一文详解Java日志框架JUL-低调大师

一文详解Java日志框架JUL

2022-04-26 540

摘要：JUL（Java util logging），Java原生日志框架，不需要引入第三方依赖包，使用简单方便。

本文分享自华为云社区《Java 日志框架 JUL 详解大全》，作者：陈皮的JavaLib 。

JUL 简介

JUL（Java util logging），Java 原生日志框架，不需要引入第三方依赖包，使用简单方便，一般在小型应用中使用，主流项目中现在很少使用了。

JUL 架构

Application：Java 应用程序。
Logger：记录器，Java 应用程序通过调用记录器的方法来发布日志记录。
Handler：处理器，每一个 Logger 都可以关联一个或多个 Handler，Handler 从 Logger 获取日志并将日志输出到某个目的地，目的地可以是控制台，本地文件，或网络日志服务，或将它们转发到操作系统日志等等。通过Handler.setLevel(level.off)方法可以禁用一个 Handler，也可以设置其他级别来开启此 Handler。
Filter：过滤器，根据条件过滤哪些日志记录。每一个 Logger 和 Handler 都可以关联一个 Filter。
Formatter ：格式化器，负责对日志事件中的日志记录进行转换和格式化。
Level：每一条日志记录都有一个关联的日志级别，表示此条日志的重要性和紧急程度。也可以对 Logger 和 Handler 设置关联的日志级别。

入门示例

package com.chenpi;

import java.util.logging.Level;
import java.util.logging.Logger;
import org.junit.Test;

/**
 * @author 陈皮
 * @version 1.0
 * @description
 * @date 2022/3/2
 */
public class ChenPiJULMain {

  // JUL 日志框架演示
  @Test
  public void testLog() {

    // 获取日志记录器对象
    Logger logger = Logger.getLogger("com.chenpi.ChenPiJULMain");

    // 日志记录输出
    logger.severe(">>>>> Hello ChenPi!!");
    logger.warning(">>>>> Hello ChenPi!!");
    logger.info(">>>>> Hello ChenPi!!"); // 默认日志级别
    logger.config(">>>>> Hello ChenPi!!");
    logger.fine(">>>>> Hello ChenPi!!");
    logger.finer(">>>>> Hello ChenPi!!");
    logger.finest(">>>>> Hello ChenPi!!");

    // 输出指定日志级别的日志记录
    logger.log(Level.WARNING, ">>>>> Hello Warning ChenPi!!");

    // 占位符形式
    String name = "ChenPi";
    int age = 18;
    logger.log(Level.INFO, ">>>>> Hello {0},{1} years old!", new Object[]{name, age});

    // 异常堆栈信息
    logger.log(Level.SEVERE, ">>>>> Hello NPE!", new NullPointerException());

  }
}

JUL 默认将日志信息输出到控制台，默认日志级别是 info。控制台输出结果如下：

Logger 父子继承关系

在 JUL 中，Logger 有父子继承关系概念，会根据 Logger 对象的名称的包含关系，划分父子继承关系。对于某个 Logger 对象，如果找不到显性创建的父 Logger 对象，那么它的父 Logger 是根 Logger，即 RootLogger。

子代 Logger 对象会继承父 Logger 的配置，例如日志级别，关联的 Handler，日志格式等等。对于任何 Logger 对象，如果没对其做特殊配置，那么它最终都会继承 RootLogger 的配置。

package com.chenpi;

import java.util.logging.Logger;
import org.junit.Test;

/**
 * @author 陈皮
 * @version 1.0
 * @description
 * @date 2022/3/2
 */
public class ChenPiJULMain {

  @Test
  public void testLog() {

    // logger1的父Logger是RootLogger
    Logger logger1 = Logger.getLogger("com.chenpi.a");
    // logger2的父Logger是logger1  
    Logger logger2 = Logger.getLogger("com.chenpi.a.b.c");

    Logger logger1Parent = logger1.getParent();
    System.out.println("logger1Parent:" + logger1Parent + ",name:" + logger1Parent.getName());

    Logger logger2Parent = logger2.getParent();
    System.out.println("logger1:" + logger1 + ",name:" + logger1.getName());
    System.out.println("logger2Parent:" + logger2Parent + ",name:" + logger2Parent.getName());

