Log4j源码解析--框架流程+核心解析

OK，现在我们来研究Log4j的源码：

这篇博客有参照上善若水的博客，原文出处：http://www.blogjava.net/DLevin/archive/2012/06/28/381667.html。感谢作者的无私分享。

Log4J将写日志功能抽象成七个核心类或者接口：Logger、LoggerRepository、Level、LoggingEvent、Appender、Layout、ObjectRender。

我们一个一个来看：

1，Logger用于对日志记录行为的抽象，提供记录不同级别日志的接口；

public class Logger extends Category
{
// Logger继承Category，Category也是一种日志类
}

2，Appender是对记录日志形式的抽象；

public interface Appender
{
// Appender抽象成了接口，然后主要的实现是WriterAppender，常用的ConsoleAppender，FileAppender都继承了该类。
// 实际编码中经常会遇到DailyRollingFileAppender，RollingFileAppender都继承于FileAppender。
}

3，Layout是对日志行格式的抽象；

public abstract class Layout implements OptionHandler
{
// Layout抽象成一个模板，比较常用的PatternLayout，HTMLLayout都是该类子类
}

4，Level对日志级别的抽象；

public class Level extends Priority implements Serializable
{
// 该类封装一系列日志等级的名字和数字，然后内容封装多个等级的相关枚举
public final static int INFO_INT = 20000;

private static final String INFO_NAME = "INFO";

final static public Level INFO = new Level(INFO_INT, INFO_NAME, 6);
}

5，LoggingEvent是对一次日志记录过程中所能取到信息的抽象；

public class LoggingEvent implements java.io.Serializable
{
// 该类定义了一堆堆属性，封装了所有的日志信息。
}

6，LoggerRepository是Logger实例的容器

public interface LoggerRepository
{
// 常见的Hierarchy就是该接口实现，里面封装了框架一堆默认配置，还有Logger工厂。
// 可以理解该类就是事件源，该类内部封装了以系列的事件
}

7，ObjectRender是对日志实例的解析接口，它们主要提供了一种扩展支持。

public interface ObjectRenderer
{

/**
* @创建时间： 2016年2月25日
* @相关参数： @param o
* @相关参数： @return
* @功能描述： 解析日志对象，默认实现返回toString()
*/
public String doRender(Object o);
}

OK，现在介绍完了Log4j核心类了，现在我们来研究下Log4j的实际运行情况。

暂时不涉及Logger核心类的初始化，简单的一次记录日志过程的序列图如下：






关于上图的解释：

获取Logger实例->判断Logger实例对应的日志记录级别是否要比请求的级别低->若是调用forceLog记录日志->创建LoggingEvent实例->将LoggingEvent实例传递给Appender->Appender调用Layout实例格式化日志消息->Appender将格式化后的日志信息写入该Appender对应的日志输出中。

[b]OK，现在我们在输出日志到某个指定位置处打个断点，看下eclipse中方法的调用栈。

[/b]

protected void subAppend(LoggingEvent event)
{
// layout格式化日志事件，然后appender输出日志
this.qw.write(this.layout.format(event));
}

具体调用如下：

[b]


[/b]

[b]我们从我们自己写的bug()方法来开始一步一步走：

1，我们自己写的测试类中输出日志：[/b]

public void logTest()
{
log.debug("debug()。。。");
}

2，Category类中debug方法，输出之前先判断了下日志级别：

public void debug(Object message)
{
if (repository.isDisabled(Level.DEBUG_INT))
{
return;
}
if (Level.DEBUG.isGreaterOrEqual(this.getEffectiveLevel()))
{
forcedLog(FQCN, Level.DEBUG, message, null);
}
}

isDisabled()方法如下：

public boolean isDisabled(int level)
{
return thresholdInt > level;
}

3，创建日志事件 LoggingEvent，传递给AppenderAttachableImpl

protected void forcedLog(String fqcn, Priority level, Object message, Throwable t)
{
LoggingEvent loggingEvent = new LoggingEvent(fqcn, this, level, message, t);
callAppenders(loggingEvent);
}

public void callAppenders(LoggingEvent event)
{
int writes = 0;

for (Category c = this; c != null; c = c.parent)
{
// Protected against simultaneous call to addAppender, removeAppender,...
synchronized (c)
{
if (c.aai != null)
{
writes += c.aai.appendLoopOnAppenders(event);
}
if (!c.additive)
{
break;
}
}
}

if (writes == 0)
{
repository.emitNoAppenderWarning(this);
}
}

4，[b]AppenderAttachableImpl处理LoggingEvent事件。这里可能有多个appender，用appenderList来封装。[/b]

public int appendLoopOnAppenders(LoggingEvent event)
{
int size = 0;
Appender appender;

if (appenderList != null)
{
size = appenderList.size();
for (int i = 0; i < size; i++)
{
appender = (Appender) appenderList.elementAt(i);
appender.doAppend(event);
}
}
return size;
}

