SpringBoot统一日志处理原理，经验总结

从图中我们可以看出来，官方的方案是针对不同的日志框架，开发了一套适配兼容的框架与之对应，使用这些兼容jar来替代原来的日志框架即可，例如log4j日志框架，与之对应的就是log4j-over-slf4j.jar，并且常见的日志框架，slf4j团队都实现了一套与之对应的基于slf4j的兼容框架，关系如下:

日志框架	slf4j兼容框架
log4j	log4j-over-slf4j
commons logging	jcl-over-slf4j
java.util.logging	jui-to-slf4j

SpringBoot如何处理日志关系

在使用SpringBoot的时候，我们会发现官方默认使用的是spring‐boot‐starter‐logging这个starter来引入日志系统的，我们展开该依赖的依赖图，如下：

可以看到spring‐boot‐starter‐logging这个starter中，引入了四个日志实例的依赖，分别是logback和我们前面提到的日志兼容jar的依赖，并且最终引入了slf4j的日志门面的依赖，实现了统一日志处理。但是为什么兼容jar引入后就能解决日志输出的问题呢？难道兼容包有什么神奇的黑科技吗？其实不然，我们随便展开其中的几个兼容日志jar的包名，如图：

原来这些日志兼容包的包名与原来的日志框架的包名完全一样，并且完全按照slf4j的方式实现了一套和以前一样的API，这样依赖这些日志框架的开源框架在运行的时候查找对应包名下的class也不会报错，但熟悉java类加载机制的都知道，两个jar的包名以及使用的class都一样的话，加载会出现异常，我们进入spring‐boot‐starter‐logging的pom依赖中一探究竟，最后在maven依赖中发现了端倪，如Spring框架使用的是commons-logging，而在spring-boot-starter-logging中，将spring的日志依赖排除，如下：

<dependency>        
    <groupId>org.springframeworkgroupId>            
    <artifactId>spring‐coreartifactId>            
    <exclusions>            
        <exclusion>                
        <groupId>commons‐logginggroupId>            
        <artifactId>commons‐loggingartifactId>     
        exclusion>                
    exclusions>            
dependency> 

这样spring框架在运行时使用的时候，使用的就是兼容jar中的日志实例了，SpringBoot成功的完成了一次日志系统统一的偷天换日操作。

slf4j的桥接原理

通过查看SpringBoot的日志处理，我们可以大致总结如下几步操作:

1、将系统中其他日志框架先排除出去；
2、用中间包来替换原有的日志框架；
3、我们导入slf4j其他的实现

通过以上的操作，即可完成日志系统的统一，但是我们开始有了新的疑惑，slf4j是怎么做到的自动查找对应的实现日志，并且完成了日志的正常打印操作的呢？这个就要涉及到slf4j的桥接原理，我们先来看看slf4j源码中关于日志调用相关的代码:

//slf4j日志调用过程相关的代码
//根据名称获取日志实例
public static Logger getLogger(String name) {
    ILoggerFactory iLoggerFactory = getILoggerFactory();
    return iLoggerFactory.getLogger(name);
}
//获取日志实例工厂并且完成日志实例的查找与初始化操作
 public static ILoggerFactory getILoggerFactory() {
    if (INITIALIZATION_STATE == UNINITIALIZED) {
      INITIALIZATION_STATE = ONGOING_INITIALIZATION;
      //查找实现类
      performInitialization();
    }
    ...
    return StaticLoggerBinder.getSingleton().getLoggerFactory();
    ...  
 }

可以看到整个过程中是通过StaticLoggerBinder.getSingleton() 来进行初始化日志工厂操作，而StaticLoggerBinder这个类是从哪来的呢？我们发现StaticLoggerBinder类并不存在于slf4j的jar中，而是通过查找org/slf4j/impl/StaticLoggerBinder.class类的路径来发现具体的实现类，代码如下:

//设置默认的查找日志实例的StaticLoggerBinder路径
private static String STATIC_LOGGER_BINDER_PATH = "org/slf4j/impl/StaticLoggerBinder.class";

private static Set findPossibleStaticLoggerBinderPathSet() {
  .......
  paths = ClassLoader.getSystemResources(STATIC_LOGGER_BINDER_PATH);
  ......
}

