工欲善其事，必先利其器

很多程序員可能都忘了記錄應用程序的行為是一件多么重要的事，當遇到多線程環(huán)境下高壓力導致的并發(fā)bug時，你就能體會到記錄log的重要性。

有的人很高興的就在代碼里加上了這么句：

log.info("Happy and carefree logging");

他可能都沒有意識到應用程序的日志在維護，調(diào)優(yōu)和故障識別中的重要性。我認為slf4j是最好的日志API，最主要是因為它支持一個很棒的模式注入的方式：

log.debug("Found {} records matching filter: '{}'", records, filter);

log4j的話你只能這樣：

log.debug("Found " + records + " recordsmatching filter: '" + filter + "'");

這樣寫不僅更啰嗦和可讀性差，而且字符串拼接影響效率（當這個級別并不需要輸出的時候）。

slf4j引入了{}注入特性，并且由于避免了每次都進行字符串拼接，toString方法不會被調(diào)用，也不再需要加上isDebugEnabled了。slf4j是外觀模式的一種應用，它只是一個門面。具體實現(xiàn)的話我推薦logback框架，之前已經(jīng)做過一次廣告了，而不是已經(jīng)很完備的log4j。它有許多很有意思的特性，和log4j不同的是，它還在積極的開發(fā)完善中。

還有一個要推薦的工具是perf4j：

Perf4J is to System.currentTimeMillis() as log4j is to System.out.println()

就好比log4j是System.out.println的一種更好的替換方式一樣，perf4j更像是System.currentTimeMillis()的替代。我已經(jīng)在一個項目中引入了perf4j，并在高負載的情況下觀察它的表現(xiàn)。管理員和企業(yè)用戶都被這個小工具提供的漂亮的圖表驚呆了。我們可以隨時查看性能問題。perf4j應該專門開一篇文章來講，現(xiàn)在的話可以先看下它的開發(fā)者指南。還有一個Ceki Gülcü（log4j,slf4j和logback工程的創(chuàng)建者）提供了一個簡單的方法供我們移除對commons-logging的依賴。

不要忘了日志級別

每次你要加一行日志的時候，你都會想，這里該用哪種日志級別？大概有90%的程序員都不太注意這個問題，都是用一個級別來記錄日志，通常不是INFO就是DEBUG。為什么？

日志框架和System.out相比有兩大優(yōu)勢：分類和級別。兩者可以讓你可以選擇性的過濾日志，永久的或者只是在排查錯誤的時候。

ERROR :發(fā)生了嚴重的錯誤，必須馬上處理。這種級別的錯誤是任何系統(tǒng)都無法容忍的。比如：空指針異常，數(shù)據(jù)庫不可用，關鍵路徑的用例無法繼續(xù)執(zhí)行。

WARN :還會繼續(xù)執(zhí)行后面的流程，但應該引起重視。其實在這里我希望有兩種級別：一個是存在解決方案的明顯的問題（比如，"當前數(shù)據(jù)不可用，使用緩存數(shù)據(jù)"），另一個是潛在的問題和建議（比如“程序運行在開發(fā)模式下”或者“管理控制臺的密碼不夠安全”）。應用程序可以容忍這些信息，不過它們應該被檢查及修復。

DEBUG :開發(fā)人員關注的事。后面我會講到什么樣的東西應該記錄到這個級別。

TRACE :更為詳盡的信息，只是開發(fā)階段使用。在產(chǎn)品上線之后的一小段時間內(nèi)你可能還需要關注下這些信息，不過這些日志記錄只是臨時性的，最終應該關掉。DEBUG和TRACE的區(qū)別很難區(qū)分，不過如果你加了一行日志，在開發(fā)測試完后又刪了它的話，這條日志就應該是TRACE級別的。

上面的列表只是一個建議，你可以根據(jù)自己的規(guī)則來記錄日志，但最好要有一定的規(guī)則。我個人的經(jīng)驗是：在代碼層面不要進行日志過濾，而是用正確的日志級別能夠快速的過濾出想要的信息，這樣能節(jié)省你很多時間。

最后要說的就是這個臭名昭著的is*Enabled的條件語句了。有的人喜歡把每次日志前加上這個：

if(log.isDebugEnabled())
 log.debug("Place for your commercial");

個人認為，應該避免在代碼里加入這個亂哄哄的東西。性能看起來沒有什么提升（尤其是用了slf4j之后）,更像是過早的優(yōu)化。還有，沒發(fā)現(xiàn)這么做有點多余么？很少有時候是明確需要這種顯式的判斷語句的，除非我們證明構造日志消息本身開銷太大。不然的話，該怎么記就怎么記，讓日志框架去操心這個吧。

你清楚你在記錄什么嗎？

每次你寫下一行日志，花點時間看看你到底在日志文件里打印了些什么。讀一遍你的日志，找出異常的地方。首先，至少要避免空指針異常：

log.debug("Processing request with id: {}", request.getId());

