印出 logback 内部日志信息

• scan：默认值为 true，若设置为 true，配置文件如果发生改变，将会被重新加载。

• scanPeriod：与 scan 配合使用，当 scan 为 true 时，此属性生效，默认的时间间隔为 1 分钟，设置监测配置文件是否有修改的时间间隔，如果没有给出时间单位，默认单位是毫秒。如可以设置为 scanPeriod="30 seconds" 每 30 秒检测一次。

4.2.2 定义上下文名称和变量

• contextName 元素，每一个日志组件（logger）都会关联到日志上下文，默认上下文名称是'default'，用于标识应用，如果多个应用输出到同一个地方，就有必要使用 %contextName 来区别。

• property 元素，定义变量，有 name 和 value 属性，定义变量后，可以使“${name}”来使用变量。在配置中多个地方的值使用到相同的内容时，就有必要把相同内容设置变量，通过引用来设置。如示例工程中的日志文件名称前缀、日志路径、日志输出格式。

注意，定义的变量只能在配置文件的值中进行引用，不能在元素属性中引用。如配置文件中有很多属性是 class ，里面的内容只能写类的全路径，尽管类前缀都相同，但不能用变量替换。

4.3 日志输出组件 appender

此元素是主要配置项，表示以什么格式输出，日志如何过滤，输出文件后如何处理。appender 结构如下：

appender 有两个属性 name 和 class ; name 指定 appender 名称， class 指定 appender 的全限定名。appender 默认有以下几种：

• ConsoleAppender：把日志添加到控制台，类名 ch.qos.logback.core.ConsoleAppender
• FileAppender：把日志添加到文件，类名 ch.qos.logback.core.FileAppender
• RollingFileAppender：滚动记录文件，FileAppender 的子类，当符合条件（大小、时间），日志进行切分，记录到其他文件。类名： ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender 。

实践过程中，一般使用 ConsoleAppender 及 RollingFileAppender 即可，若需要自定义如把日志输出到消息队列，可以自定义实现 AppenderBase 接口。

ConsoleAppender 比较简单，只需要使用 layout 元素，按日志输出格式即可，如下：

<!-- 控制台输出日志 -->
<appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
    <layout class="ch.qos.logback.classic.PatternLayout">
        <pattern>${log.pattern}</pattern>
    </layout>
</appender>

RollingFileAppender 的配置相对多一点，包括 File、filter，rollingPolicy，encoder 和 layout 元素。其中 filter 可以过滤日志，因此，若需要把日志按级别输出到不同的文件中，因此，定义多个 RollingFileAppender（如对应 DEBUG、INFO、WARN、ERROR），分别按日志级别过滤即可。下面分别进行说明：

4.3.1 File 配置

配置文件输出的路径及文件名，一般把路径和文件名前缀定义到变量(property 中)，如下：

<!--日志文件前缀，即应用名称 -->
<property name="logfile.prefix" value="logback-demo"/>
<!--日志路径，可写相对路径，也可写绝对路径 -->
<property name="log.path" value="logs"/>
...//略
<File>${log.path}/${logfile.prefix}-debug.log</File>

4.3.2 filter 配置

filter 可以为 appender 添加一个或多个过滤器，对日志进行过滤。过滤器有 ThresholdFilter 和 LevelFilter ，前者是临界值过滤器，过滤掉低于指定临界值的日志；后者是级别过滤器，根据日志级别进行过滤， 如果日志级别等于配置级别 ，过滤器会根据 onMath (符合过滤条件的操作) 和 onMismatch (不符合过滤条件的操作)接收（ACCEPT）或拒绝（DENY）日志。按前面需求，把日志按不同级别分别输出到各自文件中，需要多个 RollingFileAppender 元素，每个元素下对应的 level 是 DEBUG，INFO，WARN 和 ERROR。

<!-- 过滤器，只记录debug级别的日志 -->
<filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">
    <level>DEBUG</level>
    <OnMismatch>DENY</OnMismatch>
    <OnMatch>ACCEPT</OnMatch>
</filter>

4.3.3 rollingPolicy 配置

此元素描述滚动策略，有 TimeBasedRollingPolicy 、 SizeAndTimeBasedRollingPolicy 、 FixedWindowRollingPolicy 、 SizeBasedTriggeringPolicy 。分别是基于时间滚动，基于大小和时间滚动，固定窗口滚动和大小触发，其中 FixedWindowRollingPolicy 一般和 SizeBasedTriggeringPolicy 同时使用。下面以 TimeBasedRollingPolicy 为例，以天为单位输出日志，每天一个日志。

<rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
    <!-- 日志输出格式 -->
    <FileNamePattern>${log.path}/${logfile.prefix}-debug.%d{yyyy-MM-dd}.log</FileNamePattern>
    <!-- 日志保留天数 -->
    <maxHistory>30</maxHistory>
</rollingPolicy>

