OK,现在我们来研究slf4j的源码。前面我转载了一篇上善若水的博客,其实里面已经写的很详细了。没看过slf4j的源码之前我只是大致的了解了slf的执行,看过源码以后不得不惊叹大师的设计,所以这里自己也认真的来整理一遍。
首先,我们从githud上下载slf4j的源码到本地,这个源码用maven管理的,是一个多项目的框架,原来的目录结构如下:
ok,这里好多的子项目,都是slf4j可以桥接的日志框架。我自己删除了好多,只剩下slf4j-api,slf4j-simple,slf4j-log4j12这3个子框架用来研究源码。
首先,我们研究一下slf4j-simple。该框架的目录结构如下:
这里我选中的3个才是一个简单的可以嫁入slf4j去桥接的日志框架的核心,必须有。
OK,然后我们可以自己写一个测试类,也可以直接用框架源码中的测试类。我这里直接拿来用了,测试代码如下:
[java] view plain copy package org.slf4j; import java.io.PrintStream; import org.junit.After; import org.junit.Before; import org.junit.Test; /** * @创建作者: LinkinPark * @创建时间: 2016年3月2日 * @功能描述: 测试类,slf-simple默认只输出info级别的以上的。 */ public class InvocationTest { PrintStream old = System.err; @Before public void setUp() throws Exception { System.setErr(new SilentPrintStream(old)); } @After public void tearDown() throws Exception { System.setErr(old); } @Test public void test() { Logger logger = LoggerFactory.getLogger("slf4j-simple-test"); logger.info("Hello world."); } }
先不用配置文件,直接使用框架默认值来输出日志。来运行一把测试看下效果,junit绿条,控制台输出如下:
[java] view plain copy SLF4J: Class path contains multiple SLF4J bindings. SLF4J: Found binding in [file:/Users/LinkinPark/WorkSpace/slf4j-frame-slf4j/slf4j-simple/target/classes/org/slf4j/impl/StaticLoggerBinder.class] SLF4J: Found binding in [file:/Users/LinkinPark/WorkSpace/slf4j-frame-slf4j/slf4j-api/target/classes/org/slf4j/impl/StaticLoggerBinder.class] SLF4J: See http://www.slf4j.org/codes.html#multiple_bindings for an explanation. SLF4J: Actual binding is of type [org.slf4j.impl.SimpleLoggerFactory] [main] INFO slf4j-simple-test - Hello world.
关于该框架的3个核心类的代码我这里就不贴出来了,和我自己前面写的日志框架一个意思,感兴趣可以去研究我前面的博客。
在simpleLoggerFactory类getLogger()方法上打一个断点,来看下方法调用栈。这个方法的意思就是从日志工厂中获取一个logger实例。
OK,调用过程如下,其实slf源码也没有多少,直接从头到尾看也很快的。
那我们现在就从头到尾看下整个执行过程。
1,平时我们在用logger的时候都要通过工厂类来获取这个实例。代码如下:
[java] view plain copy Logger logger = LoggerFactory.getLogger("slf4j-simple-test"); logger.info("Hello world.");
2,上面工厂中获取logger实例的代码如下,中间这里用一个getILoggerFactory()方法来嫁入一层接口,所有的需要桥接到slf4j日志框架都需要实现ILoggerFactory接口。 [java] view plain copy /** * @创建时间: 2016年3月2日 * @相关参数: @param name 日志名称 * @相关参数: @return * @功能描述: 获取一个logger实例。 * <p> * 这里嫁入一层ILoggerFactory,所有的日志框架都需实现该接口 * </p> */ public static Logger getLogger(String name) { ILoggerFactory iLoggerFactory = getILoggerFactory(); return iLoggerFactory.getLogger(name); }
ILoggerFactory接口源码如下:
[java] view plain copy package org.slf4j; /** * @创建作者: LinkinPark * @创建时间: 2016年3月2日 * @功能描述: slf框架内部的日志工厂 */ public interface ILoggerFactory { // 各种桥接的日志框架都是通过该方法返回的Logger实例 public Logger getLogger(String name); }
3,现在我们来看下
getILoggerFactory()获取ILoggerFactory工厂的方法。在slf的LoggerFactory中,定义了一堆的静态常量,用来做flag控制状态。顾名思义,如果工厂没被初始化,OK,执行performInitialization()方法。
