Java中 SLF4J和Logback和Log4j和Logging的区别与联系

前言

张家村

小张的设计

正交性

Log4j

最后

前言

Java帝国在诞生之初就提供了集合、线程、IO、网络等常用功能，从C和C++领地那里吸引了大量程序员过来加盟，但是却有意无意地忽略了一个重要的功能：输出日志。
对于这一点，IO大臣其实非常清楚，日志是个很重要的东西，因为程序运行起来以后，基本上就是一个黑盒子，如果程序的行为和预料的不一致，那就是出现Bug了，如何去定位这个Bug 呢?
臣民们能用的工具有两个，第一个就是单步调试，一步步地跟踪，查看代码中变量的值，这种办法费时费力，并且只能在程序员的机器上才能用。
第二种就是在特定的地方打印日志，通过日志的输出，帮助快速定位。尤其是当代码在生产环境上跑起来以后，日志信息更是必不可少，要不然出了状况两眼一抹黑，上哪儿找问题去? 总不能让臣民们把自己变成一个线程进入系统来执行吧?
但是IO大臣也有自己的小算盘：日志嘛，用我的System.out.println(…..) 不就可以了?! 我还提供了System.err.println不是?
在IO大臣的阻挠下，从帝国的第一代国王到第三代国王，都没有在JDK中提供日志相关的工具包，臣民们只好忍受着去使用System.out.println去输出日志，把所有的信息都输出到控制台，让那里变成一堆垃圾。

张家村

张家村的电子商务系统也不能幸免，自然也遇到了日志的问题。经验丰富的老村长已经烦透了System.out.println所输出的大量难于理解的无用信息，看着村民民整天苦逼地和这些System.out做斗争，他找来了小张，命令他设计一个通用的处理日志的系统。
小张在消息队列和JMS的设计上花了不少功夫，积累了丰富的经验，从那以后一直都是实现业务代码，一直都是CRUD，张二妮整天笑话自己是HTML填空人员，这一回一定要让她看看自己的设计功力!

老村长给小张下达的需求是这样的：

1. 日志消息除了能打印到控制台，还可以输出到文件，甚至可以通过邮件发送出去(例如生成环境出错的消息)

2. 日志内容应该可以做格式化，例如变成纯文本，XML, HTML格式等等

3. 对于不同的Java class，不同的 package ，还有不同级别的日志，应该可以灵活地输出到不同的文件中。

例如对于com.foo 这个package，所有的日志都输出到 foo.log 文件中

对于com.bar 这个package ，所有文件都输出到bar. log文件中

对于所有的ERROR级别的日志，都输出到 errors.log文件中

4. 能对日志进行分级，有些日志纯属debug ，在本机或者测试环境使用，方便程序员的调试，生产环境完全不需要。有些日志是描述错误(error)的，在生产环境下出错的话必须要记录下来，帮助后续的分析。

小张仔细看了看，拍着胸脯对老村长说：“没问题，明天一定让您老看到结果。”

小张的设计

老村长走了以后，小张开始分析需求，祭出“面向对象设计大法”，试图从村长的需求中抽象出一点概念。

首先要记录日志，肯定需要一个类来表达日志的概念，这个类至少应该有两个属性，一个是时间戳，一个是消息本身，把它叫做 LoggingEvent 吧，记录日志就像记录一个事件嘛。

其次是日志可以输出到不同的地方，控制台、文件、邮件等等，这个可以抽象一下，不就是写到不同的目的地吗? 可以叫做LogDestination?

嗯，还是简单一点，叫做 Appender 吧，暗含了可以不断追加日志的意思。

至于第二条的日志内容可以格式化，完全可以比葫芦画瓢，定义一个Formatter接口去格式化消息。

对了， Appender 应该引用Formatter ，这样以来就可以对LoggingEvent记录格式化以后再发送。

第三条需求把小张给难住了，不同的class, package 输出的目的地不同? “目的地”这个概念是由Appender来表达的，难道让不同的class, package 和Appender关联? 不不，不能这样 !

还需要一个新的概念，这个概念是什么?

