- jdk-logging、log4j、logback日志介绍及原理
- jcl与jul、log4j1、log4j2、logback的集成原理
- slf4j与jdk-logging、log4j1、log4j2、logback的集成原理
- slf4j、jcl、jul、log4j1、log4j2、logback大总结
前面介绍了jdk自带的logging、log4j1、log4j2、logback等实际的日志框架
对于开发者而言,每种日志都有不同的写法。如果我们以实际的日志框架来进行编写,代码就限制死了,之后就很难再更换日志系统,很难做到无缝切换。
java web开发就经常提到一项原则: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,也可以做到无缝切换。
这就是commons-logging与slf4j的初衷。
下面就来介绍下commons-logging与slf4j这两个门面如何与上述四个实际的日志框架进行集成的呢
介绍之前先说明下日志简称:
- jdk自带的logging->简称 jul (java-util-logging)
- apache commons-logging->简称 jcl
#2 apache commons-logging
先从一个简单的使用案例来说明
##2.1 简单的使用案例
private static Log logger=LogFactory.getLog(JulJclTest.class);
publicstaticvoidmain(String[] args){
if(logger.isTraceEnabled()){
logger.trace("commons-logging-jcl trace message");
}
if(logger.isDebugEnabled()){
logger.debug("commons-logging-jcl debug message");
}
if(logger.isInfoEnabled()){
logger.info("commons-logging-jcl info message");
}
}
上述Log、LogFactory都是commons-logging自己的接口和类
##2.2 使用原理
LogFactory.getLog(JulJclTest.class)的源码如下:
public static Log getLog(Classclazz) throwsLogConfigurationException{
return getFactory().getInstance(clazz);
}
上述获取Log的过程大致分成2个阶段
- 获取LogFactory的过程 (从字面上理解就是生产Log的工厂)
- 根据LogFactory获取Log的过程
commons-logging默认提供的LogFactory实现:LogFactoryImpl commons-logging默认提供的Log实现:Jdk14Logger、Log4JLogger、SimpleLog。
来看下commons-logging包中的大概内容:
下面来详细说明:
-
1 获取LogFactory的过程
从下面几种途径来获取LogFactory
-
1.1 系统属性中获取,即如下形式
System.getProperty("org.apache.commons.logging.LogFactory")
-
1.2 使用java的SPI机制,来搜寻对应的实现
对于java的SPI机制,详细内容可以自行搜索,这里不再说明。搜寻路径如下:
META-INF/services/org.apache.commons.logging.LogFactory
简单来说就是搜寻哪些jar包中含有搜寻含有上述文件,该文件中指明了对应的LogFactory实现
-
1.3 从commons-logging的配置文件中寻找
commons-logging也是可以拥有自己的配置文件的,名字为commons-logging.properties,只不过目前大多数情况下,我们都没有去使用它。如果使用了该配置文件,尝试从配置文件中读取属性"org.apache.commons.logging.LogFactory"对应的值
-
1.4 最后还没找到的话,使用默认的org.apache.commons.logging.impl.LogFactoryImpl
LogFactoryImpl是commons-logging提供的默认实现
-
-
2 根据LogFactory获取Log的过程
这时候就需要寻找底层是选用哪种类型的日志
就以commons-logging提供的默认实现为例,来详细看下这个过程:
-
2.1 从commons-logging的配置文件中寻找Log实现类的类名
从commons-logging.properties配置文件中寻找属性为"org.apache.commons.logging.Log"对应的Log类名
-
2.2 从系统属性中寻找Log实现类的类名
即如下方式获取:
System.getProperty("org.apache.commons.logging.Log")
-
2.3 如果上述方式没找到,则从classesToDiscover属性中寻找
classesToDiscover属性值如下:
private static final String[] classesToDiscover = { "org.apache.commons.logging.impl.Log4JLogger", "org.apache.commons.logging.impl.Jdk14Logger", "org.apache.commons.logging.impl.Jdk13LumberjackLogger", "org.apache.commons.logging.impl.SimpleLog" };
它会尝试根据上述类名,依次进行创建,如果能创建成功,则使用该Log,然后返回给用户。
-
下面针对具体的日志框架,看看commons-logging是如何集成的
#3 commons-logging与jul集成
##3.1 需要的jar包
- commons-logging
对应的maven依赖是:
<dependency>
<groupId>commons-logging</groupId>
<artifactId>commons-logging</artifactId>
<version>1.2</version>
</dependency>
##3.2 使用案例
private static Log logger=LogFactory.getLog(JulJclTest.class);