5，对应的appender来处理日志。

public synchronized void doAppend(LoggingEvent event)
{
if (closed)
{
LogLog.error("Attempted to append to closed appender named [" + name + "].");
return;
}
if (!isAsSevereAsThreshold(event.getLevel()))
{
return;
}
Filter f = this.headFilter;
FILTER_LOOP: while (f != null)
{
switch (f.decide(event))
{
case Filter.DENY:
return;
case Filter.ACCEPT:
break FILTER_LOOP;
case Filter.NEUTRAL:
f = f.getNext();
}
}

this.append(event);
}

public void append(LoggingEvent event)
{
if (!checkEntryConditions())
{
return;
}
subAppend(event);
}

protected void subAppend(LoggingEvent event)
{
// layout格式化日志事件，然后appender输出日志
this.qw.write(this.layout.format(event));

if (layout.ignoresThrowable())
{
String[] s = event.getThrowableStrRep();
if (s != null)
{
int len = s.length;
for (int i = 0; i < len; i++)
{
this.qw.write(s[i]);
this.qw.write(Layout.LINE_SEP);
}
}
}

if (shouldFlush(event))
{
this.qw.flush();
}
}

6，使用特定的日志格式化器layout格式化日志：

public String format(LoggingEvent event)
{
// Reset working stringbuffer
if (sbuf.capacity() > MAX_CAPACITY)
{
sbuf = new StringBuffer(BUF_SIZE);
}
else
{
sbuf.setLength(0);
}

PatternConverter c = head;

while (c != null)
{
c.format(sbuf, event);
c = c.next;
}
return sbuf.toString();
}

7，appender输出日志到特定的输出位置：

public void write(String string)
{
try
{
out.write(string);
count += string.length();
}
catch (IOException e)
{
errorHandler.error("Write failure.", e, ErrorCode.WRITE_FAILURE);
}
}

OK，上面的过程不涉及Logger的初始化过程，我们是在使用Log4j初始化日志框架的时候，第一行代码就是获取静态常量log，代码如下：

public static Logger log = Logger.getLogger(Log4jTest.class);

也就是说项目在启动时就加载log到我们的项目中了，具体的加载过程源码如下，log4j这里使用了一个工厂，然后用Hashtable来装各个Logger，同时保持单例。

public static Logger getLogger(Class clazz)
{
return LogManager.getLogger(clazz.getName());
}

public static Logger getLogger(final String name)
{
// Delegate the actual manufacturing of the logger to the logger repository.
return getLoggerRepository().getLogger(name);
}

public Logger getLogger(String name)
{
return getLogger(name, defaultFactory);
}

public Logger getLogger(String name, LoggerFactory factory)
{
CategoryKey key = new CategoryKey(name);
Logger logger;
synchronized (ht)
{
Object o = ht.get(key);
if (o == null)
{
logger = factory.makeNewLoggerInstance(name);
logger.setHierarchy(this);
ht.put(key, logger);
updateParents(logger);
return logger;
}
else if (o instanceof Logger)
{
return (Logger) o;
}
else if (o instanceof ProvisionNode)
{
// System.out.println("("+name+") ht.get(this) returned ProvisionNode");
logger = factory.makeNewLoggerInstance(name);
logger.setHierarchy(this);
ht.put(key, logger);
updateChildren((ProvisionNode) o, logger);
updateParents(logger);
return logger;
}
else
{
// It should be impossible to arrive here
return null; // but let's keep the compiler happy.
}
}
}

涉及Logger的初始化过程，详细的一点的框架序列图如下：



认真的看懂上面的流程图，建议在框架最后一步打一个断点，然后从头到尾调试一遍代码。个人觉得这也是最合理最有效的阅读框架源码的方法。OK，下几篇博客我转载上善若水的几篇源码帖，他已经整理的很详细了。时间原因我自己就不整理了。