从用户角度想一下，村民们要想获取日志，必须得先获取个什么东西，这个东西是不是可以称为Logger啊? 灵感的火花就闪了那么一下就被小张抓住了：获取Logger的时候要传入类名或者包名!

class, package就区分开了，然后让Logger 和Appender关联，灵活地设置日志的目的地，并且一个Logger可以拥有多个Appender，同一条日志消息可以输出到多个地方，完美!

小张迅速地画出了核心类的类图：

还算漂亮，小张陶醉着自我欣赏了一下。

再接再厉，把第四条需求也设计一下，日志要分级，这个简单，定义一个Priority的类，里边定义5个常量DEBUG, INFO, WARN, ERROR, FATAL，表示5个不同的级别就OK了。当然这我5个级别有高低之分， DEBUG级别最低， FATAL级别最高。
还可以给Logger增加一些辅助编程的方法，如Logger.debug(….) , Logger.info(…) , Logger.warn(…) 等等，这样村民们将来就可以轻松地输出各种级别的日志了。

等一下，老村长还说过“对于所有的ERROR级别的日志，都输出到 errors.log文件中” 类似这样的需求，好像给忽略了。

这也好办嘛，只要在Appender上增加一个属性，就叫做Priority，如果用户要输出的日志是DEBUG级别，但是有个FileAppender的Priority是 ERROR级别，那这个日志就不用在这个FileAppender中输出了，因为ERROR级别比DEBUG级别高嘛。

同理，在Logger类上也可以增加一个Priority的属性，用户可以去设置，如果一个Logger的Priority是ERROR，而用户调用了这个Logger的debug方法，那这个debug 的消息也不会输出。

小张全心全意地投入到设计当中，一看时间，都快半夜了，赶紧休息，明天向村长汇报去。

正交性

第二天，小张给老村长展示了自己设计的LoggerEvent, Logger , Appender, Formatter, Priority 等类和接口，老村长捻着胡子满意地点点头：“不错不错，与上一次相比有巨大的进步。你知不知道我在需求中其实给了你引导?”

“引导? 什么引导? ”

“就是让你朝着正交的方向去努力啊”

“正交? ”

“如果你把Logger, Appender, Formatter看成坐标系中的X轴，Y轴，Z轴，你看看，这三者是不是可以独立变化而不互相影响啊?”

“我赛，果然如此，我可以任意扩展Appender接口而影响不到Logger和Formatter，无论有多少个Logger 都影响不了Appender和Formatter ，这就是正交了?”
“是啊，当你从系统中提取出正交的概念的时候，那就威力无比了，因为变化被封装在了一个维度上，你可以把这些概念任意组合，而不会变成意大利面条似的代码。 ”

听到村长做了理论的升华，小张兴奋得直搓手。
“好吧，你把这个设计实现了吧，对了，你打算叫什么名字? ” 村长问道

“我打算把他叫做Log4j , 意思是Log for Java”

“不错，就这么定了吧”

Log4j

小张又花了两个月的时间把Log4j 开发了出来，由于Log4j有着良好的设计，优异的性能，不仅仅是张家村的人在用， Java帝国的很多村镇、部落都爱上了它。

后来张家村把Log4j 在Apache部落开源了，这下子吸引了无数的人无偿帮助测试它，扩展它，改进它，很快就成了帝国最流行的日志工具。

张家村建议帝国把Log4j 纳入到JDK 中，帝国那效率低下的官僚机构竟然拒绝了。消息传到了IO大臣的耳朵里，他不由的扼腕叹息：唉，失去了一次极好的招安机会啊。现在唯一的办法就是赶紧上奏皇上，在官方也提供一套，争取让臣民们使用官方版本。

到了第四代国王(JDK1.4)，臣民们终于看到了帝国提供的java.util.logging包，也是用来记录日志的，并且其中的核心概念Logger, Formatter, Handler 和 Log4j非常相似，只是为时已晚， Log4j早已深入人心了，不可撼动了。

最后

Log4j 在Apache开源以后，小张也逐渐地有点落寞，他闲不住又写了一个工具，叫做logback, 有了之前的经验，这logback 比log4j 还要快。

如今的日志世界有了很多的选择，除了java.util.logging, log4j 之外，还有logback，tinylog 等其他工具。

小张想了想，这么多日志工具，用户如果想切换了怎么办?不想用log4j了，能换到logback吗?