了解一下日志
打印日志是一門藝術，但長期被開發同學所忽視。日志就像車輛保險，沒人愿意為保險付錢，但是一旦出了問題都又想有保險可用。我們打印日志的時候都很隨意，可是用的時候會吐槽各種 SB 包括自己！寫好每一條日志吧，與君共勉！
1. 日志
1.1 日志是什么？
日志，維基百科的定義是記錄服務器等電腦設備或軟件的運作。
日志文件提供精確的系統記錄，根據日志最終定位到錯誤詳情和根源。日志的特點是，它描述一些離散的（不連續的）事件。
例如：應用通過一個滾動的文件輸出 INFO 或 ERROR 信息，并通過日志收集系統，存儲到一些存儲引擎（Elasticsearch）中方便查詢。
1.2 日志有什么用？
在上文中我們解釋了日志的作用是提供精準的系統記錄方便根因分析。那么具體在哪些具體方面它可以發揮作用？
打印調試：即可以用日志來記錄變量或者某一段邏輯。記錄程序運行的流程，即程序運行了哪些代碼，方便排查邏輯問題。
問題定位：程序出異?；蛘叱龉收蠒r快速的定位問題，方便后期解決問題。因為線上生產環境無法 debug，在測試環境去模擬一套生產環境，費時費力。所以依靠日志記錄的信息定位問題，這點非常重要。還可以記錄流量，后期可以通過 ELK（包括 EFK 進行流量統計）。
用戶行為日志：記錄用戶的操作行為，用于大數據分析，比如監控、風控、推薦等等。這種日志，一般是給其他團隊分析使用，而且可能是多個團隊，因此一般會有一定的格式要求，開發者應該按照這個格式來記錄，便于其他團隊的使用。當然，要記錄哪些行為、操作，一般也是約定好的，因此，開發者主要是執行的角色。
根因分析（甩鍋必備*）：即在關鍵地方記錄日志。方便在和各個終端定位問題時，別人說時你的程序問題，你可以理直氣壯的拿出你的日志說，看，我這里運行了，狀態也是對的。這樣，對方就會乖乖去定位他的代碼，而不是互相推脫。
1.3 什么時候記錄日志？
上文說了日志的重要性，那么什么時候需要記錄日志。
系統初始化：系統或者服務的啟動參數。核心模塊或者組件初始化過程中往往依賴一些關鍵配置，根據參數不同會提供不一樣的服務。務必在這里記錄 INFO 日志，打印出參數以及啟動完成態服務表述。
編程語言提示異常：如今各類主流的編程語言都包括異常機制，業務相關的流行框架有完整的異常模塊。這類捕獲的異常是系統告知開發人員需要加以關注的，是質量非常高的報錯。應當適當記錄日志，根據實際結合業務的情況使用 WARN 或者 ERROR 級別。
業務流程預期不符：除開平臺以及編程語言異常之外，項目代碼中結果與期望不符時也是日志場景之一，簡單來說所有流程分支都可以加入考慮。取決于開發人員判斷能否容忍情形發生。常見的合適場景包括外部參數不正確，數據處理問題導致返回碼不在合理范圍內等等。
系統核心角色，組件關鍵動作：系統中核心角色觸發的業務動作是需要多加關注的，是衡量系統正常運行的重要指標，建議記錄 INFO 級別日志，比如電商系統用戶從登錄到下單的整個流程；微服務各服務節點交互；核心數據表增刪改；核心組件運行等等，如果日志頻度高或者打印量特別大，可以提煉關鍵點 INFO 記錄，其余酌情考慮 DEBUG 級別。
第三方服務遠程調用：微服務架構體系中有一個重要的點就是第三方永遠不可信，對于第三方服務遠程調用建議打印請求和響應的參數，方便在和各個終端定位問題，不會因為第三方服務日志的缺失變得手足無措。
2. 日志打印
2.1 Slf4j & Logback
Slf4j 英文全稱為 “ Simple Logging Facade for Java ”，為 Java 提供的簡單日志門面。Facade 門面，更底層一點說就是接口。它允許用戶以自己的喜好，在工程中通過 Slf4j 接入不同的日志系統。
Logback 是 Slf4j 的原生實現框架，同樣也是出自 Log4j 一個人之手，但擁有比 Log4j 更多的優點、特性和更做強的性能，Logback 相對于 Log4j 擁有更快的執行速度。
基于我們先前在 Log4j 上的工作，Logback 重寫了內部的實現，在某些特定的場景上面，甚至可以比之前的速度快上 10 倍。在保證 Logback 的組件更加快速的同時，同時所需的內存更加少。
2.2 日志文件
日志文件放置于固定的目錄中，按照一定的模板進行命名，推薦的日志文件名稱:
當前正在寫入的日志文件名：<應用名>[-<功能名>].log
如：example-server-book-service-access.log
已經滾入歷史的日志文件名：<應用名>[-<功能名>].yyyy-MM-dd-hh.[滾動號].log
如：example-server-book-service-access.2019-12-01-10.1.log
2.3 日志變量定義
