Springboot的Log系统分为两个启动阶段：LoggingApplicationListener启动之前和LoggingApplicationListener成功加载。
1. LoggingApplicationListener启动之前
此时，业务定义的log尚未加载，所以起作用的是Springboot系统内部定义的log。
我们可以从main方法跟进去，发现在SpringApplication中定义了log
private static final Log logger = LogFactory.getLog(SpringApplication.class);
这就是系统内部log的启动。
我们看看这个Log和LogFactory
import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;
是不是很眼熟，怎么会是apache的package？！
有一个熟悉的commons-logging.jar出现在我们脑海里！
但是，当我们再看看这个Log和LogFactory所在jar：
竟然不是commons-logging.jar！
Spring够鸡贼的！用自己的jar包替换了apache的commons-logging.jar包！
这样就导致了我们的项目中如果出现了spring-jcl.jar时，就不能再使用commons-logging.jar了！
既然Spring这样做，那就有这么做的道理了，我们来看看这个jar主要做了什么工作吧。
我们先看看LogFactory.getLog(...)做了啥：
public abstract class LogFactory {
/**
* Convenience method to return a named logger.
* @param clazz containing Class from which a log name will be derived
*/
public static Log getLog(Class clazz) {
return getLog(clazz.getName());
}
/**
* Convenience method to return a named logger.
* @param name logical name of the Log instance to be returned
*/
public static Log getLog(String name) {
return LogAdapter.createLog(name);
}
它就做了一件事，调用LogAdapter创建Log 。
我们接着往下看：
public static Log createLog(String name) {
switch (logApi) {
case LOG4J:
return Log4jAdapter.createLog(name);
case SLF4J_LAL:
return Slf4jAdapter.createLocationAwareLog(name);
case SLF4J:
return Slf4jAdapter.createLog(name);
default:
// Defensively use lazy-initializing adapter class here as well since the
// java.logging module is not present by default on JDK 9. We are requiring
// its presence if neither Log4j nor SLF4J is available; however, in the
// case of Log4j or SLF4J, we are trying to prevent early initialization
// of the JavaUtilLog adapter - e.g. by a JVM in debug mode - when eagerly
// trying to parse the bytecode for all the cases of this switch clause.
return JavaUtilAdapter.createLog(name);
}
}
而logApi又是怎么来的呢
private static final LogApi logApi;
static {
if (isPresent(LOG4J_SPI)) {
if (isPresent(LOG4J_SLF4J_PROVIDER) && isPresent(SLF4J_SPI)) {
// log4j-to-slf4j bridge -> we'll rather go with the SLF4J SPI;
// however, we still prefer Log4j over the plain SLF4J API since
// the latter does not have location awareness support.
logApi = LogApi.SLF4J_LAL;
}
else {
// Use Log4j 2.x directly, including location awareness support
logApi = LogApi.LOG4J;
}
}
else if (isPresent(SLF4J_SPI)) {
// Full SLF4J SPI including location awareness support
logApi = LogApi.SLF4J_LAL;
}
else if (isPresent(SLF4J_API)) {
// Minimal SLF4J API without location awareness support
logApi = LogApi.SLF4J;
}
else {
// java.util.logging as default
logApi = LogApi.JUL;
}
}
这里又出现了4个常量：
private static final String LOG4J_SPI = "org.apache.logging.log4j.spi.ExtendedLogger";
private static final String LOG4J_SLF4J_PROVIDER = "org.apache.logging.slf4j.SLF4JProvider";
private static final String SLF4J_SPI = "org.slf4j.spi.LocationAwareLogger";
private static final String SLF4J_API = "org.slf4j.Logger";
其中，LOG4J_SPI 代表log4j日志系统；其余3个都代表logback日志系统。
接着往下看：
private static boolean isPresent(String className) {
try {
Class.forName(className, false, LogAdapter.class.getClassLoader());
return true;
}
catch (ClassNotFoundException ex) {
return false;
}
}
这个方法就是判定对应的log实现是否存在于classpath中。
通过上面几段代码的分析，我们可以得出如下结论：
1.1. Spring先查找org.apache.logging.log4j.spi.ExtendedLogger；
1.2. 如果ExtendedLogger存在，那么继续查找org.apache.logging.slf4j.SLF4JProvider和org.slf4j.spi.LocationAwareLogger；
1.3. 如果SLF4JProvider和LocationAwareLogger都存在，那么就启用SLF4J_LAL日志系统；
1.4. 如果SLF4JProvider和LocationAwareLogger有一个不存在，就启用LOG4J日志系统；
1.5. 如果ExtendedLogger不存在，就查找org.slf4j.spi.LocationAwareLogger；
1.6. 如果LocationAwareLogger存在，就启用SLF4J_LAL日志系统；
1.7. 如果LocationAwareLogger不存在，就继续查找org.slf4j.Logger；
1.8. 如果org.slf4j.Logger存在，就启用SLF4J日志系统；
1.9. 如果以上都不存在，就启用JUL日志系统。
接着往下看
LOG4J日志系统
private static class Log4jAdapter {
public static Log createLog(String name) {
return new Log4jLog(name);
}
}
SLF4J_LAL和SLF4J日志系统
private static class Slf4jAdapter {
public static Log createLocationAwareLog(String name) {
Logger logger = LoggerFactory.getLogger(name);
return (logger instanceof LocationAwareLogger ?
