基于Java的开源日志库log4j调研笔记

由于Hadoop生态链基本都是java开发的，所以在很多有关大数据处理的开源项目中，常常会看到log4j这个jar包。
本文旨在对它的用法做基本说明。

2. log4j的3要素
log4j存在3个重要概念：loggers, appenders和layouts，这3个要素使得引入log4j库的开发者可以灵活控制打印行动，如日志等级、日志内容、日志格式及打印目的地（如本地或远程打印），等等。
2.1 loggers
事实上，loggers是1些大小写敏感的命名实体，这些实体的命名遵守以下的层级命名规则（细节可查看文档Short introduction to log4j）：
A logger is said to be an ancestor of another logger if its name followed by a dot is a prefix of the descendant logger name. A logger is said to be a parent of a child logger if there are no ancestors between itself and the descendant logger.
在loggers的层级结构中，root logger处于最顶级。使用log4j库时，root logger必须被创建且只能通过类静态方法Logger.getRootLogger来创建，而其它logger可以通过传入logger name调用类静态方法Logger.getLogger来实例化。 
可以为logger实例指定日志等级（如通过setLevel接口），目前支持这些经常使用等级：TRACE, DEBUG, INFO, WARN, ERROR, FATAL。不斟酌TRACE，其余等级的重要程度顺次为：DEBUG < INFO < WARN < ERROR < FATAL。
若某个logger实例没有显式指定等级，则它会继承距离它最近的、被显式指定过日志等级的父logger实例的等级。
1旦为某个logger实例指定了等级，则调用该实例打印日志时，只有日志等级不小于指定等级的日志会被打印，低于指定等级的日志不会被打印出来。这个规则是log4j库的核心规则，它保证了日志等级的灵活控制。
2.2 appenders
appenders其实就是日志打印的目的地址（In log4j speak, an output destination is called an appender），目前支持的appenders包括：console, files, GUI components, remote socket servers, JMS, NT Event Loggers, and remote UNIX Syslog daemons。
1个logger实例可以有多个appender(s)，即同1条日志可以同时打印到多个目的地。
默许情况下，某logger实例的日志打印要求会打印到已为该logger实例添加的所有appenders上，另外，该日志打印要求还会沿着logger实例的层级继承链向上传播给其先人logger的所有appenders。
例如，为root logger添加console类型的appender后，root logger的日志打印要求会输出到console，这很容易理解。现在假定logger实例C继承自root，且为实例C添加了file类型的appender，则调用实例C进行日志打印时，除file appender会输出日志外，实例C的先人，即本例中的root logger也会收到该日志打印要求，由于root logger添加了console appender，所以，console appender也会输出日志。这个默认行动可以通过将logger的additive字段设置为false来关闭。
关于appender additivity的更多说明及示例，可以参考Short introduction to log4j这篇文档关于Appender部份的说明。
2.3 layouts
layouts可以指定日志的格式，支持的PatternLayout在文档log4j - Class PatternLayout中有详细说明，这里不赘述。

4. log4j库的初始化进程
log4j不对它的使用处景做任何假定，因此，它没有默许的appender，也即，appender必须由使用者显式配置。援用了log4j库的java进程启动时，JVM的classloader机制会对利用程序援用到的Logger类进行加载，而该类的静态初始化函数会尝试自动配置log4j。log4j库默许的初始化进程在文档Short introduction to log4j的"Default Initialization Procedure"部份有详细说明，感兴趣的同学可以去查看。
备注：关于JVM加载class（如系统包或第3方扩大包）的机制，可以通过下面几篇文档来理解：
1) Understanding the Java Classloading Mechanism
2) Understanding Extension Class Loading
3) Internals of Java Class Loading

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