推薦使用 lombok（代碼生成器） 注解 @lombok.extern.slf4j.Slf4j 來生成日志變量實例。
org.projectlombok lombok 1.18.10 provided 代碼示例import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
@Slf4j
public class LogTest {
public static void main(String[] args) {
log.info(“this is log test”);
}
}
2.4 日志配置
日志記錄采用分級記錄，級別與日志文件名相對應，不同級別的日志信息記錄到不同的日志文件中。如有特殊格式日志，如 access log，單獨使用一個文件，請注意避免重復打印（可使用 additivity*=“false”* 避免 ）。
2.5 參數占位格式
使用參數化形式 {} 占位，[] 進行參數隔離，這樣的好處是可讀性更高，而且只有真正準備打印的時候才會處理參數。
// 正確示例，必須使用參數化信息的方式
log.debug(“order is paying with userId:[{}] and orderId : [{}]”,userId, orderId);
// 錯誤示例，不要進行字符串拼接,那樣會產生很多 String 對象，占用空間，影響性能。及日志級別高于此級別也會進行字符串拼接邏輯。
log.debug("order is paying with userId: " + userId + " and orderId: " + orderId);
2.6 日志的基本格式
2.6.1 日志時間
作為日志產生的日期和時間，這個數據非常重要，一般精確到毫秒。
yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS
2.6.2 日志級別
日志的輸出都是分級別的，不同的設置不同的場合打印不同的日志。
主要使用如下的四個級別：
DEBUG：DEUBG 級別的主要輸出調試性質的內容，該級別日志主要用于在開發、測試階段輸出。該級別的日志應盡可能地詳盡，開發人員可以將各類詳細信息記錄到 DEBUG 里，起到調試的作用，包括參數信息，調試細節信息，返回值信息等等，便于在開發、測試階段出現問題或者異常時，對其進行分析。
INFO：INFO 級別的主要記錄系統關鍵信息，旨在保留系統正常工作期間關鍵運行指標，開發人員可以將初始化系統配置、業務狀態變化信息，或者用戶業務流程中的核心處理記錄到INFO日志中，方便日常運維工作以及錯誤回溯時上下文場景復現。建議在項目完成后，在測試環境將日志級別調成 INFO，然后通過 INFO 級別的信息看看是否能了解這個應用的運用情況，如果出現問題后是否這些日志能否提供有用的排查問題的信息。
WARN：WARN 級別的主要輸出警告性質的內容，這些內容是可以預知且是有規劃的，比如，某個方法入參為空或者該參數的值不滿足運行該方法的條件時。在 WARN 級別的時應輸出較為詳盡的信息，以便于事后對日志進行分析。
ERROR：ERROR 級別主要針對于一些不可預知的信息，諸如：錯誤、異常等，比如，在 catch 塊中抓獲的網絡通信、數據庫連接等異常，若異常對系統的整個流程影響不大，可以使用 WARN 級別日志輸出。在輸出 ERROR 級別的日志時，盡量多地輸出方法入參數、方法執行過程中產生的對象等數據，在帶有錯誤、異常對象的數據時，需要將該對象一并輸出。
2.6.3 DEBUG / INFO 的選擇
DEBUG 級別比 INFO 低，包含調試時更詳細的了解系統運行狀態的東西，比如變量的值等等，都可以輸出到 DEBUG 日志里。
INFO 是在線日志默認的輸出級別，反饋系統的當前狀態給最終用戶看的。輸出的信息，應該對最終用戶具有實際意義的。
從功能角度上說，INFO 輸出的信息可以看作是軟件產品的一部分，所以需要謹慎對待，不可隨便輸出。如果這條日志會被頻繁打印或者大部分時間對于糾錯起不到作用，就應當考慮下調為 DEBUG 級別。
由于 DEBUG 日志打印量遠大于 INFO，出于前文日志性能的考慮，如果代碼為核心代碼，執行頻率非常高，務必推敲日志設計是否合理，是否需要下調為 DEBUG 級別日志。
注意日志的可讀性，不妨在寫完代碼 review 這條日志是否通順，能否提供真正有意義的信息。
日志輸出是多線程公用的，如果有另外一個線程正在輸出日志，上面的記錄就會被打斷，最終顯示輸出和預想的就會不一致。
2.6.4 WARN / ERROR 的選擇
當方法或者功能處理過程中產生不符合預期結果或者有框架報錯時可以考慮使用，常見問題處理方法包括：
