Log4j2进阶使用(Pattern Layout详细设置)

1.进阶说明

通过配置Layout打印格式化的日志，
Log4j2支持很多的Layouts：
CSV GELF HTML JSON Pattern Serialized Syslog XML YAML
本文仅介绍Pattern Layouts的详细使用。
本文基于Log4j2基本使用入门。
请先参考上面的基本使用入门。

2.Pattern Layouts

Pattern Layouts是一个灵活的布局，
是最常用的日志格式配置。
该类的目标是格式化一个日志事件并返回结果，
结果的格式取决于转换模式。
转换模式与c语言中printf函数的转换模式密切相关。
转换模式由称为转换说明符的文字文本和格式控制表达式组成。
注意，任何文字文本，包括特殊字符，都可能包含在转换模式中。
特殊字符包括\t、\n、\r、\f，使用\输出一个反斜杠。
每个转换说明符以百分号(%)开头，
后面是可选的格式修饰符和必填的转换字符。
格式修饰符控制字段宽度、填充、左对齐和右对齐等内容。
转换字符指定数据的类型，例如日期、线程名、日志级别、日志名称等等。

3.一个简单的例子

log4j2.xml中的PatternLayout配置：

对应输出的日志信息：

11:33:08.440 [main] FATAL org.apache.logging.log4j.Log4j2Test - fatal level log

详细对应关系：

数据类型	转换字符	输出日志
日期	%d{HH:mm:ss.SSS}	11:33:08.440
线程名	%t	main
日志级别	%-5level	FATAL
日志名称	%logger{36}	org.apache.logging.log4j.Log4j2Test
日志信息	%msg	fatal level log
换行	%n	日志结束换行

另外配置中的空白字符和[]-等字符都是按照原样输出的。

4.PatternLayout参数

属性	说明
charset	指定日志字符集
pattern	指定日志输出格式
alwaysWriteExceptions	默认为true，输出异常
header	可选项，包含在每个日志文件的顶部
footer	可选项，包含在每个日志文件的尾部

上面没有把全部参数列出来，
下面仅介绍pattern参数的详细配置。

5.pattern属性

pattern可以配置各种类型的转换字符，
转换字符又称为占位符，
在打印日志的时候会被替换为实际的值。

转换字符	说明
c{precision} logger{precision}	输出发布日志事件的日志程序的名称。
C{precision} class{precision}	输出发出日志记录请求的调用者的完全限定类名，可能会影响性能，谨慎使用。
d{pattern} date{pattern}	输出日志事件的日期。日期转换说明符后面可以跟一组大括号，其中包含每个SimpleDateFormat的日期和时间模式字符串。
enc{pattern}{[HTML|XML|JSON|CRLF]} encode{pattern} {[HTML|XML|JSON|CRLF]}	对适合用特定标记语言输出的特殊字符进行编码和转义。默认情况下，如果只指定了一个选项，它将对HTML进行编码。第二个选项用于指定应该使用哪种编码格式。此转换器特别适用于对用户提供的数据进行编码，这样输出数据就不会写得不正确或不安全。
ex exception throwable	输出绑定到日志事件的可抛出跟踪，默认情况下，这将输出完整的跟踪，就像调用Throwable. printstacktrace()时通常会看到的那样。
F file	输出发出日志记录请求的文件名。生成文件信息(位置信息)是一项昂贵的操作，可能会影响性能，请谨慎使用。
highlight{pattern}{style}	根据当前事件的日志级别将ANSI颜色添加到所包含模式的结果中。(见Jansi配置。)
l location	输出生成日志事件的调用者的位置信息。位置信息取决于JVM实现，但通常由调用方法的完全限定名、调用者源文件名和括号之间的行号组成。生成位置信息是一项昂贵的操作，可能会影响性能，请谨慎使用。
L line	上面location功能的简略版，仅仅输出发出日志请求的行号。同样生成行号信息可能会影响性能，请谨慎使用。
m{nolookups}{ansi} msg{nolookups}{ansi} message{nolookups}{ansi}	输出应用程序提供的与日志事件关联的消息。
M method	输出发出日志请求的方法名。生成调用者的方法名(位置信息)是一项昂贵的操作，可能会影响性能,请谨慎使用。
maxLen maxLength	输出评估模式的结果并截断结果。如果长度大于20，则输出将包含一个拖尾省略号。如果提供的长度无效，则使用默认值100。示例语法:%maxLen{%p: %c{1} - %m%notEmpty{=>%ex{short}}}{160}将被限制为160个字符，后面加一个省略号。另一个例子:%maxLen{%m}{20}将被限制为20个字符，并且没有拖尾省略号。
n	输出平台相关的行分隔符字符。与使用不可移植的行分隔符字符串(如“\n”或“\r\n”)相比，这个转换字符提供了几乎相同的性能。因此，它是指定行分隔符的首选方法。
N nano	在创建日志事件时输出System.nanoTime()的结果。
pid{[defaultValue]} processId{[defaultValue]}	如果底层平台支持，则输出进程ID。如果平台不支持进程id，可以指定一个可选的默认值来显示。
p level	输出日志事件的级别。
r relative	输出从JVM启动到日志事件创建的毫秒数。
replace{pattern}{regex}{substitution}	将正则表达式'regex'的出现替换为对模式求值后字符串中的'替换'。例如，“%replace{%msg}{\s}{}”将删除事件消息中包含的所有空格。模式可以任意复杂，特别是可以包含多个转换关键字。例如，“%替换{%logger %msg}{\。}{/}将用正斜杠替换日志记录器或事件消息中的所有点。
sn sequenceNumber	包含将在每个事件中递增的序列号。计数器是一个静态变量，因此它只在共享相同转换器类对象的应用程序中是唯一的。
T tid threadId	输出生成日志事件的线程ID。
t tn thread threadName	输出生成日志事件的线程名称。
tp threadPriority	输出生成日志事件的线程的优先级。
fqcn	输出记录器的完全限定类名。
endOfBatch	输出日志事件的EndOfBatch状态，为“true”或“false”。
u{"RANDOM" | "TIME"} uuid	包括一个随机的或基于时间的UUID。基于时间的UUID是一个1型UUID,可以产生高达每毫秒10000独特的id,将使用每个主机的MAC地址,并试图确保唯一性跨多个jvm和/或类加载器在同一个主机上0到16384之间的一个随机数将与每个UUID生成类的实例相关联,包括在每一个基于时间的UUID生成。因为基于时间的uuid包含MAC地址和时间戳，所以应该小心使用它们，因为它们可能会导致安全漏洞。
%	序列%%输出一个百分比符号。