你確認過request不是null了嗎？

記錄集合也是一個大坑。如果你用Hibernate從數(shù)據(jù)庫里獲取領域?qū)ο蟮募系臅r候,不小心寫成了這樣：log.debug("Returning users: {}", users);

slf4j只會在這條語句確實會打印的時候調(diào)用toString方法，當然這個很酷。不過如果內(nèi)存溢出了，N+1選擇問題，線程餓死，延遲初始化異常，日志存儲空間用完了...這些都有可能發(fā)生。最好的方式是只記錄對象的ID（或者只記錄集合的大?。?。不過收集ID需要對每個對象調(diào)用getId方法，這個在Java里可真不是件簡單的事。Groovy有個很棒的展開操作符（users*.id）,在Java里我們可以用Commons Beanutils庫來模擬下：

log.debug("Returning user ids: {}", collect(users, "id"));

collect方法大概是這么實現(xiàn)的：

public static Collection collect(Collection collection, String propertyName) {
 return CollectionUtils.collect(collection, new BeanToPropertyValueTransformer(propertyName));
}

最后要說的是，toString方法可能沒有正確的實現(xiàn)或者使用。

首先，為了記錄日志，為每個類創(chuàng)建一個toString的做法比比皆是，最好用 ToStringBuilder來生成（不過不是它的反射實現(xiàn)的那個版本）。

第二，注意數(shù)組和非典型的集合。數(shù)組和一些另類的集合的toString實現(xiàn)可能沒有挨個調(diào)用每個元素的toString方法?？梢允褂肑DK提供的Arrays#deepToString方法。經(jīng)常檢查一下你自己打印的日志，看有沒有格式異常的一些信息。

避免副作用

日志打印一般對程序的性能沒有太大影響。最近我一個朋友在一些特殊的平臺上運行的一個系統(tǒng)拋出了Hibernate的LazyInitializationException異常。你可能從這已經(jīng)猜到了，當會話連接進來的時候，一些日志打印導致延遲初始化的集合被加載。在這種情況下，把日志級別提高了，集合也就不再被初始化了。如果你不知道這些上下文信息，你得花多長時間來發(fā)現(xiàn)這個BUG。

另一個副作用就是影響程序的運行速度?？焖倩卮鹨幌逻@個問題：如果日志打印的過多或者沒有正確的使用toString和字符串拼接，日志打印就會對性能產(chǎn)生負面影響。能有多大？好吧，我曾經(jīng)見過一個程序每15分鐘就重啟一次，因為太多的日志導致的線程餓死。這就是副作用！從我的經(jīng)驗來看，一小時打印百來兆差不多就是上限了。

當然如果由于日志打印異常導致的業(yè)務進程中止，這個副作用就大了。我經(jīng)常見到有人為了避免這個而這么寫：

try {
 log.trace("Id=" + request.getUser().getId() + " accesses " + manager.getPage().getUrl().toString())
} catch(NullPointerException e) {}

這是段真實的代碼，但是為了讓世界清凈點，請不要這么寫。

描述要清晰

每個日志記錄都會包含數(shù)據(jù)和描述。看下這個例子：

log.debug("Message processed");
log.debug(message.getJMSMessageID());
log.debug("Message with id '{}' processed", message.getJMSMessageID());

當在一個陌生的系統(tǒng)里排查錯誤的時候，你更希望看到哪種日志？相信我，上面這些例子都很常見。還有一個反面模式：

if(message instanceof TextMessage)
    //...
else
    log.warn("Unknown message type"); 

在這個警告日志里加上消息類型，消息ID等等這些難道很困難嗎？我是知道發(fā)生錯誤了，不過到底是什么錯誤？上下文信息是什么？

第三個反面例子是“魔法日志”。一個真實的例子：團隊里的很多程序員都知道，3個&號后面跟著！號再跟著一個#號，再跟著一個偽隨機數(shù)的日志意味著”ID為XYZ的消息收到了”。沒人愿意改這個日志，某人敲下鍵盤，選中某個唯一的”&&&!#”字符串，他就能很快找到想要的信息。

結果是，整個日志文件看起來像一大串隨機字符。有人不禁會懷疑這是不是一個perl程序。

日志文件應當是可讀性強的，清晰的，自描述的。不要用一些魔數(shù)，記錄值，數(shù)字，ID還有它們的上下文。記錄處理的數(shù)據(jù)以及它的含義。記錄程序正在干些什么。好的日志應該是程序代碼的一份好的文檔。

