Apache Log4j详解
Apache Logging Project Homepage: http://logging.apache.org/
Log4j的类图 
[list=]Logger - 日志写出器，供程序员输出日志信息
Appender - 日志目的地，把格式化好的日志信息输出到指定的地方去
ConsoleAppender - 目的地为控制台的Appender
FileAppender - 目的地为文件的Appender
RollingFileAppender - 目的地为大小受限的文件的Appender
Layout - 日志格式化器，用来把程序员的logging request格式化成字符串
PatternLayout - 用指定的pattern格式化logging request的Layout [/list]
Logger：日志写出器
Logger对象是用来取代System.out或者System.err的日志写出器，用来供程序员输出日志信息。
Logger的输出方法
Logger类对象提供一系列方法供程序员输出日志信息：
- public void debug(Object msg);
- public void debug(Object msg, Throwable t);
- public void info(Object msg);
- public void info(Object msg, Throwable t);
- public void warn(Object msg);
- public void warn(Object msg, Throwable t);
- public void error(Object msg);
- public void error(Object msg, Throwable t);
- public void fatal(Object msg);
- public void fatal(Object msg, Throwable t);
Logger的命名规则
Logger由一个String类的名字识别，logger的名字是大小写敏感的，且名字之间具有继承的关系，子名有父名作为前缀，用点号.分隔。如：x.y是x.y.z的父亲。
根logger (root logger)是所有logger的祖先，它具有如下属性：1) 它总是存在的；2) 它不可以通过名字获得。
通过调用public static Logger Logger.getRootLogger()获得root logger；通过调用public static Logger Logger.getLogger(String name)或者public static Logger Logger.getLogger(Class clazz)获得（或者创建）一个named logger。后者相当于调用Logger.getLogger(clazz.getName())。
在某对象中，用该对象所属的类为参数，调用Logger.getLogger(Class clazz)以获得logger被认为是目前所知的最理智的命名logger的方法。
Log level
每个logger都被分配了一个日志级别 (log level)，用来控制日志信息的输出。未被分配level的logger将继承它最近的父logger的level。
每条输出到logger的日志请求(logging request)也都有一个level，如果该request的level大于等于该logger的level，则该request将被处理（称为enabled）；否则该request将被忽略。故可得知：
logger的level越低，表示该logger越详细
logging request的level越高，表示该logging request越优先输出
Level类中预定义了五个level，它们的大小关系如下：
- Level.ALL < Level.DEBUG < Level.INFO < Level.WARN < Level.ERROR < Level.FATAL < Level.OFF
示例代码
以下代码将用自己所属的类为参数，创建一个logger，启用默认配置，设置其level并向其输出若干logging request。
- import org.apache.log4j.Logger;
- import org.apache.log4j.BasicConfigurator;
- import org.apache.log4j.Level;
- public class Log4jTest {
- public static void main(String argv[]) {
- // Create a logger by the name of class Log4jTest.
- Logger logger = Logger.getLogger(Log4jTest.class);
- // Use the default configuration.
- BasicConfigurator.configure();
- // Set the logger level to Level.INFO
- logger.setLevel(Level.INFO);
- // This request will be disabled since Level.DEBUG < Level.INFO.
- logger.debug("This is debug.");
- // These requests will be enabled.
- logger.info("This is an info.");
- logger.warn("This is a warning.");
- logger.error("This is an error.");
- logger.fatal("This is a fatal error.");
- return;
- }
- }
关于logger的两点说明
用同名参数调用Logger.getLogger(String name)将返回同一个logger的引用。故可以在一个地方配置logger，在另外一个地方获得配置好的logger，而无须相互间传递logger的引用。
logger的创建可以按照任意的顺序，即，父logger可以后于子logger被创建。log4j将自动维护logger的继承树。
Appender：日志目的地
每个logger都可以拥有一个或者多个appender，每个appender表示一个日志的输出目的地，比如console或者某个文件。可以使用Logger.addAppender(Appender app)为logger增加一个appender；可以使用Logger.removeAppender(Appender app)为logger移除一个appender。
默认情况下，logger的additive标志被设置为true，表示子logger将继承父logger的所有appenders。该选项可以被重新设置，表示子logger将不再继承父logger的appenders。
root logger拥有目标为system.out的consoleAppender，故默认情况下，所有的logger都将继承该appender。
// Log4j APIs : class Logger
// 为logger对象增加或者移除一个Appender对象
- public void appAppender(Appender app);
- public void removeAppender(Appender app);
// 获得和设置additive标志：是否继承父logger的appenders
// 注意：在设置additive标志为false时，必须保证已经为该logger设置了新的appender，
// 否则log4j将报错：log4j:WARN No appenders could be found for logger (x.y.z).