new Slf4jLocationAwareLog((LocationAwareLogger) logger) : new Slf4jLog<>(logger));
}
public static Log createLog(String name) {
return new Slf4jLog<>(LoggerFactory.getLogger(name));
}
}
JUL日志系统
private static class JavaUtilAdapter {
public static Log createLog(String name) {
return new JavaUtilLog(name);
}
}
接下来我们不再一一分析了，我们主要看一下SLF4J_LAL日志系统。
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.slf4j.spi.LocationAwareLogger;
这里是启用了原生态的logback的日志系统，所以这里会启用logback.xml配置文件，因此，我们最好把logback的配置文件命名为logback.xml，而非logback-spring.xml，或者其他，否者的话，这段启动过程中的日志可能无法正常输出。
这样，Springboot的内部日志系统就启动起来了。
2. LoggingApplicationListener加载业务日志系统
这里的逻辑就比较简单了，其核心代码如下：
private void onApplicationStartingEvent(ApplicationStartingEvent event) {
this.loggingSystem = LoggingSystem.get(event.getSpringApplication().getClassLoader());
this.loggingSystem.beforeInitialize();
}
private void onApplicationEnvironmentPreparedEvent(ApplicationEnvironmentPreparedEvent event) {
if (this.loggingSystem == null) {
this.loggingSystem = LoggingSystem.get(event.getSpringApplication().getClassLoader());
}
initialize(event.getEnvironment(), event.getSpringApplication().getClassLoader());
}
也就是从系统中查找LoggingSystem，然后用找到的loggingSystem初始化系统。
接下来的核心代码如下
继续
其中，
public static final String CONFIG_PROPERTY = "logging.config";
也就是我们定义的log系统的配置文件：
logging:
#config: classpath:logback-spring.xml
config: classpath:logback.xml
file.path: ${LOGGING_PATH}
register-shutdown-hook: false
接下来我们看看LoggingSystem文件，其核心代码如下
其中，SYSTEMS内容如下
private static final Map SYSTEMS;
static {
Map systems = new LinkedHashMap<>();
systems.put("ch.qos.logback.core.Appender", "org.springframework.boot.logging.logback.LogbackLoggingSystem");
systems.put("org.apache.logging.log4j.core.impl.Log4jContextFactory",
"org.springframework.boot.logging.log4j2.Log4J2LoggingSystem");
systems.put("java.util.logging.LogManager", "org.springframework.boot.logging.java.JavaLoggingSystem");
SYSTEMS = Collections.unmodifiableMap(systems);
}
而
public static final String SYSTEM_PROPERTY = LoggingSystem.class.getName();
也就是SYSTEM_PROPERTY是LoggingSystem具体实现类的名称：
private static LoggingSystem get(ClassLoader classLoader, String loggingSystemClass) {
try {
Class systemClass = ClassUtils.forName(loggingSystemClass, classLoader);
Constructor constructor = systemClass.getDeclaredConstructor(ClassLoader.class);
constructor.setAccessible(true);
return (LoggingSystem) constructor.newInstance(classLoader);
}
catch (Exception ex) {
throw new IllegalStateException(ex);
}
}
或许没有定义其他实现类，那么会从系统定义的SYSTEM中去查找第一个存在的LoggingSystem类