6.logger属性详解

c{precision}
logger{precision}

logger转换说明符后面可以跟着precision精度说明符，
后者由一个十进制整数组成，也可以是一个以十进制整数开头的模式。
当精度说明符是一个整数值时，它减少了记录器名称的大小。
如果数字为正，则布局将打印最右边的记录器名称组件的相应数量。
如果为负，则布局将删除最左侧记录器名称组件的相应数量。
如果精度包含任何非整数字符，则布局将根据模式缩写名称。
如果精度整数小于1，布局仍然完整打印最右边的标记。
默认情况下，布局将完整打印日志程序名称。

Conversion Pattern	Logger Name	Result
%c{1}	org.apache.commons.Foo	Foo
%c{2}	org.apache.commons.Foo	commons.Foo
%c{10}	org.apache.commons.Foo	org.apache.commons.Foo
%c{-1}	org.apache.commons.Foo	apache.commons.Foo
%c{-2}	org.apache.commons.Foo	commons.Foo
%c{-10}	org.apache.commons.Foo	org.apache.commons.Foo
%c{1.}	org.apache.commons.Foo	o.a.c.Foo
%c{1.1..}	org.apache.commons.test.Foo	o.a...Foo
%c{.}	org.apache.commons.test.Foo	....Foo

7.class属性详解

C{precision}
class{precision}

输出发出日志记录请求的调用者的完全限定类名。
此转换说明符可选后跟精度说明符，
它遵循与logger转换器相同的规则。
生成调用者的类名(位置信息)是一项昂贵的操作，
可能会影响性能，请谨慎使用。

所以一般将类名作为日志名称，
使用如下的代码记录日志：

private static Logger LOG = LogManager.getLogger(Log4j2Test.class);