publicstaticvoidmain(String[] args){
if(logger.isTraceEnabled()){
logger.trace("commons-logging-jcl trace message");
}
if(logger.isDebugEnabled()){
logger.debug("commons-logging-jcl debug message");
}
if(logger.isInfoEnabled()){
logger.info("commons-logging-jcl info message");
}
}
结果输出如下:
四月 27, 2015 11:13:33 下午 com.demo.log4j.JulJclTest main
信息: commons-logging-jcl info message
##3.3 使用案例分析
案例过程分析,就是看看上述commons-logging的在执行原理的过程中是如何来走的
-
1 获取获取LogFactory的过程
- 1.1 我们没有配置系统属性"org.apache.commons.logging.LogFactory"
- 1.2 我们没有配置commons-logging的commons-logging.properties配置文件
- 1.3 也没有含有"META-INF/services/org.apache.commons.logging.LogFactory"路径的jar包
所以commons-logging会使用默认的LogFactoryImpl作为LogFactory
-
2 根据LogFactory获取Log的过程
- 2.1 我们没有配置commons-logging的commons-logging.properties配置文件
- 2.2 我们没有配置系统属性"org.apache.commons.logging.Log"
所以就需要依次根据classesToDiscover中的类名称进行创建。
-
2.3 先是创建org.apache.commons.logging.impl.Log4JLogger
创建失败,因为该类是依赖org.apache.log4j包中的类的
-
2.4 接着创建org.apache.commons.logging.impl.Jdk14Logger
创建成功,所以我们返回的就是Jdk14Logger,看下它是如何与jul集成的
它内部有一个java.util.logging.Logger logger属性,所以Jdk14Logger的info("commons-logging-jcl info message")操作都会转化成由java.util.logging.Logger来实现:
上述logger的来历:
logger = java.util.logging.Logger.getLogger(name);
就是使用jul原生的方式创建的一个java.util.logging.Logger,参见jdk-logging的原生写法
是如何打印info信息的呢?
使用jul原生的方式:
logger.log(Level.WARNING,"commons-logging-jcl info message");
由于jul默认的级别是INFO级别(见上一篇文章的说明中的配置文件jdk自带的logging),所以只打出了如下信息:
四月 27, 2015 11:41:24 下午 com.demo.log4j.JulJclTest main
信息: commons-logging-jcl info message
原生的jdk的logging的日志级别是FINEST、FINE、INFO、WARNING、SEVERE分别对应我们常见的trace、debug、info、warn、error。
#4 commons-logging与log4j1集成
##4.1 需要的jar包
- commons-logging
- log4j
对应的maven依赖是:
<dependency>
<groupId>commons-logging</groupId>
<artifactId>commons-logging</artifactId>
<version>1.2</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>log4j</groupId>
<artifactId>log4j</artifactId>
<version>1.2.17</version>
</dependency>
##4.2 使用案例
-
在类路径下加入log4j的配置文件log4j.properties
log4j.rootLogger = trace, console log4j.appender.console = org.apache.log4j.ConsoleAppender log4j.appender.console.layout = org.apache.log4j.PatternLayout log4j.appender.console.layout.ConversionPattern = %-d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} %m%n
-
使用方式如下:
private static Log logger=LogFactory.getLog(Log4jJclTest.class); publicstaticvoidmain(String[] args){ if(logger.isTraceEnabled()){ logger.trace("commons-logging-log4j trace message"); } if(logger.isDebugEnabled()){ logger.debug("commons-logging-log4j debug message"); } if(logger.isInfoEnabled()){ logger.info("commons-logging-log4j info message"); } }
代码没变,还是使用commons-logging的接口和类来编程,没有log4j的任何影子。这样,commons-logging就与log4j集成了起来,我们可以通过log4j的配置文件来控制日志的显示级别
上述是trace级别(小于debug),所以trace、debug、info的都会显示出来
##4.3 使用案例分析
案例过程分析,就是看看上述commons-logging的在执行原理的过程中是如何来走的:
-
1 获取获取LogFactory的过程
