面试题：Java日志框架的最佳实践优化

Question

假设你在一个高并发的Java Web项目中使用Logback作为日志框架，为了提高日志写入性能和降低系统资源消耗，你会采取哪些优化措施？

Answer 1

1. 异步日志

• 原理：使用AsyncAppender将日志写入操作异步化。当应用程序调用日志记录方法时，不是直接将日志写入文件或其他目的地，而是将日志事件放入一个队列中，由专门的线程从队列中取出日志事件并进行实际的写入操作。
• 配置示例：

<appender name="ASYNC" class="ch.qos.logback.classic.AsyncAppender">
    <appender-ref ref="FILE" />
    <queueSize>256</queueSize>
    <discardingThreshold>0</discardingThreshold>
</appender>

• queueSize：指定队列的大小，若队列满了，新的日志事件根据discardingThreshold策略处理。
• discardingThreshold：当队列剩余空间小于此阈值时，丢弃新的日志事件，0表示不丢弃。

2. 批量写入

• 原理：一些日志输出目标（如数据库）支持批量操作。可以配置JDBCAppender等相关Appender，将多个日志事件收集起来，批量写入数据库，减少数据库I/O次数。
• 配置示例：对于JDBCAppender，可设置batchSize属性。

<appender name="JDBC" class="ch.qos.logback.classic.db.JDBCAppender">
    <dataSource class="com.zaxxer.hikari.HikariDataSource">
        <!-- 数据源配置 -->
    </dataSource>
    <sql>INSERT INTO log_table (message, timestamp) VALUES (?, ?)</sql>
    <batchSize>50</batchSize>
</appender>

• batchSize表示一次批量写入数据库的日志记录数。

3. 合理选择日志级别

• 原理：在开发环境可以设置较低的日志级别（如DEBUG）以便调试，而在生产环境设置为较高的日志级别（如INFO、WARN、ERROR）。这样可以减少不必要的日志记录，降低系统开销。
• 配置示例：在logback.xml中设置根日志级别。

<root level="info">
    <appender-ref ref="STDOUT" />
    <appender-ref ref="FILE" />
</root>

4. 优化日志格式

• 原理：避免在日志格式中使用复杂的表达式或频繁调用耗时的方法。简洁的日志格式能减少格式化日志所需的时间。
• 示例：避免使用类似%logger{0} - {调用复杂方法()}: %msg%n，而应采用%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{36} - %msg%n这样简洁的格式。

5. 减少日志输出频率

• 原理：对于某些重复出现且不重要的日志，可以使用ConditionalAppender结合Evaluator来控制日志输出频率。例如，对于每分钟只需要记录一次的某个特定类型的日志，可以进行相应配置。
• 配置示例：通过OnMarkerEvaluator和TimeSliceConditional实现按时间间隔输出日志。

<appender name="CONDITIONAL" class="ch.qos.logback.classic.conditional.ConditionalAppender">
    <evaluator class="ch.qos.logback.classic.conditional.evaluator.OnMarkerEvaluator">
        <marker>MY_MARKER</marker>
        <then>
            <evaluator class="ch.qos.logback.classic.conditional.evaluator.TimeSliceConditional">
                <timeSlice>60000</timeSlice> <!-- 每分钟输出一次 -->
            </evaluator>
        </then>
    </evaluator>
    <appender-ref ref="FILE" />
</appender>

6. 调整日志文件大小和滚动策略

• 原理：根据实际需求合理设置日志文件大小和滚动策略。如果文件设置过大，可能导致单个文件写入时间过长且不利于管理；如果设置过小，频繁滚动会增加I/O开销。
• 配置示例：使用SizeAndTimeBasedRollingPolicy进行按大小和时间滚动。

<appender name="FILE" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
    <file>logs/app.log</file>
    <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeAndTimeBasedRollingPolicy">
        <fileNamePattern>logs/app.%d{yyyy-MM-dd}.%i.log.gz</fileNamePattern>
        <maxFileSize>10MB</maxFileSize>
        <maxHistory>30</maxHistory>
    </rollingPolicy>
    <encoder>
        <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{36} - %msg%n</pattern>
    </encoder>
</appender>

• maxFileSize指定单个日志文件最大大小，maxHistory指定保留的历史日志文件数量。