log4j2是apache在log4j的基礎(chǔ)上，參考logback架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的一套新的日志系統(tǒng)（我感覺(jué)是apache害怕logback了）。

log4j2的官方文檔上寫著一些它的優(yōu)點(diǎn)：

在擁有全部logback特性的情況下，還修復(fù)了一些隱藏問(wèn)題

API 分離：現(xiàn)在log4j2也是門面模式使用日志，默認(rèn)的日志實(shí)現(xiàn)是log4j2，當(dāng)然你也可以用logback（應(yīng)該沒(méi)有人會(huì)這么做）

性能提升：log4j2包含下一代基于LMAX Disruptor library的異步logger，在多線程場(chǎng)景下，擁有18倍于log4j和logback的性能

多API支持：log4j2提供Log4j 1.2, SLF4J, Commons Logging and java.util.logging (JUL) 的API支持

避免鎖定：使用Log4j2 API的應(yīng)用程序始終可以選擇使用任何符合SLF4J的庫(kù)作為log4j-to-slf4j適配器的記錄器實(shí)現(xiàn)

自動(dòng)重新加載配置：與Logback一樣，Log4j 2可以在修改時(shí)自動(dòng)重新加載其配置。與Logback不同，它會(huì)在重新配置發(fā)生時(shí)不會(huì)丟失日志事件。

高級(jí)過(guò)濾： 與Logback一樣，Log4j 2支持基于Log事件中的上下文數(shù)據(jù)，標(biāo)記，正則表達(dá)式和其他組件進(jìn)行過(guò)濾。

插件架構(gòu)： Log4j使用插件模式配置組件。因此，您無(wú)需編寫代碼來(lái)創(chuàng)建和配置Appender，Layout，Pattern Converter等。Log4j自動(dòng)識(shí)別插件并在配置引用它們時(shí)使用它們。

屬性支持：您可以在配置中引用屬性，Log4j將直接替換它們，或者Log4j將它們傳遞給將動(dòng)態(tài)解析它們的底層組件。

Java 8 Lambda支持

自定義日志級(jí)別

產(chǎn)生垃圾少：在穩(wěn)態(tài)日志記錄期間，Log4j 2 在獨(dú)立應(yīng)用程序中是無(wú)垃圾的，在Web應(yīng)用程序中是低垃圾。這減少了垃圾收集器的壓力，并且可以提供更好的響應(yīng)時(shí)間性能。

和應(yīng)用server集成：版本2.10.0引入了一個(gè)模塊log4j-appserver，以改進(jìn)與Apache Tomcat和Eclipse Jetty的集成。

Log4j2類圖：

這次從四個(gè)地方去探索源碼：?jiǎn)?dòng)，配置，異步，插件化

源碼探索

啟動(dòng)

log4j2的關(guān)鍵組件

LogManager

根據(jù)配置指定LogContexFactory，初始化對(duì)應(yīng)的LoggerContext

LoggerContext

1、解析配置文件，解析為對(duì)應(yīng)的java對(duì)象。

2、通過(guò)LoggerRegisty緩存Logger配置

3、Configuration配置信息

4、start方法解析配置文件，轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的java對(duì)象

5、通過(guò)getLogger獲取logger對(duì)象

Logger

LogManaer

該組件是Log4J啟動(dòng)的入口，后續(xù)的LoggerContext以及Logger都是通過(guò)調(diào)用LogManager的靜態(tài)方法獲得。我們可以使用下面的代碼獲取Logger

Logger logger = LogManager.getLogger;

可以看出LogManager是十分關(guān)鍵的組件，因此在這個(gè)小節(jié)中我們?cè)敿?xì)分析LogManager的啟動(dòng)流程。

LogManager啟動(dòng)的入口是下面的static代碼塊：

這段靜態(tài)代碼段主要分為下面的幾個(gè)步驟：

首先根據(jù)特定配置文件的配置信息獲取loggerContextFactory

如果沒(méi)有找到對(duì)應(yīng)的Factory的實(shí)現(xiàn)類則通過(guò)ProviderUtil中的getProviders方法載入providers，隨后通過(guò)provider的loadLoggerContextFactory方法載入LoggerContextFactory的實(shí)現(xiàn)類