[java] view plain copy static final int UNINITIALIZED = 0; static final int ONGOING_INITIALIZATION = 1; static final int FAILED_INITIALIZATION = 2; static final int SUCCESSFUL_INITIALIZATION = 3; static final int NOP_FALLBACK_INITIALIZATION = 4; static int INITIALIZATION_STATE = UNINITIALIZED; /** * @创建时间: 2016年3月2日 * @相关参数: @return * @功能描述: slf核心代码 */ public static ILoggerFactory getILoggerFactory() { if (INITIALIZATION_STATE == UNINITIALIZED) { synchronized (LoggerFactory.class) { if (INITIALIZATION_STATE == UNINITIALIZED) { INITIALIZATION_STATE = ONGOING_INITIALIZATION; performInitialization(); } } } switch (INITIALIZATION_STATE) { case SUCCESSFUL_INITIALIZATION: return StaticLoggerBinder.getSingleton().getLoggerFactory(); case NOP_FALLBACK_INITIALIZATION: return NOP_FALLBACK_FACTORY; case FAILED_INITIALIZATION: throw new IllegalStateException(UNSUCCESSFUL_INIT_MSG); case ONGOING_INITIALIZATION: return SUBST_FACTORY; } throw new IllegalStateException("Unreachable code"); } 4,现在来看下
performInitialization()方法,看看slf是如何做初始化的。
[java] view plain copy /** * @创建时间: 2016年3月2日 * @相关参数: * @功能描述: 绑定日志框架+校验日志框架版本号 */ private final static void performInitialization() { bind(); if (INITIALIZATION_STATE == SUCCESSFUL_INITIALIZATION) { versionSanityCheck(); } }
5,上面的代码比较比较简单,这里就不做赘述了。接下来我们来看bind(),这个方法是整个slf最核心的代码。
[java] view plain copy private final static void bind() { try { Set<URL> staticLoggerBinderPathSet = null; if (!isAndroid()) { staticLoggerBinderPathSet = findPossibleStaticLoggerBinderPathSet(); reportMultipleBindingAmbiguity(staticLoggerBinderPathSet); } // the next line does the binding StaticLoggerBinder.getSingleton(); INITIALIZATION_STATE = SUCCESSFUL_INITIALIZATION; reportActualBinding(staticLoggerBinderPathSet); fixSubstitutedLoggers(); playRecordedEvents(); SUBST_FACTORY.clear(); } catch (NoClassDefFoundError ncde) { String msg = ncde.getMessage(); if (messageContainsOrgSlf4jImplStaticLoggerBinder(msg)) { INITIALIZATION_STATE = NOP_FALLBACK_INITIALIZATION; Util.report("Failed to load class \"org.slf4j.impl.StaticLoggerBinder\"."); Util.report("Defaulting to no-operation (NOP) logger implementation"); Util.report("See " + NO_STATICLOGGERBINDER_URL + " for further details."); } else { failedBinding(ncde); throw ncde; } } catch (java.lang.NoSuchMethodError nsme) { String msg = nsme.getMessage(); if (msg != null && msg.contains("org.slf4j.impl.StaticLoggerBinder.getSingleton()")) { INITIALIZATION_STATE = FAILED_INITIALIZATION; Util.report("slf4j-api 1.6.x (or later) is incompatible with this binding."); Util.report("Your binding is version 1.5.5 or earlier."); Util.report("Upgrade your binding to version 1.6.x."); } throw nsme; } catch (Exception e) { failedBinding(e); throw new IllegalStateException("Unexpected initialization failure", e); } } 上面的catch不赘述了,核心代码就是下面3行:顾名思义,一行用来寻找可能的日志框架,一行用来输出找到的所有的日志框架信息,最后一行调用加载后的日志框架的staticLoggerBinder来获取该日志框架实例。
在这里要说一点,研究了这么多源码,其他的设计暂且不说,就开源代码的命名真心是一种学问,根本不用加注释,直接看名字就知道里面的代码在做什么了,这点也是很值得我们学习的。
[java] view plain copy if (!isAndroid()) { staticLoggerBinderPathSet = findPossibleStaticLoggerBinderPathSet(); reportMultipleBindingAmbiguity(staticLoggerBinderPathSet); } // the next line does the binding StaticLoggerBinder.getSingleton();
6,这里我们重点来看下findPossibleStaticLoggerBinderPathSet()方法,我去,好长,不过总比写汉语注释的强。