- public boolean getAdditivity();
- public void setAdditivity(boolean additive);
ConsoleAppender
可以使用ConsoleAppender对象把日志输出到控制台。每个ConsoleAppender都有一个target，表示它的输出目的地。它可以是System.out，标准输出设备（缓冲显示屏）；或者是System.err，标准错误设备（不缓冲显示屏）。ConsoleAppender的使用方法参考如下API：
// Log4j APIs : class ConsoleAppender extends WriterAppender
// 构造方法，使用一个Layout对象构造一个ConsoleAppender对象
// 默认情况下，ConsoleAppender的target是System.out
- public ConsoleAppender(Layout layout);
// 构造方法，使用一个Layout对象和一个target字符串构造ConsoleAppender对象
// target的可能取值为ConsoleAppender.SYSTEM_OUT和ConsoleAppender.SYSTEM_ERR
- public ConsoleAppender(Layout layout, String target);
FileAppender
可以使用FileAppender对象把日志输出到一个指定的日志文件中去。使用方法可以参考如下的API：
// Log4j APIs : class FileAppender extends WriterAppender
// 构造方法，使用一个Layout对象和日志文件名构造一个FileAppender对象
- public FileAppender(Layout layout, String filename)
- throws IOException;
- public FileAppender(Layout layout, String filename, boolean append)
- throws IOException;
RollingFileAppender
可以使用FileAppender的子类RollingFileAppender对象，把日志输出到一个指定的日志文件中。不同的是该日志文件的大小受到限制，当日志内容超出最大的尺寸时，该文件将向上滚动（最老的日志被擦除）。还可以在该类对象中指定为日志文件做多少个备份。具体使用方法参考如下API：
// Log4j APIs : class RollingFileAppender extends FileAppender
// 构造方法，使用一个Layout对象和日志文件名构造一个RollingFileAppender对象
- public RollingFileAppender(Layout layout, String filename)
- throws IOException;
- public RollingFileAppender(Layout layout, String filename, boolean append)
- throws IOException;
// 获得和设置日志备份文件的个数
- public int getMaxBackupIndex();
- public void setMaxBackupIndex(int index);
// 获得和设置滚动日志文件的最大尺寸
- public long getMaximumFileSize();
- public void setMaximumFileSize(long size);
Layout：日志格式化器
每个appender都和一个layout相联系；layout的任务是格式化用户的logging request，appender的任务是把layout格式化好的输出内容送往指定的目的地。
PatternLayout
PatternLayout是Layout的一个子类，用来使用类似C语言的printf函数中使用的格式控制字符串来控制日志的输出格式。使用方法参考如下API：
// Log4j APIs : class PatternLayout extends Layout
// 无参数构造方法，使用DEFAULT_CONVERSION_PATTERN构造一个PatternLayout
// 注意：DEFAULT_CONVERSION_PATTERN为"%m%n"，只打印消息信息
public PatternLayout();
// 构造方法，使用自定义的pattern构造一个PatternLayout
- public PatternLayout(String pattern);
// 获得和设置PatternLayout对象的日志pattern
- public String getConversionPattern();
- public void setConversionPattern(String pattern);
patterns in PatternLayout
Fixme (heavyz)
To be added...
