面试题：Java日志框架深度定制与整合

Question

在一个复杂的微服务架构项目中，需要将多种不同类型的日志（如业务日志、系统日志、访问日志）进行统一管理和分析，同时要支持动态调整日志级别和格式。你如何基于Java日志框架（如Log4j 2）进行深度定制与整合，以满足这些需求？请详细阐述设计思路和关键实现步骤。

Answer 1

设计思路

1. 日志分类存储：通过不同的Appender将业务日志、系统日志、访问日志分别存储到不同的文件或目标，便于后续管理和分析。
2. 动态配置：利用Log4j 2的Configuration API实现日志级别和格式的动态调整，无需重启应用。
3. 统一管理：采用集中式的配置文件（如XML、JSON等）对所有类型日志进行统一配置，便于维护。

关键实现步骤

1. 引入依赖：在项目的pom.xml中添加Log4j 2相关依赖。

<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-api</artifactId>
    <version>2.14.1</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-core</artifactId>
    <version>2.14.1</version>
</dependency>

2. 配置文件编写：创建log4j2.xml配置文件。

<Configuration status="WARN">
    <Appenders>
        <!-- 业务日志Appender -->
        <File name="BusinessFile" fileName="business.log">
            <PatternLayout pattern="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/>
        </File>
        <!-- 系统日志Appender -->
        <File name="SystemFile" fileName="system.log">
            <PatternLayout pattern="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/>
        </File>
        <!-- 访问日志Appender -->
        <File name="AccessFile" fileName="access.log">
            <PatternLayout pattern="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/>
        </File>
    </Appenders>
    <Loggers>
        <!-- 业务日志Logger -->
        <Logger name="businessLogger" level="info" additivity="false">
            <AppenderRef ref="BusinessFile"/>
        </Logger>
        <!-- 系统日志Logger -->
        <Logger name="systemLogger" level="info" additivity="false">
            <AppenderRef ref="SystemFile"/>
        </Logger>
        <!-- 访问日志Logger -->
        <Logger name="accessLogger" level="info" additivity="false">
            <AppenderRef ref="AccessFile"/>
        </Logger>
        <Root level="info">
            <AppenderRef ref="BusinessFile"/>
            <AppenderRef ref="SystemFile"/>
            <AppenderRef ref="AccessFile"/>
        </Root>
    </Loggers>
</Configuration>

3. 动态调整日志级别：通过代码获取Configuration对象，修改Logger的级别。

import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.core.LoggerContext;
import org.apache.logging.log4j.core.config.Configuration;
import org.apache.logging.log4j.core.config.LoggerConfig;

public class LogLevelChanger {
    public static void changeLevel(String loggerName, String level) {
        LoggerContext context = (LoggerContext) LogManager.getContext(false);
        Configuration config = context.getConfiguration();
        LoggerConfig loggerConfig = config.getLoggerConfig(loggerName);
        loggerConfig.setLevel(org.apache.logging.log4j.Level.getLevel(level));
        context.updateLoggers();
    }
}

4. 动态调整日志格式：类似动态调整日志级别，获取Configuration对象，修改PatternLayout中的模式。

import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.core.Appender;
import org.apache.logging.log4j.core.LoggerContext;
import org.apache.logging.log4j.core.config.Configuration;
import org.apache.logging.log4j.core.config.LoggerConfig;
import org.apache.logging.log4j.core.layout.PatternLayout;

public class LogFormatChanger {
    public static void changeFormat(String loggerName, String newPattern) {
        LoggerContext context = (LoggerContext) LogManager.getContext(false);
        Configuration config = context.getConfiguration();
        LoggerConfig loggerConfig = config.getLoggerConfig(loggerName);
        Appender appender = loggerConfig.getAppenders().values().iterator().next();
        PatternLayout layout = PatternLayout.newBuilder()
              .withPattern(newPattern)
              .build();
        appender.setLayout(layout);
        context.updateLoggers();
    }
}

在实际应用中，可通过REST API等方式调用上述方法，实现动态调整日志级别和格式。