我有提過不要打印密碼還有個人信息嗎？相信沒有這么傻的程序員。

調(diào)整你的格式

日志格式是個很有用的工具，無形中在日志添加了很有價值的上下文信息。不過你應該想清楚，在你的格式中包含什么樣的信息。比如說，在每小時循環(huán)寫入的日志中記錄日期是沒有意義的，因為你的日志名就已經(jīng)包含了這個信息。相反的，如果你沒記錄線程名的話當兩個線程并行的工作的時候，你就無法通過日志跟蹤線程了——日志已經(jīng)重疊到一起了。在單線程的應用程序中，這樣做沒問題，不過那個已經(jīng)是過去的事兒了。

從我的經(jīng)驗來看，理想的日志格式應當包括（當然除了日志信息本身了）：當前時間（無日期，毫秒級精度），日志級別，線程名，簡單的日志名稱（不用全稱）還有消息。在logback里會是這樣的：

<appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
 <encoder>
  <pattern>%d{HH:mm:ss.SSS} %-5level [%thread][%logger{0}] %m%n</pattern>
 </encoder>
</appender> 

文件名，類名，行號，都不用列進來，盡管它們看起來很有用。我還在代碼里見過空的日志記錄：

log.info(""); 因為程序員認為行號會作為日志格式的一部分，并且他知道如果空日志消息出現(xiàn)在這個文件的67行的話，意味著這個用戶是認證過的。不僅這樣，記錄類名方法名，或者行號對性能都有很大的影響。

日志框架的一個比較高級的特性是診斷上下文映射（Mapped Diagnostic Context）。MDC只是一個線程本地的一個map。你可以把任何鍵值對放到這個map里，這樣的話這個線程的所有日志記錄都能從這個map里取到相應的信息作為輸出格式的一部分。

記錄方法的參數(shù)和返回值

如果你在開發(fā)階段發(fā)現(xiàn)了一個BUG，你通常會用調(diào)試器來跟蹤具體的原因?，F(xiàn)在假設不讓你用調(diào)試器了，比如，因為這個BUG幾天前在用戶的環(huán)境里出現(xiàn)了，你能拿到的只有一些日志。你能從中發(fā)現(xiàn)些什么？

如果你遵循打印每個方法的入?yún)⒑统鰠⑦@個簡單的原則，你根本不需要調(diào)試器。當然每個方法可能訪問外部系統(tǒng)，阻塞，等待，等等，這些都應該考慮進來。就參考以下這個格式就好：

public String printDocument(Document doc, Mode mode) {
 log.debug("Entering printDocument(doc={}, mode={})", doc, mode);
 String id = ...; //Lengthy printing operation
 log.debug("Leaving printDocument(): {}", id);
 return id;
}

由于你在方法的開始和結束都記錄了日志，所以你可以人工找出效率不高的代碼，甚至還可以檢測到可能會引起死鎖和饑餓的誘因——你只需看一下“Entering”后面是不是沒有”Leaving“就明白了。如果你的方法名的含義很清晰，清日志將是一件愉快的事情。同樣的，分析異常也更得更簡單了，因為你知道每一步都在干些什么。代碼里要記錄的方法很多的話，可以用AOP切面來完成。這樣減少了重復的代碼，不過使用它得特別小心，不注意的話可能會導致輸出大量的日志。

這種日志最合適的級別就是DEBUG和TRACE了。如果你發(fā)現(xiàn)某個方法調(diào)用 的太頻繁，記錄它的日志可能會影響性能的話，只需要調(diào)低它的日志級別就可以了，或者把日志直接刪了（或者整個方法調(diào)用只留一個？）不過日志多了總比少了要強。把日志記錄當成單元測試來看，你的代碼應該布滿了日志就像它的單元測試到處都是一樣。系統(tǒng)沒有任何一部分是完全不需要日志的。記住，有時候要知道你的系統(tǒng)是不是正常工作，你只能查看不斷刷屏的日志。

觀察外部系統(tǒng)

這條建議和前面的有些不同：如果你和一個外部系統(tǒng)通信的話，記得記錄下你的系統(tǒng)傳出和讀入的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)集成是一件苦差事，而診斷兩個應用間的問題(想像下不同的公司，環(huán)境，技術團隊）尤其困難。最近我們發(fā)現(xiàn)記錄完整的消息內(nèi)容，包括Apache CXF的SOAP和HTTP頭，在系統(tǒng)的集成和測試階段非常有效。

這樣做開銷很大，如果影響到了性能的話，你只能把日志關了。不過這樣你的系統(tǒng)可能跑的很快，掛的也很快，你還無能為力？當和外部系統(tǒng)進行集成的時候，你只能格外小心并做好犧牲一定開銷的準備。如果你運氣夠好，系統(tǒng)集成由ESB處理了，那在總線把請求和響應給記錄下來就最好不過了?？梢詤⒖枷翸ule的這個日志組件。