return SYSTEMS.entrySet().stream().filter((entry) -> ClassUtils.isPresent(entry.getKey(), classLoader))
.map((entry) -> get(classLoader, entry.getValue())).findFirst()
.orElseThrow(() -> new IllegalStateException("No suitable logging system located"));
我们仍以logback为例说说具体实现。
系统定义了logback的LoggingSystem实现类（这也是Springboot的默认实现）
LogbackLoggingSystem。
关于配置文件的加载核心代码块（AbstractLoggingSystem）：
@Override
public void initialize(LoggingInitializationContext initializationContext, String configLocation, LogFile logFile) {
if (StringUtils.hasLength(configLocation)) {
initializeWithSpecificConfig(initializationContext, configLocation, logFile);
return;
}
initializeWithConventions(initializationContext, logFile);
}
这里，configLocation就是logging.config定义的配置文件，如果该文件存在，那么就直接去初始化logback，这里的配置文件名没有特定要求，只要是logback的.groovy或者.xml配置即可。但是为了与系统内部日志配置保持一致，建议用logback.xml。
如果我们没有定义logging.config配置文件，那么就去找系统默认配置文件，查找的核心代码如下：
private void initializeWithConventions(LoggingInitializationContext initializationContext, LogFile logFile) {
String config = getSelfInitializationConfig();
if (config != null && logFile == null) {
// self initialization has occurred, reinitialize in case of property changes
reinitialize(initializationContext);
return;
}
if (config == null) {
config = getSpringInitializationConfig();
}
if (config != null) {
loadConfiguration(initializationContext, config, logFile);
return;
}
loadDefaults(initializationContext, logFile);
}
首先是通过String config = getSelfInitializationConfig()来加载：
protected String getSelfInitializationConfig() {
return findConfig(getStandardConfigLocations());
}
private String findConfig(String[] locations) {
for (String location : locations) {
ClassPathResource resource = new ClassPathResource(location, this.classLoader);
if (resource.exists()) {
return "classpath:" + location;
}
}
return null;
}
protected abstract String[] getStandardConfigLocations();
在LogbackLoggingSystem的实现是
@Override
protected String[] getStandardConfigLocations() {
return new String[] { "logback-test.groovy", "logback-test.xml", "logback.groovy", "logback.xml" };
}
也就是说这些命名的配置文件都可以被加载。其中，logback.xml还可以与前面说的Springboot内部log共用。
如果这些文件都不存在，那么会执行config = getSpringInitializationConfig()去继续查找配置文件：
protected String getSpringInitializationConfig() {
return findConfig(getSpringConfigLocations());
}
protected String[] getSpringConfigLocations() {
String[] locations = getStandardConfigLocations();
for (int i = 0; i < locations.length; i++) {
String extension = StringUtils.getFilenameExtension(locations[i]);
locations[i] = locations[i].substring(0, locations[i].length() - extension.length() - 1) + "-spring."
