tomcat accesslog日志扩展

由于工作需要，最近对tomcat的日志进行了一些研究，发现其日志大致可以分为两类，一类是运行日志，即平常我们所说的catalina.out日志，由tomcat内部代码调用logger打印出来的；另一类是accesslog访问日志，即记录外部请求访问的信息。处理这两类日志，tomcat默认采用了不同的方式，运行类日志默认采用的是java.util.logging框架，由conf下的logging.properties负责配置管理，也可以支持切换到log4j2（具体可参看我的前一篇博文：升级tomcat7的运行日志框架到log4j2 ）；对于访问日志，tomcat默认是按日期直接写进文件，由server.xml中配置Valve来管理。

默认情况下，Valve是打开的，在server.xml中我们可以找到如下配置：

<Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs" pattern="%h %l %u %t "%r" %s %b" prefix="localhost_access_log." suffix=".txt"/>

此配置会在logs下生成一个localhost_access_log.日期.txt，里面记录每次外部访问的一些信息，信息的内容是根据pattern来配置的，%后加不同的字母表示不同的信息，如上述默认的pattern配置会记录“访问端ip 用户名 时间 第一行请求内容 http状态码 发送字节大小”等内容，详细配置细节可以参考tomcat的accelog(url:https://tomcat.apache.org/tomcat-7.0-doc/config/valve.html#Access_Logging )

通过分析AccessLogValve代码，其内部用的java方法操作文件处理代码：

@Override
public void log(Request request, Response response, long time) {
if (!getState().isAvailable() || !getEnabled() || logElements == null
|| condition != null
&& null != request.getRequest().getAttribute(condition)
|| conditionIf != null
&& null == request.getRequest().getAttribute(conditionIf)) {
return;
}
/**
* XXX This is a bit silly, but we want to have start and stop time and
* duration consistent. It would be better to keep start and stop
* simply in the request and/or response object and remove time
* (duration) from the interface.
*/
long start = request.getCoyoteRequest().getStartTime();
Date date = getDate(start + time);
// 字符缓冲区
CharArrayWriter result = charArrayWriters.pop();
if (result == null) {
result = new CharArrayWriter(128);
}
// pattern里不同的%表示不同的logElement，此处用result收集所有logElement里追加的内容
for (int i = 0; i < logElements.length; i++) {
logElements[i].addElement(result, date, request, response, time);
}
// 写文件将result写入
log(result);
if (result.size() <= maxLogMessageBufferSize) {
result.reset();
charArrayWriters.push(result);
}
}

其中log(result)实现如下：

@Override
public void log(CharArrayWriter message) {
// 每个一秒检查一下是否需要切换文件
rotate();
// 如果存在文件，先关闭再重新打开一个新日期的文件
if (checkExists) {
synchronized (this) {
if (currentLogFile != null && !currentLogFile.exists()) {
try {
close(false);
} catch (Throwable e) {
ExceptionUtils.handleThrowable(e);
log.info(sm.getString("accessLogValve.closeFail"), e);
}
/* Make sure date is correct */
dateStamp = fileDateFormatter.format(
new Date(System.currentTimeMillis()));

open();
}
}
}
// Log this message 同步加锁写入日志文件，此处使用了buffer
try {
synchronized(this) {
if (writer != null) {
message.writeTo(writer);
writer.println("");
if (!buffered) {
writer.flush();
}
}
}
} catch (IOException ioe) {
log.warn(sm.getString(
"accessLogValve.writeFail", message.toString()), ioe);
}
}