同上述jcl的过程一样,使用默认的LogFactoryImpl作为LogFactory
-
2 根据LogFactory获取Log的过程
同上述jcl的过程一样,最终会依次根据classesToDiscover中的类名称进行创建:
先是创建org.apache.commons.logging.impl.Log4JLogger
创建成功,因为此时含有log4j的jar包,所以返回的是Log4JLogger,我们看下它与commons-logging是如何集成的:
它内部有一个org.apache.log4j.Logger logger属性,这个是log4j的原生Logger。所以Log4JLogger都是委托这个logger来完成的
-
2.1 org.apache.log4j.Logger logger来历
org.apache.log4j.Logger.getLogger(name)
使用原生的log4j1的写法来生成,参见之前log4j原生的写法log4j1原生的写法,我们知道上述过程会引发log4j1的配置文件的加载,之后就进入log4j1的世界了
-
2.2 输出日志
测试案例中我们使用commons-logging输出的日志的形式如下(这里的logger是org.apache.commons.logging.impl.Log4JLogger类型):
logger.debug("commons-logging-log4j debug message");
其实就会转换成log4j原生的org.apache.log4j.Logger对象(就是上述获取的org.apache.log4j.Logger类型的logger对象)的如下输出:
logger.debug("log4j debug message");
-
上述过程最好与log4j1的原生方式对比着看,见log4j1的原生方式
#5 commons-logging与log4j2集成
##5.1 需要的jar包
- commons-logging
- log4j-api (log4j2的API包)
- log4j-core (log4j2的API实现包)
- log4j-jcl (log4j2与commons-logging的集成包)
对应的maven依赖是:
<dependency>
<groupId>commons-logging</groupId>
<artifactId>commons-logging</artifactId>
<version>1.2</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
<artifactId>log4j-api</artifactId>
<version>2.2</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
<artifactId>log4j-core</artifactId>
<version>2.2</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
<artifactId>log4j-jcl</artifactId>
<version>2.2</version>
</dependency>
##5.2 使用案例
-
编写log4j2的配置文件log4j2.xml,简单如下:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><Configurationstatus="WARN"><Appenders><Consolename="Console"target="SYSTEM_OUT"><PatternLayoutpattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/></Console></Appenders><Loggers><Rootlevel="debug"><AppenderRefref="Console"/></Root></Loggers></Configuration>
-
使用案例如下:
private static Log logger=LogFactory.getLog(Log4j2JclTest.class); publicstaticvoidmain(String[] args){ if(logger.isTraceEnabled()){ logger.trace("commons-logging-log4j trace message"); } if(logger.isDebugEnabled()){ logger.debug("commons-logging-log4j debug message"); } if(logger.isInfoEnabled()){ logger.info("commons-logging-log4j info message"); } }
仍然是使用commons-logging的Log接口和LogFactory来进行编写,看不到log4j2的影子。但是这时候含有上述几个jar包,log4j2就与commons-logging集成了起来。
##5.3 使用案例分析
案例过程分析,就是看看上述commons-logging的在执行原理的过程中是如何来走的:
-
1 先来看下上述 log4j-jcl(log4j2与commons-logging的集成包)的来历:
我们知道,commons-logging原始的jar包中使用了默认的LogFactoryImpl作为LogFactory,该默认的LogFactoryImpl中的classesToDiscover(到上面查看它的内容)并没有log4j2对应的Log实现类。所以我们就不能使用这个原始包中默认的LogFactoryImpl了,需要重新指定一个,并且需要给出一个apache的Log实现(该Log实现是用于log4j2的),所以就产生了log4j-jcl这个jar包,来看下这个jar包的大致内容:
这里面的LogFactoryImpl就是要准备替换commons-logging中默认的LogFactoryImpl(其中META-INF/services/下的那个文件起到重要的替换作用,下面详细说)
这里面的Log4jLog便是针对log4j2的,而commons-logging中的原始的Log4JLogger则是针对log4j1的。它们都是commons-logging的Log接口的实现
-
2 获取获取LogFactory的过程