如果provider中沒(méi)有獲取到LoggerContextFactory的實(shí)現(xiàn)類或provider為空，則使用SimpleLoggerContextFactory作為L(zhǎng)oggerContextFactory。

根據(jù)配置文件載入LoggerContextFactory

在這段邏輯中，LogManager優(yōu)先通過(guò)配置文件”log4j2.component.properties”通過(guò)配置項(xiàng)”log4j2.loggerContextFactory”來(lái)獲取LoggerContextFactory，如果用戶做了對(duì)應(yīng)的配置，通過(guò)newCheckedInstanceOf方法實(shí)例化LoggerContextFactory的對(duì)象，最終的實(shí)現(xiàn)方式為：

在默認(rèn)情況下，不存在初始的默認(rèn)配置文件log4j2.component.properties，因此需要從其他途徑獲取LoggerContextFactory。

通過(guò)Provider實(shí)例化LoggerContextFactory對(duì)象

代碼：

這里比較有意思的是hasProviders和getProviders都會(huì)通過(guò)線程安全的方式去懶加載ProviderUtil這個(gè)對(duì)象。跟進(jìn)lazyInit方法：

再看構(gòu)造方法：

這里的懶加載其實(shí)就是懶加載Provider對(duì)象。在創(chuàng)建新的providerUtil實(shí)例的過(guò)程中就會(huì)直接實(shí)例化provider對(duì)象，其過(guò)程是先通過(guò)getClassLoaders方法獲取provider的類加載器，然后通過(guò)loadProviders(classLoader);加載類。在providerUtil實(shí)例化的最后，會(huì)統(tǒng)一查找”META-INF/log4j-provider.properties”文件中對(duì)應(yīng)的provider的url，會(huì)考慮從遠(yuǎn)程加載provider。而loadProviders方法就是在ProviderUtil的PROVIDERS列表中添加對(duì)一個(gè)的provider?？梢钥吹侥J(rèn)的provider是org.apache.logging.log4j.core.impl.Log4jContextFactory

LoggerContextFactory = org.apache.logging.log4j.core.impl.Log4jContextFactory

Log4jAPIVersion = 2.1.0

FactoryPriority= 10

很有意思的是這里懶加載加上了鎖，而且使用的是

lockInterruptibly這個(gè)方法。lockInterruptibly和lock的區(qū)別如下：

lock 與 lockInterruptibly比較區(qū)別在于：

lock 優(yōu)先考慮獲取鎖，待獲取鎖成功后，才響應(yīng)中斷。

lockInterruptibly 優(yōu)先考慮響應(yīng)中斷，而不是響應(yīng)鎖的普通獲取或重入獲取。

ReentrantLock.lockInterruptibly允許在等待時(shí)由其它線程調(diào)用等待線程的

Thread.interrupt 方法來(lái)中斷等待線程的等待而直接返回，這時(shí)不用獲取鎖，而會(huì)拋出一個(gè)InterruptedException。 ReentrantLock.lock方法不允許Thread.interrupt中斷,即使檢測(cè)到Thread.isInterrupted,一樣會(huì)繼續(xù)嘗試獲取鎖，失敗則繼續(xù)休眠。只是在最后獲取鎖成功后再把當(dāng)前線程置為interrupted狀態(tài),然后再中斷線程。

上面有一句注釋值得注意：

原來(lái)這里是為了讓osgi可以阻止啟動(dòng)。

再回到logManager：

可以看到在加載完P(guān)rovider之后，會(huì)做factory的綁定：

到這里，logmanager的啟動(dòng)流程就結(jié)束了。

配置

在不使用slf4j的情況下，我們獲取logger的方式是這樣的：

Logger logger = logManager.getLogger(xx.class)

跟進(jìn)getLogger方法：

這里有一個(gè)getContext方法，跟進(jìn)，

上文提到factory的具體實(shí)現(xiàn)是Log4jContextFactory，跟進(jìn)getContext

方法：

直接看start：

發(fā)現(xiàn)其中的核心方法是reconfigure方法，繼續(xù)跟進(jìn)：

可以看到每一個(gè)configuration都是從ConfigurationFactory拿出來(lái)的，我們先看看這個(gè)類的getInstance看看：