　　通过上述核心代码可以看到，默认的tomcat是利用缓冲写文件的方式进行访问日志记录的，如果需要分析访问日志，比如找出一天内有多少过ip访问过，或者某一个ip在一分钟内访问了多少次，一般的处理方式是读取accesslog文件内容并进行分析，这么做一方面是无法满足实时分析的目的，更重要的数据量大的时候会严重影响分析效率，因此我们需要对其进行扩展，比如我们可以把访问日志打到kafka或mango中。

tomcat 8之前版本的扩展相比于8及以后的版本有点麻烦，因为从tomcat 8以后，把accesslog专门提取了一个抽象类，负责根据pattern来组装内容，并留出了log(CharArrayWriter message)抽象方法用于扩展，开发只要扩展重写此方法即可，但8以前的版本需要自己继承ValveBase并实现AccessLog接口，重写log(Request request, Response response, long time)方法，由于作者所在的公司目前线上使用的是tomcat7 ，因此下面主要讲述如何在tomcat 7下进accesslog日志扩展进kafka。
扩展的步骤：

创建LeKafkaAccesslogValve继承ValveBase并实现AccessLog接口：

@Override
public void log(Request request, Response response, long time) {
if (producerList != null && getEnabled() && getState().isAvailable() && null != this.accessLogElement) {
try {
getNextProducer().send(new ProducerRecord<byte[], byte[]>(topic, this.accessLogElement.buildLog(request,response,time,this).getBytes(StandardCharsets.UTF_8))).get(timeoutMillis, TimeUnit.MILLISECONDS);
} catch (InterruptedException | ExecutionException | TimeoutException e) {
log.error("accesslog in kafka exception", e);
}
}
}

处理可配的参数

private String topic;
private String bootstrapServers;

//  If set to zero then the producer will not wait for any acknowledgment from the server at all.
private String acks;

private String producerSize ;

private String properties;

private List<Producer<byte[], byte[]>> producerList;
private AtomicInteger producerIndex = new AtomicInteger(0);
private int timeoutMillis;
private boolean enabled = true; // 默认配置问true，即打入kafka，除非有异常情况或主动设置了。

private String pattern;
private AccessLogElement accessLogElement;
private String localeName;
private Locale locale = Locale.getDefault();

根据不同的pattern配置解析出需要打印的内容（此部分tomcat8 已经在AbstractAccessLogValve中抽取出来）

public static AccessLogElement parsePattern(String pattern) {
final List<AccessLogElement> list = new ArrayList<>();
boolean replace = false;
StringBuilder buf = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < pattern.length(); ++i) {
char ch = pattern.charAt(i);
if (replace) {
if ('{' == ch) {
StringBuilder name = new StringBuilder();
int j = i + 1;
for (; (j < pattern.length()) && ('}' != pattern.charAt(j)); ++j) {
name.append(pattern.charAt(j));
}
if (j + 1 < pattern.length()) {
++j;
list.add(createAccessLogElement(name.toString(), pattern.charAt(j)));
i = j;
} else {
list.add(createAccessLogElement(ch));
}
} else {
list.add(createAccessLogElement(ch));
}
replace = false;
} else if (ch == '%') {
replace = true;
list.add(new StringElement(buf.toString()));
buf = new StringBuilder();
} else {
buf.append(ch);
}
}
if (buf.length() > 0) {
list.add(new StringElement(buf.toString()));
}
return new AccessLogElement() {
@Override
protected String buildLog(Request request, Response response, long time, AccessLog accesslog) {
StringBuilder sBuilder = new StringBuilder(30);
for (AccessLogElement accessLogElement : list) {
sBuilder.append(accessLogElement.buildLog(request, response, time, accesslog));
}
return sBuilder.toString();
}
};
}

在server.xml中增加配置

<Valve className="com.letv.shop.lekafkavalve.LeKafkaAccesslogValve" enabled="true"  topic="info" pattern="%{yyyy-MM-dd HH:mm:ss}t||info||AccessValve||Tomcat||%A||%a||%r||%s||%D" bootstrapServers="kafka地址" producerSize="5" properties="acks=0||producer.size=3"/>

tomcat8及以后版本的扩展要方便的多，直接继承AbstractAccessLogValve并重写log方法。

附件是kafka实现的源码下载