增加判斷處理邏輯，嘗試本地解決：增加邏輯判斷吞掉報警永遠是最優選擇拋出異常，交給上層邏輯解決
拋出異常，交給上層邏輯解決
記錄日志，報警提醒
使用返回碼包裝錯誤做返回
一般來說，WARN 級別不會短信報警，ERROR 級別則會短信報警甚至電話報警，ERROR 級別的日志意味著系統中發生了非常嚴重的問題，必須有人馬上處理，比如數據庫不可用，系統的關鍵業務流程走不下去等等。錯誤的使用反而帶來嚴重的后果，不區分問題的重要程度，只要有問題就error記錄下來，其實這樣是非常不負責任的，因為對于成熟的系統，都會有一套完整的報錯機制，那這個錯誤信息什么時候需要發出來，很多都是依據單位時間內 ERROR 日志的數量來確定的。
2.6.5 強調ERROR報警
ERROR 級別的日志打印通常伴隨報警通知。ERROR的報出應該伴隨著業務功能受損，即上面提到的系統中發生了非常嚴重的問題，必須有人馬上處理。
ERROR日志目標
給處理者直接準確的信息：ERROR 信息形成自身閉環。
問題定位：
發生了什么問題，哪些功能受到影響
獲取幫助信息：直接幫助信息或幫助信息的存儲位置
通過報警知道解決方案或者找何人解決
2.6.6 線程名稱
輸出該日志的線程名稱，一般在一個應用中一個同步請求由同一線程完成，輸出線程名稱可以在各個請求產生的日志中進行分類，便于分清當前請求上下文的日志。
2.6.7 opentracing 標識
在分布式應用中，用戶的一個請求會調用若干個服務完成，這些服務可能還是嵌套調用的，因此完成一個請求的日志并不在一個應用的日志文件，而是分散在不同服務器上不同應用節點的日志文件中。該標識是為了串聯一個請求在整個系統中的調用日志。
唯一字符串（trace id）
調用層級（span id）
通過搜索 trace id 就可以查到這個 trace id 標識的請求在整個系統中流轉（處理）過程中產生的所有日志。
2.6.8 biz 標識
在業務開發中，我們的日志都是和業務相關聯的，有時候是需要根據用戶或者業務做聚類的，因此一次請求如果可以通過某項標識做聚類的時候，可以將聚類標識打印到日志中。
用戶標識（user id）
業務標識（biz id）
2.6.9 日志記錄器名稱
日志記錄器名稱一般使用類名，日志文件中可以輸出簡單的類名即可，看實際情況是否需要使用包名和行號等信息。主要用于看到日志后到哪個類中去找這個日志輸出，便于定位問題所在。
2.6.10 日志內容
禁用 System.out.println 和 System.err.println
變參替換日志拼接
輸出日志的對象，應在其類中實現快速的 toString 方法，以便于在日志輸出時僅輸出這個對象類名和 hashCode
預防空指針:不要在日志中調用對象的方法獲取值，除非確保該對象肯定不為 null，否則很有可能會因為日志的問題而導致應用產生空指針異常。
2.6.11 異常堆棧
異常堆棧一般會出現在 ERROR 或者 WARN 級別的日志中，異常堆棧含有方法調用鏈的系統，以及異常產生的根源。異常堆棧的日志屬于上一行日志的，在日志收集時需要將其劃至上一行中。
2.7 最佳實踐
2.7.1 日志格式
2019-12-01 00:00:00.000|pid|log-level|[svc-name,trace-id,span-id,user-id,biz-id]|thread-name|package-name.class-name : log message
時間
pid，pid
log-level，日志級別
svc-name，應用名稱
trace-id，調用鏈標識
span-id，調用層級標識
user-id，用戶標識
biz-id，業務標識
thread-name，線程名稱
package-name.class-name，日志記錄器名稱
log message，日志消息體
2.7.2 日志模塊擴展
日志模塊是基于以下技術點做擴展的。
Slf4j MDC 實現原理（暫不開展詳解，如有興趣私下溝通）
Opentracing Scope 原理（暫不開展詳解，如有興趣私下溝通）
在每個 tracing 鏈路中，將 Opentracing Scope 中的上下文信息放置 MDC 中，根據 Spring Boot Logging 擴展接口擴展的取值邏輯 logging.pattern.level 的取值邏輯。
相關源碼參考：
Spring Cloud Sleuth：
https://github.com/spring-cloud/spring-cloud-sleuth/blob/master/spring-cloud-sleuth-core/src/main/java/org/springframework/cloud/sleuth/autoconfig/TraceEnvironmentPostProcessor.java