這里可以看到ConfigurationFactory中利用了PluginManager來(lái)進(jìn)行初始化，PluginManager會(huì)將ConfigurationFactory的子類加載進(jìn)來(lái)，默認(rèn)使用的XmlConfigurationFactory，JsonConfigurationFactory，YamlConfigurationFactory這三個(gè)子類，這里插件化加載暫時(shí)按下不表。

回到reconfigure這個(gè)方法，我們看到獲取ConfigurationFactory實(shí)例之后會(huì)去調(diào)用getConfiguration方法：

跟進(jìn)getConfiguration，這里值得注意的是有很多個(gè)getConfiguration，注意甄別，如果不確定的話可以通過(guò)debug的方式來(lái)確定。

這里就會(huì)根據(jù)之前加載進(jìn)來(lái)的factory進(jìn)行配置的獲取，具體的不再解析。

回到reconfigure，之后的步驟就是setConfiguration，入?yún)⒕褪莿偛奴@取的config

這個(gè)方法最重要的步驟就是config.start,這才是真正做配置解析的

這里面有如下步驟：

獲取日志等級(jí)的插件

初始化

初始化Advertiser

配置

先看一下初始化，也就是setup這個(gè)方法，setup是一個(gè)需要被復(fù)寫的方法，我們以XMLConfiguration作為例子，

發(fā)現(xiàn)這里面有一個(gè)比較重要的方法constructHierarchy，跟進(jìn)：

發(fā)現(xiàn)這個(gè)就是一個(gè)樹遍歷的過(guò)程。誠(chéng)然，配置文件是以xml的形式給出的，xml的結(jié)構(gòu)就是一個(gè)樹形結(jié)構(gòu)?；氐絪tart方法，跟進(jìn)doConfiguration：

發(fā)現(xiàn)就是對(duì)剛剛獲取的configuration進(jìn)行解析，然后塞進(jìn)正確的地方。回到start方法，可以看到昨晚配置之后就是開(kāi)啟logger和appender了。

異步

AsyncAppender

log4j2突出于其他日志的優(yōu)勢(shì)，異步日志實(shí)現(xiàn)。我們先從日志打印看進(jìn)去。找到Logger，隨便找一個(gè)log日志的方法。

一路跟進(jìn)

可以看出這個(gè)在打日志之前做了調(diào)用次數(shù)的記錄。跟進(jìn)tryLogMessage，

繼續(xù)跟進(jìn)：

這里可以看到在實(shí)際打日志的時(shí)候，會(huì)從config中獲取打日志的策略，跟蹤ReliabilityStrategy的創(chuàng)建，發(fā)現(xiàn)默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)類為DefaultReliabilityStrategy，跟進(jìn)看實(shí)際打日志的方法

這里實(shí)際打日志的方法居然是交給一個(gè)config去實(shí)現(xiàn)的。。。感覺(jué)有點(diǎn)奇怪。。跟進(jìn)看看

可以清楚的看到try之前是在創(chuàng)建LogEvent，try里面做的才是真正的log（好tm累），一路跟進(jìn)。

接下來(lái)就是callAppender了，我們直接開(kāi)始看AsyncAppender的append方法：

這里主要的步驟就是：

生成logEvent

將logEvent放入BlockingQueue，就是transfer方法

如果BlockingQueue滿了則啟用相應(yīng)的策略

同樣的，這里也有一個(gè)線程用來(lái)做異步消費(fèi)的事情

直接看run方法：

阻塞獲取logEvent

將logEvent分發(fā)出去

如果線程要退出了，將blockingQueue里面的event消費(fèi)完在退出。

AsyncLogger

直接從AsyncLogger的logMessage看進(jìn)去：

跟進(jìn)logWithThreadLocalTranslator，

這里的邏輯很簡(jiǎn)單，就是將日志相關(guān)的信息轉(zhuǎn)換成RingBufferLogEvent（RingBuffer是Disruptor的無(wú)所隊(duì)列），然后將其發(fā)布到RingBuffer中。發(fā)布到RingBuffer中，那肯定也有消費(fèi)邏輯。這時(shí)候有兩種方式可以找到這個(gè)消費(fèi)的邏輯。