配置log4j2.xml时使用logger{precision}打印日志程序名称，
就能打印出生成日志的调用者的全限定类名，
通过这种方法是不损害性能的。

8.date属性详解

d{pattern}
date{pattern} 

输出日志事件的日期。
日期转换说明符后面可以跟一组大括号，
其中包含每个SimpleDateFormat的日期和时间模式字符串。

Pattern	Example
%d{DEFAULT}	2012-11-02 14:34:02,123
%d{DEFAULT_MICROS}	2012-11-02 14:34:02,123456
%d{DEFAULT_NANOS}	2012-11-02 14:34:02,123456789
%d{ISO8601}	2012-11-02T14:34:02,781
%d{ISO8601_BASIC}	20121102T143402,781
%d{ISO8601_OFFSET_DATE_TIME_HH}	2012-11-02'T'14:34:02,781-07
%d{ISO8601_OFFSET_DATE_TIME_HHMM}	2012-11-02'T'14:34:02,781-0700
%d{ISO8601_OFFSET_DATE_TIME_HHCMM}	2012-11-02'T'14:34:02,781-07:00
%d{ABSOLUTE}	14:34:02,781
%d{ABSOLUTE_MICROS}	14:34:02,123456
%d{ABSOLUTE_NANOS}	14:34:02,123456789
%d{DATE}	02 Nov 2012 14:34:02,781
%d{COMPACT}	20121102143402781
%d{UNIX}	1351866842
%d{UNIX_MILLIS}	1351866842781

还可以定义自定义日期格式:

Pattern	Example
%d{HH:mm:ss,SSS}	14:34:02,123
%d{HH:mm:ss,nnnn} to %d{HH:mm:ss,nnnnnnnnn}	14:34:02,1234 to 14:34:02,123456789
%d{dd MMM yyyy HH:mm:ss,SSS}	02 Nov 2012 14:34:02,123
%d{dd MMM yyyy HH:mm:ss,nnnn} to %d{dd MMM yyyy HH:mm:ss,nnnnnnnnn}	02 Nov 2012 14:34:02,1234 to 02 Nov 2012 14:34:02,123456789
%d{HH:mm:ss}{GMT+0}	18:34:02

%d{UNIX}输出UNIX时间(以秒为单位),
%d{UNIX_MILLIS}以毫秒为单位输出UNIX时间。
UNIX时间是当前时间与1970年UTC年1月1日午夜之间的时间差，
UNIX以秒为单位，UNIX_MILLIS以毫秒为单位。
虽然时间单位是毫秒，但粒度取决于操作系统(Windows)。
这是输出事件时间的一种有效方法，
因为只进行从long到String的转换，不涉及日期格式。
当在Java 9上运行时，
Log4j 2.11增加了对时间戳timestamps的支持，
使得它比毫秒milliseconds更精确。

9.L和l属性的区别

配置log4j2.xml:

打印出对应的日志：

2019-10-12 15:28:25.877 [main] ERROR [org.apache.logging.log4j.Log4j2Test.logAll(Log4j2Test.java:18)] - error level log
2019-10-12 15:30:34.535 [main] ERROR [18] - error level log

10.特殊符号

有些特殊符号不能直接打印，
需要使用实体名称或者编号，
才能原样打印特殊字符。

特殊符号	实体名称	编号
&	&	&
<	<	<
>	>	>
"	"	"
'	'	'

11.格式修饰符

默认情况下，相关信息按原样输出。
然而，在格式修饰符的帮助下，可以改变最小字段宽度、最大字段宽度和对齐。
可选的格式修饰符放在百分号和转换字符之间。
这是一个十进制常量，表示要输出的最小字符数。
可以是正数，也可以是负数(带减号(-)字符)，
整数表示右对齐，负数表示左对齐。
如果数据项输出字符数不够，则在左边或右边填充空格，直到达到最小宽度为止。
若要使用0作为填充字符，请在最小字段宽度前加上0。
如果数据项大于最小字段宽度，则扩展字段以容纳数据，数据项的值不会被截断。
可以使用最大字段宽度修饰符限制最大宽度，
该修饰符由一个句点后跟一个十进制常数指定。
如果数据项比最大字段长，则从数据项的开头而不是末尾删除额外的字符。
例如，数据项最大字段宽度为8，数据项长度为10个字符，
然后删除数据项的前2个字符，保留的是后8个字符。
可以在句点后面追加一个减号改为从末尾开始截断。
那么上面的数据项的最后2个字符将被删除。
下面是类别转换说明符的各种格式修饰符示例。

格式修饰符	对齐方式	最小宽度	最大宽度	说明
%20c	右对齐	20	无	不足20个字符则在数值前面用空格补足，超过20个字符则保留原信息。
%-20c	左对齐	20	无	同上。
%.30c	NA	无	30	如果信息超过30个字符，则只保留最后30个字符。
%20.30c	右对齐	20	30	不足20个字符则在信息前面用空格补足，超过30个字符则只保留最后30个字符。
%-20.30c	左对齐	20	30	同上。
%-20.-30c	左对齐	20	30	不足20个字符则在信息前面用空格补足，超过30个字符则只保留前面30个字符。

12.参考

Log4j2 Layouts
Log4j2 Layouts PatternLayout