https://github.com/spring-cloud/spring-cloud-sleuth/blob/master/spring-cloud-sleuth-core/src/main/java/org/springframework/cloud/sleuth/log/Slf4jCurrentTraceContext.java
修改 logback 配置文件中每個 appender 的 pattern 為以下默認值即可實現標準化。
%d{KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '}' at position 50: …d HH:mm:ss.SSS}}?|{PID:- }|%level|${LOG_LEVEL_PATTERN:-%5p}|%t|%-40.40logger{39}: %msg%n
logback.xml 節選
代碼使用示例：
@Override
public Result<PagingObject> page(@RequestParam(value = “page-num”, defaultValue = “1”) int pageNum,
@RequestParam(value = “page-size”, defaultValue = “10”) int pageSize) {
LogStandardUtils.putUserId(“userId123”);
LogStandardUtils.putBizId(“bizId321”);
producerService.sendMsg(“xxx”);
simpleClient.page(pageNum, pageSize);
return new Result<>(simpleService.page(pageNum, pageSize));
}
日志記錄
2019-12-04 16:29:08.223|43546|INFO|[example-server-book-service,ac613cff04bac8b1,4a9adc10fdf0eb5,userId123,bizId321]|XNIO-1 task-4|c.n.u.concurrent.ShutdownEnabledTimer : Shutdown hook installed for: NFLoadBalancer-PingTimer-example-server-order-service
2019-12-04 16:29:08.224|43546|INFO|[example-server-book-service,ac613cff04bac8b1,4a9adc10fdf0eb5,userId123,bizId321]|XNIO-1 task-4|c.netflix.loadbalancer.BaseLoadBalancer : Client: example-server-order-service instantiated a LoadBalancer: DynamicServerListLoadBalancer:{NFLoadBalancer:name=example-server-order-service,current list of Servers=[],Load balancer stats=Zone stats: {},Server stats: []}ServerList:null
2019-12-04 16:29:08.234|43546|INFO|[example-server-book-service,ac613cff04bac8b1,4a9adc10fdf0eb5,userId123,bizId321]|XNIO-1 task-4|c.n.l.DynamicServerListLoadBalancer : Using serverListUpdater PollingServerListUpdater
2019-12-04 16:29:08.247|43546|INFO|[example-server-book-service,ac613cff04bac8b1,4a9adc10fdf0eb5,userId123,bizId321]|XNIO-1 task-4|c.n.l.DynamicServerListLoadBalancer : DynamicServerListLoadBalancer for client example-server-order-service initialized: DynamicServerListLoadBalancer:{NFLoadBalancer:name=example-server-order-service,current list of Servers=[],Load balancer stats=Zone stats: {},Server stats: []}ServerList:ConsulServerList{serviceId=‘example-server-order-service’, tag=null}