  }
}

// 输出结果如下
logger1Parent:java.util.logging.LogManager$RootLogger@61e717c2,name:
logger1:java.util.logging.Logger@66cd51c3,name:com.chenpi.a
logger2Parent:java.util.logging.Logger@66cd51c3,name:com.chenpi.a

日志配置

我们可以通过2种方式调整 JUL 默认的日志行为（设置日志级别，日志输出目的地，日志格式等等），一种是通过在程序中硬编码形式（不推荐），另一种是通过单独的配置文件形式。

硬编码日志配置

在 JUL 中，Logger 是有父子继承关系的，所以当我们需要对某一个 Logger 对象进行单独的配置时，需要将它设置为不继承使用父 Logger 的配置。

以下演示名称为com.chenpi.ChenPiJULMain的 Logger 对象单独进行配置，并且关联两个 Handler。

package com.chenpi;

import java.io.IOException;
import java.util.logging.*;
import org.junit.Test;

/**
 * @author 陈皮
 * @version 1.0
 * @description
 * @date 2022/3/2
 */
public class ChenPiJULMain {

  @Test
  public void testLog() throws IOException {

    // 获取日志记录器对象
    Logger logger = Logger.getLogger("com.chenpi.ChenPiJULMain");

    // 关闭默认配置，即不使用父Logger的Handlers
    logger.setUseParentHandlers(false);

    // 设置记录器的日志级别为ALL
    logger.setLevel(Level.ALL);

    // 日志记录格式，使用简单格式转换对象
    SimpleFormatter simpleFormatter = new SimpleFormatter();

    // 控制台输出Handler,并且设置日志级别为INFO，日志记录格式
    ConsoleHandler consoleHandler = new ConsoleHandler();
    consoleHandler.setLevel(Level.INFO);
    consoleHandler.setFormatter(simpleFormatter);

    // 文件输出Handler,并且设置日志级别为FINE，日志记录格式
    FileHandler fileHandler = new FileHandler("./jul.log");
    fileHandler.setLevel(Level.FINE);
    fileHandler.setFormatter(simpleFormatter);

    // 记录器关联处理器，即此logger对象的日志信息输出到这两个Handler进行处理
    logger.addHandler(consoleHandler);
    logger.addHandler(fileHandler);

    // 日志记录输出
    logger.severe(">>>>> Hello ChenPi!!");
    logger.warning(">>>>> Hello ChenPi!!");
    logger.info(">>>>> Hello ChenPi!!");
    logger.config(">>>>> Hello ChenPi!!");
    logger.fine(">>>>> Hello ChenPi!!");
    logger.finer(">>>>> Hello ChenPi!!");
    logger.finest(">>>>> Hello ChenPi!!");
  }
}

因为 Logger 设置的日志级别是 ALL，即所有级别的日志记录都可以通过。但是 ConsoleHandler 设置的日志级别是 INFO，所以控制台只输出 INFO 级别以上的日志记录。而 FileHandler 设置的日志级别是 FINE，所以日志文件中输出的是 FINE 级别以上的日志记录。

以下是控制台输出的日志结果：

以下是日志文件jul.log中输出的日志结果：

日志配置文件

通过 debug 调试，按以下方法顺序，可以发现，如果我们没有配置 JUL 的配置文件，系统默认从 JDK 的安装目录下的 lib 目录下读取默认的配置文件logging.properties。

getLogger()  -> demandLogger() -> LogManager.getLogManager() -> ensureLogManagerInitialized() -> owner.readPrimordialConfiguration() -> readConfiguration()

以下是 JDK 自带的 JUL 默认日志配置文件内容：

对于配置选项有哪些，其实可以通过相应类的源码找出，例如 Logger 类的源码如下：

FileHandler 类的源码如下：

所以我们可以拷贝默认的配置文件到我们工程的 resources 目录下，自定义修改配置信息。

############################################################
# 全局属性
############################################################

# 顶级RootLogger关联的Handler，多个Handler使用逗号隔开
# 对于其他Logger，如果没有指定自己的Handler，则默认继承此
handlers= java.util.logging.FileHandler, java.util.logging.ConsoleHandler