[java] view plain copy // We need to use the name of the StaticLoggerBinder class, but we can't reference the class itself. private static String STATIC_LOGGER_BINDER_PATH = "org/slf4j/impl/StaticLoggerBinder.class"; static Set<URL> findPossibleStaticLoggerBinderPathSet() { // use Set instead of list in order to deal with bug #138 // LinkedHashSet appropriate here because it preserves insertion order during iteration Set<URL> staticLoggerBinderPathSet = new LinkedHashSet<URL>(); try { ClassLoader loggerFactoryClassLoader = LoggerFactory.class.getClassLoader(); Enumeration<URL> paths; if (loggerFactoryClassLoader == null) { paths = ClassLoader.getSystemResources(STATIC_LOGGER_BINDER_PATH); } else { paths = loggerFactoryClassLoader.getResources(STATIC_LOGGER_BINDER_PATH); } while (paths.hasMoreElements()) { URL path = paths.nextElement(); staticLoggerBinderPathSet.add(path); } } catch (IOException ioe) { Util.report("Error getting resources from path", ioe); } return staticLoggerBinderPathSet; } 7,上面的代码在理解上也没什么难度,首先定义一个path常量,指定加载类的路径,然后获取所有找见的StaticLoggerBinder类装入一个LinkedHashSet中。
这里用到一个类加载的知识,关于类加载我一会会专门整理一篇相关博客,个人觉得还是有点研究意义的。
8,OK,现在核心代码研究完了,在上面的第7步中,返回一个set后控制台打印输出,但是实际情况系统加载器只加载一个StaticLoggerBinder类,所以这里会加载第一个找见的该类,然后调用该类的getSingleton()方法,这个时候就切回到了slf4j-simple框架中了。该工厂类这里还用了一个单例来获取自己:
[java] view plain copy public class StaticLoggerBinder implements LoggerFactoryBinder { /** * The unique instance of this class. * */ private static final StaticLoggerBinder SINGLETON = new StaticLoggerBinder(); /** * Return the singleton of this class. * * @return the StaticLoggerBinder singleton */ public static final StaticLoggerBinder getSingleton() { return SINGLETON; } 9,初始化结束了,slf4j上面定义的一些旗标控制了正确的状态,然后这里就获取了相关日志框架的loggerFactory了。
[java] view plain copy private final ILoggerFactory loggerFactory; private StaticLoggerBinder() { loggerFactory = new SimpleLoggerFactory(); } public ILoggerFactory getLoggerFactory() { return loggerFactory; } public String getLoggerFactoryClassStr() { return loggerFactoryClassStr; } 10,成功的获取ILoggerFactory之后,调用该接口的getLogger()来获取相应的Logger实例就OK了。这里贴出slf4j-simple的LoggerFactory类源码,挺简单的。
[java] view plain copy package org.slf4j.impl; import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; import java.util.concurrent.ConcurrentMap; import org.slf4j.Logger; import org.slf4j.ILoggerFactory; public class SimpleLoggerFactory implements ILoggerFactory { ConcurrentMap<String, Logger> loggerMap; public SimpleLoggerFactory() { loggerMap = new ConcurrentHashMap<String, Logger>(); // logger类初始化 SimpleLogger.init(); } public Logger getLogger(String name) { Logger simpleLogger = loggerMap.get(name); if (simpleLogger != null) { return simpleLogger; } else { Logger newInstance = new SimpleLogger(name); Logger oldInstance = loggerMap.putIfAbsent(name, newInstance); return oldInstance == null ? newInstance : oldInstance; } } void reset() { loggerMap.clear(); } } OK,到此为止,整个的日志框架初始化和获取logger实例都已经结束了,接下来就可以调用logger的info()等方法来输出日志了,剩下的我以前自己写的日志框架很详细,这里就不做赘述了。
同样的,我们现在来研究slf-log4j12的源码也是一个意思,直接打开框架源码中的测试类来执行测试,测试代码如下:
[java] view plain copy package org.slf4j; import static org.junit.Assert.assertEquals; import org.junit.After; import org.junit.Before; import org.junit.Test; public class InvocationTest { ListAppender listAppender = new ListAppender(); org.apache.log4j.Logger root; @Before public void setUp() throws Exception { root = org.apache.log4j.Logger.getRootLogger(); root.addAppender(listAppender); } @After public void tearDown() throws Exception { root.getLoggerRepository().resetConfiguration(); } @Test public void test() { Logger logger = LoggerFactory.getLogger("slf4j-log4j12-test"); logger.debug("Hello world."); assertEquals(1, listAppender.list.size()); } } junit绿条,然后控制台输出如下:
[java] view plain copy log4j: Parsing for [root] with value=[DEBUG, CONSOLE]. log4j: Level token is [DEBUG]. log4j: Category root set to DEBUG log4j: Parsing appender named "CONSOLE". log4j: Parsing layout options for "CONSOLE". log4j: Setting property [conversionPattern] to [%d [%t] %c - %m%n]. log4j: End of parsing for "CONSOLE". log4j: Parsed "CONSOLE" options. log4j: Finished configuring. SLF4J: Class path contains multiple SLF4J bindings. SLF4J: Found binding in [file:/Users/LinkinPark/WorkSpace/slf4j-frame-slf4j/slf4j-log4j12/target/classes/org/slf4j/impl/StaticLoggerBinder.class] SLF4J: Found binding in [file:/Users/LinkinPark/WorkSpace/slf4j-frame-slf4j/slf4j-api/target/classes/org/slf4j/impl/StaticLoggerBinder.class] SLF4J: Found binding in [file:/Users/LinkinPark/WorkSpace/slf4j-frame-slf4j/slf4j-simple/target/classes/org/slf4j/impl/StaticLoggerBinder.class] SLF4J: See http://www.slf4j.org/codes.html#multiple_bindings for an explanation. SLF4J: Actual binding is of type [org.slf4j.impl.Log4jLoggerFactory] 2016-03-02 22:16:33,932 [main] slf4j-log4j12-test - Hello world. 当然我们也知道,使用log4j必须要有log4j.propertites文件。这里贴出配置:
[html] view plain copy log4j.debug=true log4j.rootLogger=DEBUG, CONSOLE log4j.appender.CONSOLE=org.apache.log4j.ConsoleAppender log4j.appender.CONSOLE.layout=org.apache.log4j.PatternLayout log4j.appender.CONSOLE.layout.ConversionPattern=%d [%t] %c - %m%n log4j.appender.RECURSIVE=org.slf4j.impl.RecursiveAppender
关于适配模式,我前面的设计模式和Junit的相关整理中都有写的,大家如果感兴趣可以去看。
Log4jLoggerFactory该类实现了slf的ILoggerFactory接口,调用getLogger()方法返回一个Log4jLoggerAdapter实例。
Log4jLoggerAdapter该类实现了slf的Logger接口,然后里面封装了一个log4j的logger实例,调用info()等方法的时候实际上调用的log4j的Logger类的info()方法,这个设计和commong-logging一个道理,这里不做赘述了。
OK,这里贴出上面2个类的源码:
[java] view plain copy package org.slf4j.impl; import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; import java.util.concurrent.ConcurrentMap; import org.apache.log4j.LogManager; import org.slf4j.helpers.Util; import org.slf4j.ILoggerFactory; import org.slf4j.Logger; public class Log4jLoggerFactory implements ILoggerFactory { private static final String LOG4J_DELEGATION_LOOP_URL = "http://www.slf4j.org/codes.html#log4jDelegationLoop"; // check for delegation loops static { try { Class.forName("org.apache.log4j.Log4jLoggerFactory"); String part1 = "Detected both log4j-over-slf4j.jar AND bound slf4j-log4j12.jar on the class path, preempting StackOverflowError. "; String part2 = "See also " + LOG4J_DELEGATION_LOOP_URL + " for more details."; Util.report(part1); Util.report(part2); throw