有時候和外部系統(tǒng)交換的數(shù)據(jù)量決定了你不可能什么都記下來。另一方面，在測試階段和發(fā)布初期，最好把所有東西都記到日志里，做好犧牲性能的準備。可以通過調(diào)整日志級別來完成這個?？聪孪旅孢@個小技巧：

Collection<Integer> requestIds = //...
if(log.isDebugEnabled())
 log.debug("Processing ids: {}", requestIds);
else
 log.info("Processing ids size: {}", requestIds.size()); 

如果這個logger是配置成DEBUG級別，它會打印完整的請求ID的集合。如果它配置成了打印INFO信息的話，就只會輸出集合的大小。你可能會問我是不是忘了isInfoEnabled條件了，看下第二點建議吧。這里還有一個值得注意的是ID的集合不能為null。盡管在DEBUG下，它為NULL也能正常打印，但是當配置成INFO的時候一個大大的空指針。還記得第4點建議中提到的副作用吧？

正確的記錄異常

首先，不要記錄異常，讓框架或者容器來干這個。當然有一個例外：如果你從遠程服務中拋出了異常（RMI，EJB等），異常會被序列化，確保它們能返回給客戶端 （API中的一部分）。不然的話，客戶端會收到NoClassDefFoundError或者別的古怪的異常，而不是真正的錯誤信息。

異常記錄是日志記錄的最重要的職責之一，不過很多程序員都傾向于把記錄日志當作處理異常的方式。他們通常只是返回默認值（一般是null,0或者空字符串），裝作什么也沒發(fā)生一樣。還有的時候，他們會先記錄異常，然后把異常包裝了下再拋出去：

log.error("IO exception", e);
throw new CustomException(e); 

這樣寫通常會把棧信息打印兩次，因為捕獲了MyCustomException異常的地方也會再打印一次。日志記錄，或者包裝后再拋出去，不要同時使用，否則你的日志看起來會讓人很迷惑。

如果我們真的想記錄日志呢？由于某些原因（大概是不讀API和文檔？），大約有一半的日志記錄我認為是錯誤的。做個小測試，下面哪個日志語句能夠正確的打印空指針異常？

try {
 Integer x = null;
 ++x;
} catch (Exception e) {
 log.error(e); //A
 log.error(e, e); //B
 log.error("" + e); //C
 log.error(e.toString()); //D
 log.error(e.getMessage()); //E
 log.error(null, e); //F
 log.error("", e); //G
 log.error("{}", e); //H
 log.error("{}", e.getMessage()); //I
 log.error("Error reading configuration file: " + e); //J
 log.error("Error reading configuration file: " + e.getMessage()); //K
 log.error("Error reading configuration file", e); //L
}

很奇怪吧，只有G和L（這個更好）是對的！A和B在slf4j下面根本就編譯不過，其它的會把棧跟蹤信息給丟掉了或者打印了不正確的信息。比如，E什么也不打印，因為空指針異常本身沒有提供任何異常信息而棧信息又沒打印出來 .記住，第一個參數(shù)通常都是文本信息，關于這個錯誤本身的。不要把異常信息給寫進來，打印日志后它會自動出來的，在棧信息的前面。不過想要打印這個，你當然還得把異常傳到第二個參數(shù)里面才行。

日志應當可讀性強且易于解析

現(xiàn)在有兩組用戶對你的日志感興趣：我們?nèi)祟悾ú还苣阃煌?，碼農(nóng)也是在這里邊），還有計算機（通常就是系統(tǒng)管理員寫的shell腳本）。日志應當適合這兩種用戶來理解。如果有人在你后邊看你的程序的日志卻看到了這個：

那你肯定沒聽從我的建議。日志應該像代碼一樣易于閱讀和理解。

另一方面，如果你的程序每小時就生成了半GB的日志，沒有誰或者任何圖形化的文本編輯器能把它們看完。這時候我們的老家伙們，grep,sed和awk這些上場的時候就來了。如果有可能的話，你記錄的日志最好能讓人和計算機都能看明白 ，不要將數(shù)字格式化，用一些能讓正則容易匹配的格式等等。如果不可能的，用兩個格式來打印數(shù)據(jù)：

log.debug("Request TTL set to: {} ({})", new Date(ttl), ttl);
// Request TTL set to: Wed Apr 28 20:14:12 CEST 2010 (1272478452437)
final String duration = DurationFormatUtils.formatDurationWords(durationMillis, true, true);
log.info("Importing took: {}ms ({})", durationMillis, duration);
//Importing took: 123456789ms (1 day 10 hours 17 minutes 36 seconds) 

計算機看到”ms after 1970 epoch“這樣的的時間格式會感謝你的，而人們則樂于看到”1天10小時17分36秒“這樣的東西。

總之，日志也可以寫得像詩一樣優(yōu)雅，如果你愿意琢磨的話。

以上就是對java 日志調(diào)整輸出格式的資料整理，有興趣的朋友可以參考下。