# 默认全局日志级别，Logger和Handler都可以设置自己的日志级别来覆盖此级别
.level= ALL
############################################################
# Handler 配置
############################################################

# FileHandler定义
# 日志文件存储位置
java.util.logging.FileHandler.pattern = ./jul%u.log
# 单个文件的最大字节数，0代表不限制
java.util.logging.FileHandler.limit = 50000
# 文件数量上限，多个文件为jul0.log.0，jul0.log.1 ...
java.util.logging.FileHandler.count = 5
# 日志级别
java.util.logging.FileHandler.level = SEVERE
# 日志追加方式
java.util.logging.FileHandler.append = true
# Handler对象采用的字符集
java.util.logging.FileHandler.encoding = UTF-8
# 日志格式，使用系统默认的简单格式
java.util.logging.FileHandler.formatter = java.util.logging.SimpleFormatter

# ConsoleHandler定义
# 日志级别
java.util.logging.ConsoleHandler.level = INFO
# Handler对象采用的字符集
java.util.logging.ConsoleHandler.encoding = UTF-8
# 日志格式，使用系统默认的简单格式
java.util.logging.ConsoleHandler.formatter = java.util.logging.SimpleFormatter
############################################################
# Logger 配置
############################################################

# 设置名称为com.chenpi.person的Logger对象的日志级别为WARNING
com.chenpi.person.level = WARNING

然后我们应用中加载我们类路径中自定义的配置文件。

package com.chenpi;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.util.logging.LogManager;
import java.util.logging.Logger;
import org.junit.Test;

/**
 * @author 陈皮
 * @version 1.0
 * @description
 * @date 2022/3/2
 */
public class ChenPiJULMain {

  // JUL 日志框架演示
  @Test
  public void testLog() throws IOException {

    // 读取配置文件
    // 也可以通过使用java.util.logging.config.file系统属性指定文件名
    // 例如 java -Djava.util.logging.config.file=myfile
    InputStream resourceAsStream = ChenPiJULMain.class.getClassLoader()
        .getResourceAsStream("logging.properties");
    // 获取LogManager
    LogManager logManager = LogManager.getLogManager();
    // 记载配置文件
    logManager.readConfiguration(resourceAsStream);

    // 获取日志记录器对象
    Logger logger = Logger.getLogger("com.chenpi.ChenPiJULMain");

    // 日志记录输出
    logger.severe(">>>>> Hello ChenPi!!");
    logger.warning(">>>>> Hello ChenPi!!");
    logger.info(">>>>> Hello ChenPi!!");
    logger.config(">>>>> Hello ChenPi!!");
    logger.fine(">>>>> Hello ChenPi!!");
    logger.finer(">>>>> Hello ChenPi!!");
    logger.finest(">>>>> Hello ChenPi!!");

    // 获取日志记录器对象
    Logger personLogger = Logger.getLogger("com.chenpi.person");

    // 日志记录输出
    personLogger.severe(">>>>> Hello Person!!");
    personLogger.warning(">>>>> Hello Person!!");
    personLogger.info(">>>>> Hello Person!!");
    personLogger.config(">>>>> Hello Person!!");
    personLogger.fine(">>>>> Hello Person!!");
    personLogger.finer(">>>>> Hello Person!!");
    personLogger.finest(">>>>> Hello Person!!");
  }
}

控制台和文件中输出内容如下：

自定义 Logger

我们可以针对某一个 Logger 进行单独的配置，例如日志级别，关联的 Handler 等，而不默认继承父级的。

当然我们也可以为以包名为名称的 Logger 进行配置，这样这个包名下的所有子代 Logger 都能继承此配置。

############################################################
# 全局属性
############################################################

# 顶级RootLogger关联的Handler，多个Handler使用逗号隔开
# 对于其他Logger，如果没有指定自己的Handler，则默认继承此
handlers= java.util.logging.FileHandler, java.util.logging.ConsoleHandler

# 默认全局日志级别，Logger和Handler都可以设置自己的日志级别来覆盖此级别
.level= ALL
############################################################
# Handler 配置
############################################################

