slf4j，log4j，logback的区别和相关用法

0.背景

最近出现了log4j2.x低版本漏洞导致JNDI注入问题，于是趁此机会，研究了下目前市面上主要的一些日志框架。其中一些优秀的代码设计思想及在日志系统中的实践值得深入学习，下面是我的一些浅见。

1.JAVA日志体系

System.out,System.err： JAVA自身类库
log4j1.x，JUL： 在Apache的时候，Ceki参与设计的日志实现框架。Java Util Logging 借鉴log4j1.x JDK1.4推出的JAVA自带的日志实现
JCL： Java Common Logging Java 自身的日志门面框架
------------ Ceki 离开Apache -----------
Slf4j： Ceki借鉴JCL自己开发的日志门面框架
logback： Ceki为Slf4j接口设计的默认日志实现框架
log4j2： Apache借鉴Slf4j+logback进行开发的项目

有一张图可以来说明 Ceki开发的框架们和Apache组织开发的日志框架：
在这里插入图片描述

2.Slf4j

2.1 Slf4j要解决的问题
面向接口编程，而不是面向实现编程。所以我们应该是按照一套统一的API来进行日志编程，实际的日志框架来实现这套API，这样的话，即使更换日志框架，也能够做到无缝切换。

2.2 Slf4j概述
SLF4J，即简单日志门面（Simple Logging Facade for Java），并不是具体的日志解决方案，它只服务于各种各样的日志系统。按照官方的说法，SLF4J是一个用于日志系统的简单Facade，允许最终用户在部署其应用时使用其所希望的日志系统，不过他也有其默认实现的日志系统也就是后文要介绍的logback。
除了核心的slf4j-api之外，还有slf4j-log4j12、slf4j-jdk14等项目。这一类项目统称桥接器项目，针对不同的日志框架有不同的桥接器项目。
在使用logback日志框架时，并没有针对的桥接器，这是因为logback与slf4j都是Ceki所写，在logback中直接实现了slf4j的SPI机制。
2.3 Slf4j解决问题的手段就是桥接各种日志框架
什么是桥接： 桥接是用于把抽象化与实现化解耦，使得二者可以独立变化。将抽象部分与实现部分分离，使它们都可以独立的变化。
主要解决的是在业务有多种变化的情况下，用继承的方式会造成【类爆炸】问题，扩展起来不灵活。
桥接的方式： 应用通过 slf4j-api 的接口调用过来时，桥接类实际会调用其底层的实现，达到一个桥接的过程。
要切换日志框架，只需替换类路径上的slf4j绑定。例如，要从java.util.logging切换到log4j，只需将slf4j-jdk14-1.7.27.jar替换为slf4j-log4j12-1.7.27.jar即可。Slf4j的Logger接口的方法通过Log4jLoggerAdapter进行包装和转换，交由log4j的Logger去执行，这就达到了连接slf4j-api和log4j的目的。
Log4jLoggerAdapter的作用： 该类实现了slf4j的Logger接口，便拥有了其对应的接口能力，同时通过委派关系（构造方法传入）连接到log4j的Logger，在实现slf4j的Logger的方法时，调用log4j的Logger对应的实现。
这是Slf4j桥接到各种目标日志框架的说明：
在这里插入图片描述
2.4 Slf4的适配器们
实现桥接需要用到各个日志框架的适配器，它的主要作用是代理各接口与实际处理 logger 的任务。从外部看起来都是相同的方法，但是内部却是各自来实现自己的功能。需要说明的是，使用Slf4j + logback 这个组合的时候是不需要适配器的，只需要用 slf4j-api即可，原因是logback是Slf4j的默认实现。

jcl-over-slf4j.XXX.jar：把 commons-logging 的处理交给 slf4j 来处理
jul-to-slf4j.XXX.jar：把 java.util.logging 的处理交给 slf4j 来处理
log4j-over-slf4j.XXX.jar：把 log4j 的处理交给 slf4j 来处理
这些适配器可以分为两类，短横线中是over和to的，over类的适配器使用很简单，直接替换目标日志框架即可，因为
这类jar包的结构和短横线前的日志框架一模一样，完全实现了短横线前日志框架所需要调用的api；而to类的适配器，则是通过SLF4JBridgeHandler，“拦截”JUL日志语句并将它们路由到 SLF4J。但是仍旧需要通过JUL的配置文件进行配置，Slf4j绑定器（如logback）上设置的日志级别等价于JUL handler上的日志级别。
2.5 可能会遇到的堆栈溢错误
举个例子：先用 over 库把 log4j 转成了 Slf4j 调用。紧接着，又把 Slf4j 适配到 log4j 上，这就构成了一个死循环，肯定是会出现堆栈溢出的问题的。所以，一个工程里面，只能保留一个日志实现库，还有配套的桥接库，加上其他日志的 over 库。
2.6 写法
JCL写法：

int num = 1;
p.setNum(num);
log.info("Set num" + score + " for Person " + p.getName() + " ok.");

SLf4j写法：

int num = 1;
p.setNum(num);
log.info("Set num {} for Person {} ok.", score, p.getName());