这个过程就和jul、log4j1的集成过程不太一样了。通过java的SPI机制,找到了org.apache.commons.logging.LogFactory对应的实现,即在log4j-jcl包中找到的,其中META-INF/services/org.apache.commons.logging.LogFactory中的内容是:
org.apache.logging.log4j.jcl.LogFactoryImpl
即指明了使用log4j-jcl中的LogFactoryImpl作为LogFactory
-
3 根据LogFactory获取Log的过程
就来看下log4j-jcl中的LogFactoryImpl是怎么实现的
public classLogFactoryImplextendsLogFactory{ private final LoggerAdapter<Log> adapter = new LogAdapter(); //略 }
这个LoggerAdapter是lo4j2中的一个适配器接口类,根据log4j2生产的原生的org.apache.logging.log4j.Logger实例,将它包装成你指定的泛型类。
这里使用的LoggerAdapter实现是LogAdapter,它的内容如下:
public classLogAdapterextendsAbstractLoggerAdapter<Log>{ @Override protected Log newLogger(final String name, final LoggerContext context) { return new Log4jLog(context.getLogger(name)); } @Override protected LoggerContext getContext() { return getContext(ReflectionUtil.getCallerClass(LogFactory.class)); } }
我们可以看到,它其实就是将原生的log4j2的Logger封装成Log4jLog。这里就可以看明白了,下面来详细的走下流程,看看是什么时候来初始化log4j2的:
-
3.1 首先获取log4j2中的重要配置对象LoggerContext,LogAdapter的实现如上面的源码(使用父类的getContext方法),父类方法的内容如下:
LogManager.getContext(cl, false);
我们可以看到这其实就是使用log4j2的LogManager进行初始化的,至此就进入log4j2的初始化的世界了。
-
3.2 log4j2的LoggerContext初始化完成后,该生产一个log4j2原生的Logger对象
使用log4j2原生的方式:
context.getLogger(name)
-
3.3 将上述方式产生的Log4j原生的Logger实例进行包装,包装成Log4jLog
new Log4jLog(context.getLogger(name));
至此,我们通过Log4jLog实例打印的日志都是委托给了它内部包含的log4j2的原生Logger对象了。
-
上述过程最好与log4j2的原生方式对比着看,见log4j2的原生方式
#6 commons-logging与logback集成
##6.1 需要的jar包
- jcl-over-slf4j (替代了commons-logging,下面详细说明)
- slf4j-api
- logback-core
- logback-classic
对应的maven依赖是:
<dependency>
<groupId>org.slf4j</groupId>
<artifactId>jcl-over-slf4j</artifactId>
<version>1.7.12</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.slf4j</groupId>
<artifactId>slf4j-api</artifactId>
<version>1.7.12</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>ch.qos.logback</groupId>
<artifactId>logback-core</artifactId>
<version>1.1.3</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>ch.qos.logback</groupId>
<artifactId>logback-classic</artifactId>
<version>1.1.3</version>
</dependency>
##6.2 使用案例
-
首先在类路径下编写logback的配置文件logback.xml,简单如下:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><configuration><appendername="STDOUT"class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender"><encoder><pattern>%d{HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{36} - %msg%n</pattern></encoder></appender><rootlevel="DEBUG"><appender-refref="STDOUT" /></root></configuration>
-
使用方式:
private static Log logger=LogFactory.getLog(LogbackTest.class); publicstaticvoidmain(String[] args){ if(logger.isTraceEnabled()){ logger.trace("commons-logging-jcl trace message"); } if(logger.isDebugEnabled()){ logger.debug("commons-logging-jcl debug message"); } if(logger.isInfoEnabled()){ logger.info("commons-logging-jcl info message"); } }
完全是用commons-logging的API来完成日志编写
##6.3 使用案例分析
logback本身的使用其实就和slf4j绑定了起来,现在要想指定commons-logging的底层log实现是logback,则需要2步走
- 第一步: 先将commons-logging底层的log实现转向slf4j (jcl-over-slf4j干的事)
