著名的Log4j是怎么来的?

Java在设计之初,借鉴了很多其他语言不错的特性和优点,唯独没有设计日志系统,但是日志的重要性不言而喻,一旦程序运行起来,运行结果与预期不一致,基本就是出Bug了,这个时候需要进行Bug排查,一般有两种排查方式:1 断点单步调试,这种办法虽然精准,但是费时费力,而且项目如果是运行在生产环境下,无法进行此模式的排查.2将重要的信息输出到指定的文件,也就是日志,这种方式就算是项目在生产环境下也适用

Java中的IO在最初提供了System.err.println来供程序员打印日志,但是这种打印日志的方法只能输出到控制台,让控制台一团糟.

于是,江山代有才人出.有一位小伙子,姑且叫他小李.他在写项目的过程中也遇到了日志的问题.于是请教大师,大师给小伙子对日志设计提供了四点要求:

1. 日志消息除了能打印到控制台， 还可以输出到文件，甚至可以通过邮件发送出去（例如生成环境出错的消息）

2. 日志内容应该可以做格式化， 例如变成纯文本，XML, HTML格式等等

3. 对于不同的Java class，不同的 package ， 还有不同级别的日志，应该可以灵活地输出到不同的文件中。

4.  能对日志进行分级， 有些日志纯属debug ， 在本机或者测试环境使用， 方便程序员的调试， 生产环境完全不需要。有些日志是描述错误(error)的， 在生产环境下出错的话必须要记录下来，帮助后续的分析。

小李听完大师的话后茅塞顿开,拍着胸脯说:我一定会设计好这个日志系统来造福所有的Java程序员

小李回到家后开始分析需求,掏出一本面向对象设计.试图从需求中抽象出一些概念

首先要记录日志，肯定需要一个类来表达日志的概念，这个类至少应该有两个属性，一个是时间戳，一个是消息本身，把它叫做LoggingEvent吧，记录日志就像记录一个事件嘛。

其次是日志可以输出到不同的地方，控制台、文件、邮件等等， 这个可以抽象一下，不就是写到不同的目的地吗？ 可以叫做LogDestination？

嗯， 还是简单一点，叫做Appender吧， 暗含了可以不断追加日志的意思。

至于第二条的日志内容可以格式化，完全可以比葫芦画瓢， 定义一个Formatter接口去格式化消息。

对了， Appender 应该引用Formatter ，这样以来就可以对LoggingEvent记录格式化以后再发送。

第三条需求把小李给难住了，不同的class, package 输出的目的地不同？  “目的地”这个概念是由Appender来表达的， 难道让不同的class, package 和Appender关联？ 不不， 不能这样 ！

还需要一个新的概念 ， 这个概念是什么？

从用户角度想一下， 程序员要想获取日志，必须得先获取个什么东西，这个东西是不是可以称为Logger啊？  灵感的火花就闪了那么一下就被小李抓住了： 获取Logger的时候要传入类名或者包名！

这样一来，不同的class, package就区分开了， 然后让Logger 和Appender关联，灵活地设置日志的目的地， 并且一个Logger可以拥有多个Appender，同一条日志消息可以输出到多个地方， 完美！

小李迅速地画出了核心类的类图：

还算漂亮，小李陶醉着自我欣赏了一下。

再接再厉， 把第四条需求也设计一下，日志要分级，这个简单， 定义一个Priority的类，里边定义5个常量DEBUG, INFO, WARN, ERROR, FATAL， 表示5个不同的级别就OK了。当然这我5个级别有高低之分， DEBUG级别最低， FATAL级别最高。

还可以给Logger增加一些辅助编程的方法，如Logger.debug(....) , Logger.info(...)  , Logger.warn(...) 等等， 这样村民们将来就可以轻松地输出各种级别的日志了。

等一下， 大师还说过“对于所有的ERROR级别的日志，都输出到  errors.log文件中” 类似这样的需求， 好像给忽略了。

这也好办嘛， 只要在Appender上增加一个属性，就叫做Priority， 如果用户要输出的日志是DEBUG级别， 但是有个FileAppender的Priority是 ERROR级别，那这个日志就不用在这个FileAppender中输出了 ，因为ERROR级别比DEBUG级别高嘛。