+ extension;
}
return locations;
}
也就是说，对"logback-test.groovy", "logback-test.xml", "logback.groovy", "logback.xml"这些文件名处理后再查找："logback-test-spring.groovy", "logback-test-spring.xml", "logback-spring.groovy", "logback-spring.xml"，这也是为什么网上很多教程要求大家配置logback-spring.xml文件名的原因。
如果这些处理后的文件还不存在，那就继续执行loadDefaults(initializationContext, logFile)去初始化logback配置：
protected abstract void loadDefaults(LoggingInitializationContext initializationContext, LogFile logFile);
在LogbackLoggingSystem中实现如下：
@Override
protected void loadDefaults(LoggingInitializationContext initializationContext, LogFile logFile) {
LoggerContext context = getLoggerContext();
stopAndReset(context);
boolean debug = Boolean.getBoolean("logback.debug");
if (debug) {
StatusListenerConfigHelper.addOnConsoleListenerInstance(context, new OnConsoleStatusListener());
}
LogbackConfigurator configurator = debug ? new DebugLogbackConfigurator(context)
: new LogbackConfigurator(context);
Environment environment = initializationContext.getEnvironment();
context.putProperty(LoggingSystemProperties.LOG_LEVEL_PATTERN,
environment.resolvePlaceholders("${logging.pattern.level:${LOG_LEVEL_PATTERN:%5p}}"));
context.putProperty(LoggingSystemProperties.LOG_DATEFORMAT_PATTERN, environment.resolvePlaceholders(
"${logging.pattern.dateformat:${LOG_DATEFORMAT_PATTERN:yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS}}"));
context.putProperty(LoggingSystemProperties.ROLLING_FILE_NAME_PATTERN, environment
.resolvePlaceholders("${logging.pattern.rolling-file-name:${LOG_FILE}.%d{yyyy-MM-dd}.%i.gz}"));
new DefaultLogbackConfiguration(initializationContext, logFile).apply(configurator);
context.setPackagingDataEnabled(true);
}
这些执行完毕之后，LoggingApplicationListener也起动起来了，同事还把前面定义的内部log系统更新为刚加载的log日志系统。
经过上面这些步骤，Springboot的日志系统算是正式启动起来了。
3. 通过上面的分析，我们可以得出以下注意事项：
3.1 Springboot系统中不允许引入commons-logging.jar，但是我们在使用日志系统的时候，最好使用Log logger = LogFactory.getLog(SpringApplication.class)来定义，org.apache.commons.logging.Log和org.apache.commons.logging.LogFactory便于兼容多种日志系统；
3.2 log4j-api.jar、log4j-to-slf4j.jar、slf4j-api.jar可以共存，但是优先级是log4j > logback；
3.3 log4j只能启用2.x；
3.4 Logback的配置文件命名最好使用logback.xml；
3.5 最好明确定义出logging.config: classpath:logback.xml；
3.6 可以通过继承LoggingSystem来定义自己的LoggingSystem，通过设置System.setProperty(全类名)进行加载；
3.7 LoggingSystem加载完毕后，系统注册了3个单例bean：springBootLoggingSystem=LoggingSystem实例，springBootLogFile=LogFile实例，对应于logging.file.path配置，springBootLoggerGroups=LoggerGroups日志分组实例。
3.8 由于我们修订的logback配置文件的名称为logback.xml，这样会导致系统未使用spring的方式加载logback，所以在logback.xml中的属性配置就不能再使用springProperty，而直接使用logback的标签property即可。
4. 如何用log4j替换logback?
有时候，我们需要使用log4j而不是logback，那我们该如何做呢？
4.1 根据上面的分析，我们清楚地知道，在classpath中存在log4j-api.jar并且不存在slf4j-api.jar时，第一阶段就会启用log4j日志系统，但是只能是启用2.x版；
4.2 在第二阶段，加载LoggingSystem时有如下代码
public static LoggingSystem get(ClassLoader classLoader) {
String loggingSystem = System.getProperty(SYSTEM_PROPERTY);
if (StringUtils.hasLength(loggingSystem)) {
if (NONE.equals(loggingSystem)) {
return new NoOpLoggingSystem();
}
return get(classLoader, loggingSystem);
}
return SYSTEMS.entrySet().stream().filter((entry) -> ClassUtils.isPresent(entry.getKey(), classLoader))
.map((entry) -> get(classLoader, entry.getValue())).findFirst()
.orElseThrow(() -> new IllegalStateException("No suitable logging system located"));
}
其中，SYSTEM_PROPERTY=LoggingSystem.class.getName()，只要loggingSystem存在，系统就会加载该LoggingSystem，而不会再去classpath去查找其他信息了。而log4j对应的LoggingSystem是org.springframework.boot.logging.log4j2.Log4J2LoggingSystem，因此，我们只需要在main启动的时候，添加对应的属性值即可：
public static void main(String[] args) throws Exception {
System.setProperty("org.springframework.boot.logging.LoggingSystem",
"org.springframework.boot.logging.log4j2.Log4J2LoggingSystem");
configureApplication(new SpringApplicationBuilder()).run(args);
}
4.3 注意配置log的配置文件：logging.config: classpath:log4j.properties，另外注意引入log4j的依赖jar。
这样，Springboot的默认logback日志系统就会被log4j日志系统所替代。