这个时候我们就该思考一个问题，如果我们同时存在了多个StaticLoggerBinder 时会加载哪一个呢？熟悉java类加载机制可知，类加载器会按照一定的顺序逐个扫描jar包目录并且加载出来，所以先被类加载器扫描的StaticLoggerBinder会优先被加载，具体的加载顺序如下:

1.$java_home/lib 目录下的java核心api

2.$java_home/lib/ext 目录下的java扩展jar包

3.java -classpath/-Djava.class.path所指的目录下的类与jar包

4.$CATALINA_HOME/common目录下按照文件夹的顺序从上往下依次加载

5.$CATALINA_HOME/server目录下按照文件夹的顺序从上往下依次加载

6.$CATALINA_BASE/shared目录下按照文件夹的顺序从上往下依次加载

7.项目/WEB-INF/classes下的class文件

8.项目/WEB-INF/lib下的jar文件

根据slf4j桥接原理改造logger

我们都知道平时使用slf4j输出日志的时候往往获取Logger实例来进行日志打印，但是Logger仅仅支持本地日志，不支持分布式环境的日志，而在slfj中有LogBean实例，可以支持分布式日志，包含了链路相关信息，那么我们是否可以改造slf4j的桥接过程，使得我们可以灵活的使用本地日志或者分布式日志呢？首先我们先看看我们需要实现的需求:

1. logger和logbean结合,统一日志入口
2. logbean降低代码侵入性
3. 无缝替换第三方框架中的日志,根据需求加入到分布式日志中

想要实现这个功能，有以下两个思路实现:

1.我们通过自定义appender，基于logback的appender进行扩展，可以实现分别输出本地日志以及分布式日志，但是缺陷在于appender扩展性不高，很多参数信息获取不到，例如上下文信息等

2.我们通过实现Logger接口，用来将Logger和LogBean聚合在一起，从而实现LogBean集成到Logger中，同样此种方式的缺陷在于对于第三方框架日志，我们无能为力，无法直接替换使用，并且在使用的时候需要使用自定义的LogFactory

第一种思路我们可以看出来，局限性太高，灵活度不够，接下来我们尝试使用第二种方案，实现聚合Logger和LogBean，对外公开统一的api进行日志输出使用:

public class CustomLogger implements LocationAwareLogger {
    private Logger logger;
    //提供getLogger方法获取logger
    public static LoggerFacade getLogger(Class clazz) {
        LoggerFacade loggerFacade = new LoggerFacade();
        loggerFacade.logger = LoggerFactory.getLogger(clazz);
        return loggerFacade;
    }
    ...
    //打印本地日志的同时 输出到logbean中
    @Override
    public void warn(String msg) {
        logger.warn(msg);
        appendExtra(msg, Level.WARN);
    }
    
    ......
    
        public void appendExtra(String str, Level level) {
        String date = DateFormatUtils.format(new Date(), "yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        //获取上下文，通过上下文判断，如果存在则获取分布式环境的LogBean实例
        ThreadContext threadContext = ContextContainer.retrieveServiceContext();
        if (threadContext != null) {
            LogBean logBean = threadContext.getLogBean();
            if (logBean != null) {
                logBean.getInner().getExtra().add(date + " " + level.toString() + " " + simpleName(getName()) + " -" +
                        " " + str);
            }
        }
    }
}

接下来我们可以替换slf4j的实现，修改为我们自定义的CustomerLogger，内部调用logback的日志本地输出，而通过前面桥接原理可以知道，slf4j具体桥接获取实例的过程是通过LoggerFactory来获取，那么我们来尝试修改LoggerFactory的代码实现替换为CustomerLogger实例：

public class CustomLoggerFactory implements ILoggerFactory {

    private static CustomLoggerFactory customLoggerFactory;

    public static CustomLoggerFactory getInstance(LoggerContext loggerContext) {
        if (customLoggerFactory == null) {
            customLoggerFactory = new CustomLoggerFactory(loggerContext);
        }
        return customLoggerFactory;
    }
    //logback的LoggerFactory实现


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