# FileHandler定义
# 日志文件存储位置
java.util.logging.FileHandler.pattern = ./jul%u.log
# 单个文件的最大字节数，0代表不限制
java.util.logging.FileHandler.limit = 50000
# 文件数量上限
java.util.logging.FileHandler.count = 5
# 日志级别
java.util.logging.FileHandler.level = SEVERE
# 日志追加方式
java.util.logging.FileHandler.append = true
# Handler对象采用的字符集
java.util.logging.FileHandler.encoding = UTF-8
# 日志格式，使用系统默认的简单格式
java.util.logging.FileHandler.formatter = java.util.logging.SimpleFormatter

# ConsoleHandler定义
# 日志级别
java.util.logging.ConsoleHandler.level = INFO
# Handler对象采用的字符集
java.util.logging.ConsoleHandler.encoding = UTF-8
# 日志格式，使用系统默认的简单格式
java.util.logging.ConsoleHandler.formatter = java.util.logging.SimpleFormatter
############################################################
# Logger 配置
############################################################

# 设置名称为com.chenpi.person的Logger对象的日志级别为WARNING
com.chenpi.person.level = WARNING
# 只关联FileHandler
com.chenpi.person.handlers = java.util.logging.FileHandler
# 关闭默认配置
com.chenpi.person.useParentHandlers = false
package com.chenpi;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.util.logging.LogManager;
import java.util.logging.Logger;
import org.junit.Test;

/**
* @author 陈皮
* @version 1.0
* @description
* @date 2022/3/2
*/
public class ChenPiJULMain {
 
    // JUL 日志框架演示
    @Test
    public void testLog() throws IOException {
 
        // 读取配置文件
        InputStream resourceAsStream = ChenPiJULMain.class.getClassLoader()
            .getResourceAsStream("logging.properties");
        // 获取LogManager
        LogManager logManager = LogManager.getLogManager();
        // 记载配置文件
        logManager.readConfiguration(resourceAsStream);
 
        // 获取日志记录器对象
        Logger logger = Logger.getLogger("com.chenpi.ChenPiJULMain");
 
        // 日志记录输出
        logger.severe(">>>>> Hello ChenPi!!");
        logger.warning(">>>>> Hello ChenPi!!");
        logger.info(">>>>> Hello ChenPi!!");
        logger.config(">>>>> Hello ChenPi!!");
        logger.fine(">>>>> Hello ChenPi!!");
        logger.finer(">>>>> Hello ChenPi!!");
        logger.finest(">>>>> Hello ChenPi!!");
 
        // 获取日志记录器对象
        Logger personLogger = Logger.getLogger("com.chenpi.person");
 
        // 日志记录输出
        personLogger.severe(">>>>> Hello Person!!");
        personLogger.warning(">>>>> Hello Person!!");
        personLogger.info(">>>>> Hello Person!!");
        personLogger.config(">>>>> Hello Person!!");
        personLogger.fine(">>>>> Hello Person!!");
        personLogger.finer(">>>>> Hello Person!!");
        personLogger.finest(">>>>> Hello Person!!");
    }
}

上述例子中，对于名称为com.chenpi.person的 Logger，只将日志输出到文件中，其他 Logger 则会同时输出到控制台和文件中。

自定义日志格式

以SimpleFormatter类源码为例，再到LoggingSupport类源码，发现首先判断我们是否通过java.util.logging.SimpleFormatter.format属性配置了格式，如果没有则使用默认的日志格式。

所以我们可以在配置文件中自定义日志记录的格式。

############################################################
# 全局属性
############################################################

# 顶级RootLogger关联的Handler，多个Handler使用逗号隔开
# 对于其他Logger，如果没有指定自己的Handler，则默认继承此
handlers= java.util.logging.FileHandler, java.util.logging.ConsoleHandler

# 默认全局日志级别，Logger和Handler都可以设置自己的日志级别来覆盖此级别
.level= ALL
############################################################
# Handler 配置
############################################################