- 第二步: 再根据slf4j的选择底层日志原理,我们使之选择上logback
这样就可以完成commons-logging与logback的集成。即写着commons-logging的API,底层却是logback来进行输出
然后来具体分析下整个过程的源码实现:
-
1 先看下jcl-over-slf4j都有哪些内容(它可以替代了commons-logging),如下图
-
1.1 commons-logging中的Log接口和LogFactory类等
这是我们使用commons-logging编写需要的接口和类
-
1.2 去掉了commons-logging原生包中的一些Log实现和默认的LogFactoryImpl
只有SLF4JLog实现和SLF4JLogFactory
这就是jcl-over-slf4j的大致内容
这里可以与commons-logging原生包中的内容进行下对比。原生包中的内容如下:
-
-
2 获取获取LogFactory的过程
jcl-over-slf4j包中的LogFactory和commons-logging中原生的LogFactory不一样,jcl-over-slf4j中的LogFactory直接限制死,是SLF4JLogFactory,源码如下:
public abstract classLogFactory{ static LogFactory logFactory = new SLF4JLogFactory(); //略 }
-
3 根据LogFactory获取Log的过程
这就需要看下jcl-over-slf4j包中的SLF4JLogFactory的源码内容:
Log newInstance; Logger slf4jLogger = LoggerFactory.getLogger(name); if (slf4jLogger instanceof LocationAwareLogger) { newInstance = new SLF4JLocationAwareLog((LocationAwareLogger) slf4jLogger); } else { newInstance = new SLF4JLog(slf4jLogger); }
可以看到其实是用slf4j的LoggerFactory先创建一个slf4j的Logger实例(这其实就是单独使用logback的使用方式,见logback原生案例)。
然后再将这个Logger实例封装成common-logging定义的Log接口实现,即SLF4JLog或者SLF4JLocationAwareLog实例。
所以我们使用的commons-logging的Log接口实例都是委托给slf4j创建的Logger实例(slf4j的这个实例又是选择logbakc后产生的,即slf4j产生的Logger实例最终还是委托给logback中的Logger的)
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内容概要:本文详细介绍了无传感器永磁同步电机(PMSM)控制技术,特别是针对低速和中高速的不同控制策略。低速阶段采用I/F控制,通过固定电流幅值和斜坡加速的方式启动电机,确保平稳启动。中高速阶段则引入滑模观测器进行反电动势估算,从而精确控制电机转速。文中还讨论了两者之间的平滑切换逻辑,强调了参数选择和调试技巧的重要性。此外,提供了具体的伪代码示例,帮助读者更好地理解和实现这一控制方案。 适合人群:从事电机控制系统设计的研发工程师和技术爱好者。 使用场景及目标:适用于需要降低成本并提高可靠性的应用场景,如家用电器、工业自动化设备等。主要目标是掌握无传感器PMSM控制的基本原理及其优化方法。 其他说明:文中提到的实际案例和测试数据有助于加深理解,同时提醒开发者注意硬件参数准确性以及调试过程中可能出现的问题。
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内容概要:本文详细介绍了使用Matlab解决车辆路径规划问题的四种经典算法:TSP(旅行商问题)、CVRP(带容量约束的车辆路径问题)、CDVRP(带容量和距离双重约束的车辆路径问题)和VRPTW(带时间窗约束的车辆路径问题)。针对每个问题,文中提供了具体的算法实现思路和关键代码片段,如遗传算法用于TSP的基础求解,贪心算法和遗传算法结合用于CVRP的路径分割,以及带有惩罚函数的时间窗约束处理方法。此外,还讨论了性能优化技巧,如矩阵运算替代循环、锦标赛选择、2-opt局部优化等。 适合人群:具有一定编程基础,尤其是对物流调度、路径规划感兴趣的开发者和技术爱好者。 使用场景及目标:适用于物流配送系统的路径优化,旨在提高配送效率,降低成本。具体应用场景包括但不限于外卖配送、快递运输等。目标是帮助读者掌握如何利用Matlab实现高效的路径规划算法,解决实际业务中的复杂约束条件。 其他说明:文中不仅提供了详细的代码实现,还分享了许多实践经验,如参数设置、数据预处理、异常检测等。建议读者在实践中不断尝试不同的算法组合和优化策略,以应对更加复杂的实际问题。
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包括:源程序工程文件、Proteus仿真工程文件、论文材料、配套技术手册等 1、采用51/52单片机作为主控芯片; 2、采用1602液晶显示:测量酒精值、酒驾阈值、醉驾阈值; 3、采用PCF8591进行AD模数转换; 4、LED指示:正常绿灯、酒驾黄灯、醉驾红灯; 5、可通过按键修改酒驾醉驾阈值;
内容概要:本文详细介绍了利用MATLAB实现约束最优化求解的方法,主要分为两大部分:无约束优化和带约束优化。对于无约束优化,作者首先讲解了梯度下降法的基本原理和实现技巧,如步长搜索和Armijo条件的应用。接着深入探讨了带约束优化问题,特别是序列二次规划(SQP)方法的具体实现,包括拉格朗日函数的Hesse矩阵计算、QP子问题的构建以及拉格朗日乘子的更新策略。文中不仅提供了详细的MATLAB代码示例,还分享了许多调参经验和常见错误的解决办法。 适合人群:具备一定数学基础和编程经验的研究人员、工程师或学生,尤其是对最优化理论和应用感兴趣的读者。 使用场景及目标:适用于需要解决各类优化问题的实际工程项目,如机械臂能耗最小化、化工过程优化等。通过学习本文,读者能够掌握如何将复杂的约束优化问题分解为更易处理的二次规划子问题,从而提高求解效率和准确性。 其他说明:文章强调了优化算法选择的重要性,指出不同的问题结构决定了最适合的算法。此外,作者还分享了一些实用的经验教训,如Hesse矩阵的正定性处理和惩罚因子的动态调整,帮助读者少走弯路。