找disruptor被使用的地方，然后查看，但是這樣做會(huì)很容易迷惑

按照Log4j2的尿性，這種Logger都有對(duì)應(yīng)的start方法，我們可以從start方法入手尋找

在start方法中，我們找到了一段代碼：

final RingBufferLogEventHandler[] handlers = {new RingBufferLogEventHandler};

disruptor.handleEventsWith(handlers);

直接看看這個(gè)RingBufferLogEventHandler的實(shí)現(xiàn)：

順著接口找上去，發(fā)現(xiàn)一個(gè)接口：

通過(guò)注釋可以發(fā)現(xiàn)，這個(gè)onEvent就是處理邏輯，回到RingBufferLogEventHandler的onEvent方法，發(fā)現(xiàn)里面有一個(gè)execute方法，跟進(jìn)：

這個(gè)方法就是實(shí)際打日志了，AsyncLogger看起來(lái)還是比較簡(jiǎn)單的，只是使用了一個(gè)Disruptor。

插件化

之前在很多代碼里面都可以看到

final PluginManager manager = new PluginManager(CATEGORY);

manager.collectPlugins(pluginPackages);

其實(shí)整個(gè)log4j2為了獲得更好的擴(kuò)展性，將自己的很多組件都做成了插件，然后在配置的時(shí)候去加載plugin。

跟進(jìn)collectPlugins。

處理邏輯如下：

從Log4j2Plugin.dat中加載所有的內(nèi)置的plugin

然后將OSGi Bundles中的Log4j2Plugin.dat中的plugin加載進(jìn)來(lái)

再加載傳入的package路徑中的plugin

最后加載配置中的plugin

邏輯還是比較簡(jiǎn)單的，但是我在看源碼的時(shí)候發(fā)現(xiàn)了一個(gè)很有意思的東西，就是在加載log4j2 core插件的時(shí)候，也就是

PluginRegistry.getInstance.loadFromMainClassLoader

這個(gè)方法，跟進(jìn)到decodeCacheFiles：

可以發(fā)現(xiàn)加載時(shí)候是從一個(gè)文件（PLUGIN_CACHE_FILE）獲取所有要獲取的plugin?？吹竭@里的時(shí)候我有一個(gè)疑惑就是，為什么不用反射的方式直接去掃描，而是要從文件中加載進(jìn)來(lái)，而且文件是寫死的，很不容易擴(kuò)展啊。然后我找了一下PLUGIN_CACHE_FILE這個(gè)靜態(tài)變量的用處，發(fā)現(xiàn)了PluginProcessor這個(gè)類，這里用到了注解處理器。

/**

* Annotation processor for pre-scanning Log4j 2 plugins.

*/@SupportedAnnotationTypes('org.apache.logging.log4j.core.config.plugins.*')public class PluginProcessor extends AbstractProcessor { // TODO: this could be made more abstract to allow for compile-time and run-time plugin processing

（不太重要的方法省略）

我們可以看到在process方法中，PluginProcessor會(huì)先收集所有的Plugin，然后在寫入文件。這樣做的好處就是可以省去反射時(shí)候的開(kāi)銷。

然后我又看了一下Plugin這個(gè)注解，發(fā)現(xiàn)它的RetentionPolicy是RUNTIME，一般來(lái)說(shuō)PluginProcessor是搭配RetentionPolicy.SOURCE，CLASS使用的，而且既然你把自己的Plugin掃描之后寫在文件中了，RetentionPolicy就沒(méi)有必要是RUNTIME了吧，這個(gè)是一個(gè)很奇怪的地方。

小結(jié)

總算是把Log4j2的代碼看完了，發(fā)現(xiàn)它的設(shè)計(jì)理念很值得借鑒，為了靈活性，所有的東西都設(shè)計(jì)成插件式。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日益發(fā)展，各種中間件層出不窮，而作為工程師的我們更需要做的是去思考代碼與代碼之間的關(guān)系，毫無(wú)疑問(wèn)的是，解耦是最具有美感的關(guān)系。