可以看到，SLF4J的日志接口传入的是一个带占位符的字符串，用后面的变量自动替换占位符，所以看起来更加自然。
2.7 Slfj运行时序图
SLF4J能够抽象各种具体日志框架，是由StaticLoggerBinder类完成。剧吐时序图如下：（关于Slf4j源码剖析可以看篇文章，时序图也是出自于此 Slf4j源码解析）
在这里插入图片描述
StaticLoggerBinder的具体作用
1.查找类路径下所有的StaticLoggerBinder类
2.如果存在多个StaticLoggerBinder类，则打印日志
3.获取StaticLoggerBinder实例，如果不存在，则抛出NoClassDefFoundError异常
4.打印实际使用StaticLoggerBinder类

3.log4j1.x,log4j2.x以及logback

3.1 log4j1.x的主要组件

Logger： 可以定义多个logger，不同的logger之间可以有继承关系；一个logger可以指定一种日志级别和多个appender（可以同时将日志输出到控制台和文件）；
Appender： 指定日志信息存放到什么地方，log4j支持多种appender（console、file…），不同类型的appender可以设置不同的策略。
Layout： 是对日志行格式的抽象。包括HTMLLayout，PatternLayout，SimpleLayout，TTCCLayout。
Level: 日志级别：ALL < DEBUG < INFO < WARN < ERROR < FATAL < OFF 级别越低输出的信息越多。
log4j1.x运行的工作如下：
获取Logger实例–>判断Logger实例对应的日志记录级别是否要比请求的级别低–>若是调用forceLog记录日志->创建LoggingEvent实例–>将LoggingEvent实例传递给Appender–>Appender调用Layout实例格式化日志消息–>Appender将格式化后的日志信息写入该Appender对应的日志输出中。
获取Logger实例–>判断Logger实例对应的日志记录级别是否要比请求的级别低–>若是调用forceLog记录日志–>创建LoggingEvent实例–>将LoggingEvent实例传递给Appender–>Appender调用Layout实例格式化日志消息–>Appender将格式化后的日志信息写入该Appender对应的日志输出中。
下面是其运行时序图：
在这里插入图片描述
3.2 log4j1.x的使用
引入包: gardle是这样：

implementation group: 'log4j', name: 'log4j', version: '1.2.17'

配置 log4j.properties ：具体略。
代码中使用：

private static org.apache.log4j.Logger logger = org.apache.log4j.LogManager.getLogger(TestLog.class);

3.3 当老大的log4j2
log4j2与log4j1发生了很大的变化，不兼容。log4j1只是作为一个实际的日志框架，而log4j2的主要变化是想作为一个Slf4j那样的日志门面，统一大家了。他的主要解决方案是两个包：

log4j-api：作为日志接口层，用于统一底层日志系统
log4j-core : 作为上述日志接口的实现，是一个实际的日志框架

3.4 log4j2.x的使用
引入包: gardle是这样：

implementation group: 'org.apache.logging.log4j', name: 'log4j-api', version: '2.17.1'
implementation group: 'org.apache.logging.log4j', name: 'log4j-core', version: '2.17.1'

配置 log4j2.xml：具体略。目前log4j2只支持xml json yuml，不再支持properties文件
代码中使用：

private static final Logger logger=LogManager.getLogger(Log4j2Test.class);

3.5 logback概述

解决的问题: Slf4j每次使用都需要桥接包来和日志实现组件建立关系
解决办法：用logback作为Slf4j接口的默认实现，是log4j1.x的加强版
优点：
1.内核重写、测试充分、初始化内存加载更小
2.文档齐全
3.logback当配置文件修改了，支持自动重新加载配置文件，扫描过程快且安全，它并不需要另外创建一个扫描线程
4.支持自动去除旧的日志文件，可以控制已经产生日志文件的最大数量
loback加载较之log4j1.x加载速度更快的原因之一是减少了配置文件的扫描，比如：
在logback加载时，在系统配置文件System Properties中寻找是否有logback.configurationFile对应的value
在classpath下寻找是否有logback.groovy（即logback支持groovy与xml两种配置方式）；
在classpath下寻找是否有logback-test.xml；
在classpath下寻找是否有logback.xml；以上任何一项找到了就不进行后续扫描
3.6 logback各模块作用
logback-core: 核心代码模块
logback-classic：log4j1.x的一个优化版本，实现了slf4j接口，便于切换其他日志组件
logback-access: 访问模块，与Servlet容器集成提供Http来访问日志的功能

logback也没有提供任何的 Logger 实现，logback-core 的功能主要就是实现了很大的 appender ，pattern 等，一般我们需要引入logback-classic ，它直接依赖了 logback-core，Slf4j-api 。

3.7 logback的使用

引入包: gardle是这样：

testImplementation group: 'ch.qos.logback', name: 'logback-classic', version: '1.2.10'

配置 logback.xml：具体略
代码中使用：

private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(TestLog.class);

4.总结，区别和联系

Slf4j: 日志门面框架，桥接各类日志框架。
log4j 1.x: 日志实现框架,加载速度较慢。
log4j 2.x：不兼容log4j 1.x，简化了log4j1.x的配置，具有强大的异步性能，分为api和实现两部分。
logback：日志实现框架，充分测试，加载快。

最后附上参考文章链接：
https://www.choupangxia.com/2020/11/28/slf4j-4/
https://www.jianshu.com/p/bc2cfa14e99b