new IllegalStateException(part1 + part2); } catch (ClassNotFoundException e) { // this is the good case } } // key: name (String), value: a Log4jLoggerAdapter; ConcurrentMap<String, Logger> loggerMap; public Log4jLoggerFactory() { loggerMap = new ConcurrentHashMap<String, Logger>(); // force log4j to initialize org.apache.log4j.LogManager.getRootLogger(); } public Logger getLogger(String name) { Logger slf4jLogger = loggerMap.get(name); if (slf4jLogger != null) { return slf4jLogger; } else { org.apache.log4j.Logger log4jLogger; if (name.equalsIgnoreCase(Logger.ROOT_LOGGER_NAME)) log4jLogger = LogManager.getRootLogger(); else log4jLogger = LogManager.getLogger(name); Logger newInstance = new Log4jLoggerAdapter(log4jLogger); // putIfAbsent方法有意思,如果map缺席该key就扔进去,注意返回的是原来的map.get(key)。 Logger oldInstance = loggerMap.putIfAbsent(name, newInstance); return oldInstance == null ? newInstance : oldInstance; } } } [java] view plain copy public final class Log4jLoggerAdapter extends MarkerIgnoringBase implements LocationAwareLogger, Serializable { private static final long serialVersionUID = 6182834493563598289L; final transient org.apache.log4j.Logger logger; final static String FQCN = Log4jLoggerAdapter.class.getName(); final boolean traceCapable; // 还有一个旗标,控制输出debug级别日志或者trace级别 Log4jLoggerAdapter(org.apache.log4j.Logger logger) { this.logger = logger; this.name = logger.getName(); traceCapable = isTraceCapable(); } public boolean isDebugEnabled() { return logger.isDebugEnabled(); } public void debug(String msg) { logger.log(FQCN, Level.DEBUG, msg, null); } private boolean isTraceCapable() { try { logger.isTraceEnabled(); return true; } catch (NoSuchMethodError e) { return false; } } public boolean isTraceEnabled() { if (traceCapable) { return logger.isTraceEnabled(); } else { return logger.isDebugEnabled(); } } }
当然这里的staticLoggerBinder是一个空的实现,只有slf4j是不能跑日志的,比如要嫁入其他的日志框架才行的,具体的请看我上一篇关于slf4j的使用。
简单的说下它的原理,就是通过工厂类,提供一个用户的接口!用户可以通过这个外观接口,直接使用API实现日志的记录。而后面的具体实现由Slf4j来寻找加载.寻找的过程,就是通过类加载加载那个叫org/slf4j/impl/StaticLoggerBinder.class的文件,只要实现了这个文件的日志实现系统,都可以作为一种实现方式。如果找到很多种方式,那么就寻找一种默认的方式。 这就是日志接口的工作方式,简单高效,关键是完全解耦!不需要日志实现部分提供任何的修改配置,只需要符合接口的标准就可以加载进来。不同于Commons Logging的动态绑定机制,SLF4J则采用了一种静态绑定的机制。
也正是因为这个设计,SLF4J在classpath下只支持一个桥接包(slf4j-simple-<version>.jar、slf4j-log4j12-<version>.jar、slf4j-jdk14-<version>.jar、logback-classic-<version>.jar等)。如果在classpath下存在多个桥接包,则具体用哪个就要
看这几个桥接包的加载顺序了,实际中会使用先加载的桥接包。同时SLF4J会打印使用哪个桥接包,哪些桥接包没有使用。这种静态绑定的设计比Commons Logging在可扩展性上具有更加灵活的机制,对“可插拔”的支持也更加高效。
如果要支持一个新的Logging框架,Commons Logging需要通过在属性配置文件、或虚拟机属性中配置支持这个新的Logging框架的实现类(实现Log接口);而SLF4J则只需要编写一个五个相应的类: 1). 实现Logger接口的类 2). 实现ILoggerFactory接口的类 3). 实现LoggerFactoryBinder接口的类StaticLoggerBinder类(必须使用StaticLoggerBinder类名),并且存在一个静态的getSingleton()方法。 4). 实现MarkerFactoryBinder类的StaticMarkerBinder类(必须使用StaticMarkerBinder类名),可选。一般也会存在一个静态的SINGLETON字段,不过也是可选的。 5). 实现StaticMDCBinder类,可选。一般也会存在一个静态的SINGLETON字段,也可选。
注意:这里有一个陷阱,如果是自己写的日志框架,在嫁入slf4j的时候相关的staticLoggerBinder这个类的包不能随便写,一定要写成
org/slf4j/impl。本人就不幸了踩到这个坑了,研究完源码后也就明白这个坑来源何处了。
OK,关于slf4j的源码整理就整理到这里吧。