同理， 在Logger类上也可以增加一个Priority的属性，用户可以去设置， 如果一个Logger的Priority是ERROR， 而用户调用了这个Logger的debug方法， 那这个debug 的消息也不会输出。

小李全心全意地投入到设计当中，一看时间， 都快半夜了， 赶紧休息， 明天向大师汇报去。

第二天， 小李给大师展示了自己设计的LoggerEvent, Logger , Appender, Formatter, Priority 等类和接口， 大师捻着胡子满意地点点头：“不错不错，与上一次相比有巨大的进步。你知不知道我在需求中其实给了你引导？”

“引导？ 什么引导？ ”

“就是让你朝着正交的方向去努力啊”

“正交？ ”

‘“如果你把Logger, Appender, Formatter看成坐标系中的X轴，Y轴，Z轴， 你看看，这三者是不是可以独立变化而不互相影响啊？”

“我赛，果然如此，我可以任意扩展Appender接口而影响不到Logger和Formatter， 无论有多少个Logger 都影响不了Appender和Formatter ， 这就是正交了？”

“是啊，当你从系统中提取出正交的概念的时候，那就威力无比了，因为变化被封装在了一个维度上，你可以把这些概念任意组合，而不会变成意大利面条似的代码。 ”

听到大师做了理论的升华， 小李兴奋得直搓手。

“好吧，你把这个设计实现了吧，对了，你打算叫什么名字？ ”  大师问道

“我打算把他叫做Log4j , 意思是Log for Java”

“不错，就这么定了吧”

小李又花了两个月的时间把Log4j 开发了出来， 由于Log4j有着良好的设计，优异的性能， 很多Java程序员都爱上了它。

后来小李把Log4j 在Apache部落开源了， 这下子吸引了无数的人无偿帮助测试它，扩展它，改进它， 很快就成了帝国最流行的日志工具。

大师建议帝国把Log4j 纳入到JDK 中， Java帝国那效率低下的官僚机构竟然拒绝了。  消息传到了IO大臣的耳朵里，他不由的扼腕叹息： 唉，失去了一次极好的招安机会啊。 现在唯一的办法就是赶紧上奏皇上，在官方也提供一套，争取让臣民们使用官方版本。

到了第四代国王（JDK1.4)，臣民们终于看到了帝国提供的java.util.logging包，也是用来记录日志的，并且其中的核心概念Logger, Formatter, Handler 和 Log4j非常相似，只是为时已晚， Log4j早已深入人心了， 不可撼动了。

Log4j 在Apache开源以后， 小李也逐渐地有点落寞，他闲不住又写了一个工具，叫做logback, 有了之前的经验，这logback 比log4j 还要快。

如今的日志世界有了很多的选择 ，除了java.util.logging, log4j 之外，还有logback，tinylog 等其他工具。

小李想了想， 这么多日志工具，用户如果想切换了怎么办？不想用log4j了，能换到logback吗？

我还是提供一个抽象层吧， 用户用这个抽象层的API来写日志， 底层具体用什么日志工具不用关心，这样就可以移植了。

小李把这抽象层就叫做Simple Logging Facade for Java，简称SLF4J。

对于Log4j , JDK logging, tinylog 等工具， 需要一个适配层， 把SLF4J 的API转化成具体工具的调用接口。

由于Logback这个工具也是出自小李之手， 直接实现了SLF4J的API，所以连适配层都不需要了， 用起来速度飞快，效率最高，SLFJ4+Logback 成为了很多人的最爱， 大有超越Apache Common Logging + Log4j 之势。

后记： 本文主要想讲一下日志工具的历史和现状， 尤其是Log4j核心的设计理念。

文中的小李其实就是Ceki Gülcü，他开发了Log4j , logback,以及slfj4， 为Java的日志事业做出了卓越的贡献。

 默默奉献的人有辣么多，今天只讲Ceki Gülcü ！ 你可喜欢他？ 来日还有更多欢喜，记得关注我哦   

本文来自 码农翻身