Configuration：配置
对log4j环境的配置就是对root logger的配置，包括把root logger设置为哪个级别(level)；为它增加哪些appender，等等。这些可以通过设置系统属性的方法来隐式地完成，也可以在程序里调用XXXConfigurator.configure()方法来显式地完成。
默认的log4j初始化过程
Logger类的静态初始化块(static initialization block)中对log4j的环境做默认的初始化。注意：如果程序员已经通过设置系统属性的方法来配置了log4j环境，则不需要再显式地调用XXXConfigurator.configure()方法来配置log4j环境了。
Logger的静态初始化块在完成初始化过程时将检查一系列log4j定义的系统属性。它所做的事情如下：
检查系统属性log4j.defaultInitOverride，如果该属性被设置为false，则执行初始化；否则（只要不是false，无论是什么值，甚至没有值，都是否则），跳过初始化。
把系统属性log4j.configuration的值赋给变量resource。如果该系统变量没有被定义，则把resource赋值为"log4j.properties"。注意：在apache的log4j文档中建议使用定义log4j.configuration系统属性的方法来设置默认的初始化文件是一个好方法。
试图把resource变量转化成为一个URL对象url。如果一般的转化方法行不通，就调用org.apache.log4j.helpers.Loader.getResource(resource, Logger.class)方法来完成转化。
如果url以".xml"结尾，则调用方法DOMConfigurator.configure(url)来完成初始化；否则，则调用方法PropertyConfigurator.configure(url)来完成初始化。如果url指定的资源不能被获得，则跳出初始化过程。
BasicConfigurator.configure()
BasicConfigurator.configure()方法使用最简的方法配置log4j环境。注：所谓配置log4j环境，就是指配置root logger，因为所有其它的logger都是root logger的后代，所以它们（默认情况下）都将继承root logger的性质。
BasicConfigurator.configure()完成的任务是：
用默认pattern创建PatternLayout对象p：
PatternLayout p = new PatternLayout("%-4r[%t]%-5p%c%x - %m%n");
用p创建ConsoleAppender对象a，目标是system.out，标准输出设备：
ConsoleAppender a = new ConsoleAppender(p,ConsoleAppender.SYSTEM_OUT);
为root logger增加一个ConsoleAppender p：
rootLogger.addAppender(p);
把root logger的log level设置为DEBUG级别：
rootLogger.setLevel(Level.DEBUG);
xml格式的log4j配置文件概述
xml格式的log4j配置文件需要使用org.apache.log4j.xml.DOMConfigurator.configure()方法来读入。对xml文件的语法定义可以在log4j的发布包中找到：org/apache/log4j/xml/log4j.dtd。
log4j的xml配置文件的树状结构
log4j的xml配置文件的树状结构如下所示，注意下图只显示了常用的部分。
- xml declaration and DTD
- |
- log4j:configuration
- |
- +-- appender (name, class)
- | |
- | +-- param (name, value)
- | +-- layout (class)
- | |
- | +-- param (name, value)
- +-- logger (name, additivity)
- | |
- | +-- level (class, value)
- | | |
- | | +-- param (name, value)
- | +-- appender-ref (ref)
- +-- root
- |
- +-- param (name, class)
- +-- level
- | |
- | +-- param (name, value)
- +-- appender-ref (ref)
xml declaration and DTD
xml配置文件的头部包括两个部分：xml声明和DTD声明。头部的格式如下：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE log4j:configuration SYSTEM "log4j.dtd">
log4j:configuration (root element)
- xmlns:log4j [#FIXED attribute] : 定义log4j的名字空间，取定值"http://jakarta.apache.org/log4j/"
- appender [* child] : 一个appender子元素定义一个日志输出目的地
- logger [* child] : 一个logger子元素定义一个日志写出器
- root [? child] : root子元素定义了root logger
appender
appender元素定义一个日志输出目的地。
- name [#REQUIRED attribute] : 定义appender的名字，以便被后文引用
- class [#REQUIRED attribute] : 定义appender对象所属的类的全名
- param [* child] : 创建appender对象时传递给类构造方法的参数
- layout [? child] : 该appender使用的layout对象
layout
- layout元素定义与某一个appender相联系的日志格式化器。
- class [#REQUIRED attribute] : 定义layout对象所属的类的全名
- param [* child] : 创建layout对象时传递给类构造方法的参数
logger
logger元素定义一个日志输出器。
- name [#REQUIRED attribute] : 定义logger的名字，以便被后文引用
- additivity [#ENUM attribute] : 取值为"true"（默认）或者"false"，是否继承父logger的属性
- level [? child] : 定义该logger的日志级别
- appender-ref [* child] : 定义该logger的输出目的地
root
- root元素定义根日志输出器root logger。
- param [* child] : 创建root logger对象时传递给类构造方法的参数
- level [? child] : 定义root logger的日志级别
- appender-ref [* child] : 定义root logger的输出目的地
level
- level元素定义logger对象的日志级别。
- class [#IMPLIED attribute] : 定义level对象所属的类，默认情况下是"org.apache.log4j.Level类
- value [#REQUIRED attribute] : 为level对象赋值。可能的取值从小到大依次为"all"、"debug"、"info"、"warn"、"error"、"fatal"和"off"。当值为"off"时表示没有任何日志信息被输出
- param [* child] : 创建level对象时传递给类构造方法的参数
appender-ref
- appender-ref元素引用一个appender元素的名字，为logger对象增加一个appender。
- ref [#REQUIRED attribute] : 一个appender元素的名字的引用
- appender-ref元素没有子元素
param
- param元素在创建对象时为类的构造方法提供参数。它可以成为appender、layout、filter、errorHandler、level、categoryFactory和root等元素的子元素。
- name and value [#REQUIRED attributes] : 提供参数的一组名值对
- param元素没有子元素
在xml文件中配置appender和layout
创建不同的Appender对象或者不同的Layout对象要调用不同的构造方法。可以使用param子元素来设定不同的参数值。
创建ConsoleAppender对象
ConsoleAppender的构造方法不接受其它的参数。
- <appender name="console.log" class="org.apache.log4j.ConsoleAppender">
- <layout ... >
- ... ...