# FileHandler定义
# 日志文件存储位置
java.util.logging.FileHandler.pattern = ./jul%u.log
# 单个文件的最大字节数，0代表不限制
java.util.logging.FileHandler.limit = 1024
# 文件数量上限
java.util.logging.FileHandler.count = 5
# 日志级别
java.util.logging.FileHandler.level = FINE
# 日志追加方式
java.util.logging.FileHandler.append = true
# Handler对象采用的字符集
java.util.logging.FileHandler.encoding = UTF-8
# 日志格式，使用系统默认的简单格式
java.util.logging.FileHandler.formatter = java.util.logging.SimpleFormatter
# 自定义SimpleFormatter的日志格式
java.util.logging.SimpleFormatter.format = %4$s: %5$s [%1$tc]%n

# ConsoleHandler定义
# 日志级别
java.util.logging.ConsoleHandler.level = INFO
# Handler对象采用的字符集
java.util.logging.ConsoleHandler.encoding = UTF-8
# 日志格式，使用系统默认的简单格式
java.util.logging.ConsoleHandler.formatter = java.util.logging.SimpleFormatter
############################################################
# Logger 配置
############################################################

# 设置名称为com.chenpi.person的Logger对象的日志级别为WARNING
com.chenpi.person.level = WARNING

这样，所有绑定了 SimpleFormatter 的 Handler 的所有日志记录就使用了自定义的格式。

当然通过源码发现，日志格式类还有其他几个实现，如下所示：

日志过滤器

Filter，日志过滤器，用来对输出的日志记录进行过滤。我们可以根据多个维度进行过滤，例如只输出 message 包含某段文本信息的日志，只输出某个方法中记录的日志，某个级别的日志等等。

Logger 对象将日志信息包装成一个 LogRecord 对象，然后将该对象传给 Handler 进行处理。每一个 Logger 和 Handler 都可以关联一个 Filter。LogRecord 中包含了日志的文本信息、日志生成的时间戳、日志来自于哪个类、日志来自于哪个方法、日志来自于哪个线程等等信息。

Filter 源码如下所示，我们只需要创建一个 Filter 的实现类，重写方法即可。

package java.util.logging;

/**
* A Filter can be used to provide fine grain control over
* what is logged, beyond the control provided by log levels.
* <p>
* Each Logger and each Handler can have a filter associated with it.
* The Logger or Handler will call the isLoggable method to check
* if a given LogRecord should be published.  If isLoggable returns
* false, the LogRecord will be discarded.
*
* @since 1.4
*/
@FunctionalInterface
public interface Filter {
 
    /**
    * Check if a given log record should be published.
    * @param record  a LogRecord
    * @return true if the log record should be published.
    */
    public boolean isLoggable(LogRecord record);
}

我们实现一个 Filter ，如果日志消息包含暴力两个字，则不予放行，即不记录此条日志。

package com.chenpi;

import java.util.logging.Filter;
import java.util.logging.LogRecord;

/**
 * @author 陈皮
 * @version 1.0
 * @description
 * @date 2022/3/2
 */
public class MyLoggerFilter implements Filter {

  private static final String SENSITIVE_MESSAGE = "暴力";

  @Override
  public boolean isLoggable(LogRecord record) {
    String message = record.getMessage();
    return null == message || !message.contains(SENSITIVE_MESSAGE);
  }
}

然后我们将此过滤器对象设置绑定到 Logger 中即可。

package com.chenpi;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.util.logging.LogManager;
import java.util.logging.Logger;
import org.junit.Test;

/**
 * @author 陈皮
 * @version 1.0
 * @description
 * @date 2022/3/2
 */
public class ChenPiJULMain {

  // JUL 日志框架演示
  @Test
  public void testLog() throws IOException {

    // 读取配置文件
    InputStream resourceAsStream = ChenPiJULMain.class.getClassLoader()
        .getResourceAsStream("logging.properties");
    // 获取LogManager
    LogManager logManager = LogManager.getLogManager();
    // 记载配置文件
    logManager.readConfiguration(resourceAsStream);

    // 获取日志记录器对象
    Logger logger = Logger.getLogger("com.chenpi.ChenPiJULMain");
    // Logger关联过滤器
    logger.setFilter(new MyLoggerFilter());

    // 日志记录输出
    logger.info(">>>>> Hello ChenPi!!");
    logger.info(">>>>> 暴力小孩!!");
  }
}

// 输出结果如下
信息: >>>>> Hello ChenPi!! [星期三 三月 02 15:31:06 CST 2022]

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