FileNamePattern 表示日志的路径及名称，此处是按日期输出，即 %d{yyyy-MM-dd} 格式。 maxHistory 表示日志最多保留天数，大于这些天数后，前面的日志会删除。

对于 SizeAndTimeBasedRollingPolicy ，如下所示：

<!-- 按日期滚动 -->
<fileNamePattern>mylog-%d{yyyy-MM-dd}.%i.txt</fileNamePattern>
<!-- 文件大小最大是100M，保存60日，总大小最大为20G -->
<maxFileSize>100MB</maxFileSize>
<maxHistory>60</maxHistory>
<totalSizeCap>20GB</totalSizeCap>

注意， ％i 和 ％d 标识符都是强制性的。每当日志文件在当前时间段结束之前达到文件最大值时，它将以递增的 %d 索引存档，从 0 开始。

4.3.4 layout 配置

layout 元素较简单，只需要设置输出的格式即可。

<property name="log.pattern"
              value="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} %5level [%15thread] %40.40logger{40} [%10method,%line] : %msg%n"/>
...//略
<layout class="ch.qos.logback.classic.PatternLayout">
    <Pattern>${log.pattern}</Pattern>
</layout>

4.3.5 输出格式控制

对于日志输出格式的控制，使用 logback 的保留字进行控制，保留字很多，建议查阅 官网文档 ^[5] ，下面对常用进行说明：

另外，格式还有一个对齐功能，通过在 % 后面添加 - 、 . 及数字进行控制。符号 - 是可选修饰符，表示是 左对齐 ，接着是可选的 最小宽度 修饰符，用十进制数表示。如果字符小于最小宽度，则左填充或右填充，默认是左填充（即右对齐），填充符为空格。 最大宽度 修饰符，符号是点号"."后面加十进制数。如果字符大于最大宽度，则从前面截断。点符号“.”后面加减号“-”在加数字，表示从尾部截断。

例如：%-40.40logger{40} 表示按 40 字符输出 logger 名，左对齐，若小于 40 字符的则填充空格，超过 40 则从左边截断。

对于控制台，还可以控制颜色，如前面 springboot 的默认输出就有颜色，如下：

4.4 日志组件 logger 及 root

logger 用来设置某一个类或者某个包的日志输出级别、以及关联 appender 指定输出位置，有三个属性：

• name：指定的包名或者类名

• level：输出日志级别，如果未设置此级别，那么当前 logger 会向上继承最近一个非空级别，级别以 name 区分，如 x 和 x.y，x 则是 x.y 的父级。

• additivity：是否将日志向上级传递，默认为 true

logger 通过设置子节点 appender-ref 来指定日志输出位置，可以设置多个 appender-ref 。 root 是一个特殊的 logger , 是所有 logger 的根节点，元素名为 root ，没有父级别，只有一个属性 level ，默认为 DEBUG 。

4.4.1 logger 配置，

此处对某个具体的类进行配置输出进行设置，由于设置了 WARN 级别， additivity 为 true ，而且关联 STDOUT 的 appender，因此此类的>= WARN 的日志会输出到控制台。同时会把日志上传到父级，即 root。若 root 也有配置 STDOUT 的输出的话，会发现此日志在控制台输出两次。若 additivity 为 false ，则不会。

<!-- 日志级别，不向上级传递日志内容，日志按appender-ref输出 -->
<logger name="me.mason.demo.simplelogback.service.UserService" level="WARN" additivity="true">
    <appender-ref ref="STDOUT"/>
</logger>

4.4.2 root 配置

logger 可以不配置，但 root 元素是必须配置的，需要告诉 logback 把日志输出到哪里。如下，只需要关联日志需要输出的 appender 即可。前面已经有 STDOUT 控制台及按日志级别设置了各个文件 appender ，此处直接关联即可。

<root level="DEBUG">
    <appender-ref ref="STDOUT"/>
    <appender-ref ref="DEBUGFILE"/>
    <appender-ref ref="INFOFILE"/>
    <appender-ref ref="WARNFILE"/>
    <appender-ref ref="ERRORFILE"/>
</root>

经过以上的配置，汇总到 logback-spring.xml 中，启动运行程序，即可看到控制台会按格式输出日志，同时会在应用根目录下创建 logs 目录存放日志文件，且日志格式是按配置输出，如下：

5. 总结

本篇文章针对 springboot 应用开发中，如何使用 logback，结合在企业中的实践，创建 springboot 示例，然后对 logback 的配置进行详细说明，实现按日志级别输出日志文件功能。但在实际开发中，还有不少需要改进的地方，包括多环境配置，日志输出效率问题，分布式系统请求 ID 追踪问题等，将在下篇文章进行讲解。

本文中使用的示例代码已放在 github ^[6] ： https://github.com/mianshenglee/my-example/tree/master/springboot-logback-demo ，有兴趣的同学可以 pull 代码，结合示例一起学习。

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参考资料