- </layout>
- </appender>
创建FileAppender对象
可以为FileAppender类的构造方法传递两个参数：File表示日志文件名；Append表示如文件已存在，是否把日志追加到文件尾部，可能取值为"true"和"false"（默认）。
- <appender name="file.log" class="org.apache.log4j.FileAppender">
- <param name="File" value="/tmp/log.txt" />
- <param name="Append" value="false" />
- <layout ... >
- ... ...
- </layout>
- </appender>
- 创建RollingFileAppender对象
除了File和Append以外，还可以为RollingFileAppender类的构造方法传递两个参数：MaxBackupIndex备份日志文件的个数（默认是1个）；MaxFileSize表示日志文件允许的最大字节数（默认是10M）。
- <appender name="rollingFile.log" class="org.apache.log4j.RollingFileAppender">
- <param name="File" value="/tmp/rollingLog.txt" />
- <param name="Append" value="false" />
- <param name="MaxBackupIndex" value="2" />
- <param name="MaxFileSize" value="1024" />
- <layout ... >
- ... ...
- </layout>
- </appender>
创建PatternLayout对象
可以为PatternLayout类的构造方法传递参数ConversionPattern。
- <layout class="org.apache.log4j.PatternLayout>
- <param name="Conversion" value="%d [%t] %p - %m%n" />
- </layout>
我自己的一个使用xml文件配置log4j环境的很简单的例子
为WSOTA（Web Services Over The Air）项目开发java web start的胖客户端时，使用了如下的xml文件配置log4j环境（文件名为wsota-rc.log4j.xml）：
- <?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
- <!DOCTYPE log4j:configuration SYSTEM "log4j.dtd">
- <log4j:configuration xmlns:log4j="http://jakarta.apache.org/log4j/">
- <!-- ================================================================= -->
- <!-- a rolling file appender -->
- <!-- ================================================================= -->
- <appender name="wsota-rc.file.log" class="org.apache.log4j.RollingFileAppender">
- <param name="File" value="/tmp/wsota-rc.log" />
- <param name="Append" value="false" />
- <layout class="org.apache.log4j.PatternLayout">
- <param name="ConversionPattern" value="%d [%t] %p - %m%n" />
- </layout>
- </appender>
- <!-- ================================================================= -->
- <!-- a console appender -->
- <!-- debug can be turned off by setting level of root to "off" -->
- <!-- ================================================================= -->
- <appender name="wsota-rc.console.log" class="org.apache.log4j.ConsoleAppender">
- <layout class="org.apache.log4j.PatternLayout">
- <param name="ConversionPattern" value="%d [%t] %p - %m%n" />
- </layout>
- </appender>
- <!-- use this to turn on debug to a rolling file. -->
- <root>
- <level value="debug" />
- <appender-ref ref="wsota-rc.file.log" />
- </root>
- <!-- use this to turn on debug to console. -->
- <!--
- <root>
- <level value="off" />
- <appender-ref ref="wsota-rc.console.log" />
- </root>
- -->
- <!-- use this to turn off debug. -->
- <!--
- <root>
- <level value="off" />
- <appender-ref ref="wsota-rc.console.log" />
- </root>
- -->
- </log4j:configuration>
在胖客户程序中使用了如下代码来使用外部xml文件配置log4j环境，注意该代码段位于程序的main class的静态初始化块中，含有以下代码的类和xml配置文件在同一个目录下：
- import org.apache.log4j.xml.DOMConfigurator;
- public class SapFrame extends JFrame {
- static {
- DOMConfigurator.configure(SapFrame.class.getResource("wsota-rc.log4j.xml"));
- }
- ... ... ... ...
- }
