关于log4j2的异步日志输出方式

时间：2022-12-22 09:54:55|栏目：JAVA代码|点击：次

log4j2的异步日志输出方式

使用log4j2的同步日志进行日志输出，日志输出语句与程序的业务逻辑语句将在同一个线程运行。

而使用异步日志进行输出时，日志输出语句与业务逻辑语句并不是在同一个线程中运行，而是有专门的线程用于进行日志输出操作，处理业务逻辑的主线程不用等待即可执行后续业务逻辑。

Log4j2中的异步日志实现方式有AsyncAppender和AsyncLogger两种。

其中：

AsyncAppender采用了ArrayBlockingQueue来保存需要异步输出的日志事件；
AsyncLogger则使用了Disruptor框架来实现高吞吐。

第一种实现异步方式AsyncAppender

AsyncAppender直接在log4j2的xml的配置文件中配置，注意下面代码的注释位置

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration status="warn">
  <Appenders>
    <!--正常的Appender配置，此处配置的RollingFile会在下面AsyncAppender被通过name引用-->
    <RollingFile name="RollingFileError" fileName="${Log_Home}/error.${date:yyyy-MM-dd}.log" immediateFlush="true"
filePattern="${Log_Home}/$${date:yyyy-MM}/error-%d{MM-dd-yyyy}-%i.log.gz">
     <PatternLayout pattern="%d{yyyy-MM-dd 'at' HH:mm:ss z} %-5level %logger{36} : %msg%xEx%n"/>
     <ThresholdFilter level="error" onMatch="ACCEPT" onMismatch="DENY"/>
     <Policies>
                <TimeBasedTriggeringPolicy modulate="true" interval="1"/>
                <SizeBasedTriggeringPolicy size="10MB"/>
     </Policies>
   </RollingFile>
    <!--一个Appender配置完毕-->
    <!--异步AsyncAppender进行配置直接引用上面的RollingFile的name-->
    <Async name="Async">
      <AppenderRef ref="MyFile"/>
    </Async>
    <!--异步AsyncAppender配置完毕，需要几个配置几个-->
  </Appenders>
  <Loggers>
    <Root level="error">
      <!--此处如果引用异步AsyncAppender的name就是异步输出日志-->
      <!--此处如果引用Appenders标签中RollingFile的name就是同步输出日志-->
      <AppenderRef ref="Async"/>
    </Root>
  </Loggers>
</Configuration>

重点内容全在上面代码的注释中，AsyncAppender的配置就在xml文件中实现，无需单独引用包来支持.配置AsyncAppender后，日志事件写入文件的操作将在单独的线程中执行。

AsyncAppender的常用参数

参数名	类型	说明
name	String	Async Appender的名字
AppenderRef	String	异步调用的Appender的名字，可以配置多个
blocking	boolean	默认为true。如果为true，appender将一直等待直到queue中有空闲；如果为false，当队列满的时候，日志事件将被丢弃。(如果配置了error appender，要丢弃的日志事件将由error appender处理)
bufferSize	integer	队列中可存储的日志事件的最大数量，默认为128

第二种实现异步方式AsyncLogger

Log4j2中的AsyncLogger的内部使用了Disruptor框架。

Disruptor简介

Disruptor是英国外汇交易公司LMAX开发的一个高性能队列，基于Disruptor开发的系统单线程能支撑每秒600万订单。

目前，包括Apache Strom、Log4j2在内的很多知名项目都应用了Disruptor来获取高性能。

Disruptor框架内部核心数据结构为RingBuffer，其为无锁环形队列。

Disruptor为什么这么快？

lock-free-使用了CAS来实现线程安全
使用缓存行填充解决伪共享问题

首先在pom单中应用相关的包

<dependency>
  <groupId>com.lmax</groupId>
  <artifactId>disruptor</artifactId>
  <version>3.4.2</version>
</dependency>