2019-12-04 16:29:08.329|43546|WARN|[example-server-book-service,ac613cff04bac8b1,4a9adc10fdf0eb5,userId123,bizId321]|XNIO-1 task-4|c.p.f.l.ctl.common.rule.StrategyRule : No up servers available from load balancer: DynamicServerListLoadBalancer:{NFLoadBalancer:name=example-server-order-service,current list of Servers=[],Load balancer stats=Zone stats: {},Server stats: []}ServerList:ConsulServerList{serviceId=‘example-server-order-service’, tag=null}
2019-12-04 16:29:08.334|43546|WARN|[example-server-book-service,ac613cff04bac8b1,4a9adc10fdf0eb5,userId123,bizId321]|XNIO-1 task-4|c.p.f.l.ctl.common.rule.StrategyRule : No up servers available from load balancer: DynamicServerListLoadBalancer:{NFLoadBalancer:name=example-server-order-service,current list of Servers=[],Load balancer stats=Zone stats: {},Server stats: []}ServerList:ConsulServerList{serviceId=‘example-server-order-service’, tag=null}
2019-12-04 16:29:08.342|43546|ERROR|[example-server-book-service,ac613cff04bac8b1,4a9adc10fdf0eb5,userId123,bizId321]|XNIO-1 task-4|c.p.f.w.c.advice.ExceptionHandlerAdvice : 當前程序進入到異常捕獲器，出錯的 url 為：[ http://127.0.0.1:10011/simples ]，出錯的參數為：[ {“querystring”:"{}",“payload”:""} ]
java.lang.RuntimeException: com.netflix.client.ClientException: Load balancer does not have available server for client: example-server-order-service
3 日志服務
3.1 SLS 阿里云日志服務
阿里云日志服務（簡稱 SLS）是針對日志類數據的一站式服務，在阿里巴巴集團經歷大量大數據場景錘煉而成。您無需開發就能快捷完成日志數據采集、消費、投遞以及查詢分析等功能，提升運維、運營效率，建立 DT 時代海量日志處理能力。
project
項目、管理日志基礎單元，服務日志建議一個環境建為一個 Project，這樣日志記錄是整體一個閉環，日志記錄隨整個環境內的服務調用產生。
logstore
日志庫，日志庫建議按照日志類型分為不同的，如特定格式的 access 日志，以及 info / warn / error 日志，特定格式可以配置更為方面的索引以及告警設置。
注意：請勿按照應用服務區分為不同的 logstore，在微服務架構中，一次請求交叉了多個應用服務，日志是散落在各個應用服務中的，按照服務區分 logstore，需要開發同學十分了解應用運行狀況和調用拓撲圖，這點往往是不具備的。
總結
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