第二步在log4j2的xml文件中配置AsyncLogger

log4j2.xml配置如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration status="debug" name="MyApp" packages="">
    <Appenders>
        <Console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
            <PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n" />
        </Console>
        <RollingFile name="RollingFile" fileName="logs/app.log"
                     filePattern="logs/app-%d{yyyy-MM-dd HH}.log">
            <PatternLayout>
                <Pattern>%d %p %c{1.} [%t] %m%n</Pattern>
            </PatternLayout>
            <Policies>
                <SizeBasedTriggeringPolicy size="500MB"/>
            </Policies>
        </RollingFile>
        <RollingFile name="RollingFile2" fileName="logs/app2.log"
                     filePattern="logs/app2-%d{yyyy-MM-dd HH}.log">
            <PatternLayout>
                <Pattern>%d %p %c{1.} [%t] %m%n</Pattern>
            </PatternLayout>
            <Policies>
                <SizeBasedTriggeringPolicy size="500MB"/>
            </Policies>
        </RollingFile>
    </Appenders>
    <Loggers>
    <!--上面的配置都和原配置一样，就是在下方这直接定义AsyncLogger，他的name在java类中被引用即可-->
        <AsyncLogger name="com.meituan.Main" level="trace" additivity="false">
            <appender-ref ref="RollingFile"/>
        </AsyncLogger>
        <AsyncLogger name="RollingFile2" level="trace" additivity="false">
            <appender-ref ref="RollingFile2"/>
        </AsyncLogger>
        <Root level="debug">
            <AppenderRef ref="Console"/>
            <AppenderRef ref="RollingFile"/>
        </Root>
    </Loggers>
</Configuration>

java代码如下：

public class Main {
    public static void main(String args[]) {
        //引用com.meituan.Main日志输出器
        Logger logger = LogManager.getLogger(Main.class);
        //引用的名为RollingFile2的异步AsyncLogger
        Logger logger2 = LogManager.getLogger("RollingFile2");
        Person person = new Person("Li", "lei");
        logger.info("hello, {}", person);
        logger2.info("good bye, {}", person);
}

上述log4j2.xml中配置了两个AsyncLogger，名字分别为com.meituan.Main和RollingFile2。

并且，在main方法中分别使用两个logger来输出两条日志。

在加载log4j2.xml的启动阶段，如果检测到配置了AsyncRoot或AsyncLogger，将启动一个disruptor实例。

log4j2异步注意事项

log4j2异步类型

1) 使用<Async>标签

示例：

<Async name="asyncKafkaLog">
    <AppenderRef ref="Failover" />
</Async>

注意事项：此类异步队列是BockingQueue，队列默认大小是128

2) 使用<AsyncLogger>标签

示例：

<AsyncLogger name="kafkaLogger" level="trace" includeLocation="false">
    <AppenderRef ref="Failover"/>
</AsyncLogger>

注意事项：此类异步队列是Disruptor队列默认大小是4096

3) 使用 JVM参数

示例：

#启动参数方式
-DLog4jContextSelector=org.apache.logging.log4j.core.async.AsyncLoggerContextSelector
#代码方式
System.setProperty("Log4jContextSelector", "org.apache.logging.log4j.core.async.AsyncLoggerContextSelector");

注意事项：此类异步是全量异步，log4j配置文件里所有logger都自动异步，使用异步队列为Disruptor，队列默认大小4096

小提示

① Disruptor队列性能远胜于BlockingQueue，这也是log4j2性能提升的重要原因之一

② 如果启用了全量异步，又使用了<AsyncLogger>会如何？

log4j2会新建两个Disruptor队列，<AsyncLogger>之流使用一个，其他的使用另外一个，所以建议将可能发生阻塞的logger归类使用一个Disruptor，毕竟是队列，一个阻塞了其他的得乖乖等着

③ 如果默认队列长度不足咋办？

#第一步：加大两个Disruptor队列的长度
-DAsyncLogger.RingBufferSize=262144
-DAsyncLoggerConfig.RingBufferSize=262144  
#第二步：设置队列满了时的处理策略：丢弃，否则默认blocking，异步就与同步无异了
-Dlog4j2.AsyncQueueFullPolicy=Discard

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本文标题：关于log4j2的异步日志输出方式

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