• Java日志Log4j或者Logback的NDC和MDC功能


    01
    NDC和MDC的区别
     

    Java中使用的日志的实现框架有很多种,常用的log4j和logback以及java.util.logging,而log4j是apache实现的一个开源日志组件(Wrapped implementations),logback是slf4j的原生实现(Native implementations)。需要说明的slf4j是Java简单日志的门面(The Simple Logging Facade for Java),如果使用slf4j日志门面,必须要用到slf4j-api,而logback是直接实现的,所以不需要其他额外的转换以及转换带来的消耗,而slf4j要调用log4j的实现,就需要一个适配层,将log4j的实现适配到slf4j-api可调用的模式。

    说完基本的日志框架的区别之后,我们再看看NDC和MDC。

    不管是log4j还是logback,打印的日志要能体现出问题的所在,能够快速的定位到问题的症结,就必须携带上下文信息(context information),那么其存储该信息的两个重要的类就是NDC(Nested Diagnostic Context)和MDC(Mapped Diagnositc Context)。

    NDC采用栈的机制存储上下文,线程独立的,子线程会从父线程拷贝上下文。其调用方法如下:

    1.开始调用 NDC.push(message);

    2.删除栈顶消息 NDC.pop();

    3.清除全部的消息,必须在线程退出前显示的调用,否则会导致内存溢出。NDC.remove();

    4.输出模板,注意是小写的[%x] log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern=[%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ssS}] [%x] : %m%n

    MDC采用Map的方式存储上下文,线程独立的,子线程会从父线程拷贝上下文。其调用方法如下:

    1.保存信息到上下文 MDC.put(key, value);

    2.从上下文获取设置的信息 MDC.get(key);

    3.清楚上下文中指定的key的信息 MDC.remove(key);

    4.清除所有 clear()

    5.输出模板,注意是大写[%X{key}] log4j.appender.consoleAppender.layout.ConversionPattern = %-4r [%t] %5p %c %x - %m - %X{key}%n

    最后需要注意的是:

    • Use %X Map中全部数据

    • Use %X{key} 指定输出Map中的key的值

    • Use %x 输出Stack中的全部内容

    02
    MDC的使用例子
    //MdcUtils.java	
    // import ...MdcConstants	
    // 这个就是定义一个常量的类,定义了SERVER、SESSION_ID等	
    import org.apache.commons.lang3.StringUtils;	
    import org.slf4j.Logger;	
    import org.slf4j.LoggerFactory;	
    import org.slf4j.MDC;	
    public class MdcUtils {    	
        private final static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MdcUtils.class);    	
        private static void put(String key, Object value) {        	
            if (value != null) {	
                String val = value.toString();            	
                if (StringUtils.isNoneBlank(key, val)) {	
                    MDC.put(key, val);
                }
            }	
        }    	
        public static String getServer() {        	
            r	
        }    	
        public static void putServer(String server) {	
            put(MdcConstants.SERVER, server);	
        }    	
        public static String getSessionId() {        	
        return MDC.get(MdcConstants.SESSION_ID);	
        }    	
        public static void putSessionId(String sId) {	
            put(MdcConstants.SESSION_ID, sId);	
        }    	
        public static void clear() {	
            MDC.clear();
            logger.debug("mdc clear done.");
        }
    }

    上述工具类中MdcConstants是定义一个常量的类,定义了SERVER、SESSION_ID等,put方法就是调用了slf4j的MDC的put方法。其他方法类比。

    看看使用该工具类的具体方式:

    // MdcClearInterceptor.java	
    import ...MdcUtils;	
    // 导入上面的工具类	
    import org.springframework.web.servlet.handler.HandlerInterceptorAdapter;i	
    mport javax.servlet.http.HttpServletRequest;	
    import javax.servlet.http.HttpServletResponse;	
    public class MdcClearInterceptor extends HandlerInterceptorAdapter {    	
    @Override	
        public void afterConcurrentHandlingStarted(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler)throws Exception {      	
             MdcUtils.clear();	
        }
    }

    在该拦截器中,重写了afterConcurrentHandlingStarted方法,该方法执行了工具类的clear方法,也就是通过调用slf4j的clear方法清除了本次会话上下文的日志信息。为什么要放在afterConcurrentHandlingStarted方法中呢?这恐怕得从springmvc的拦截器的实现说起。

    springmvc的拦截HandlerInterceptor接口定义了三个方法(代码如下),具体说明在方法注释上:

    public interface HandlerInterceptor {  
        //在控制器方法调用前执行
        //返回值为是否中断,true,表示继续执行(下一个拦截器或处理器)
        //false则会中断后续的所有操作,所以我们需要使用response来响应请求
        boolean preHandle(  
                HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,  
                Object handler)  
                throws Exception;  
    
        //在控制器方法调用后,解析视图前调用,我们可以对视图和模型做进一步渲染或修改
        void postHandle(  
                HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,  
                Object handler, ModelAndView modelAndView)  
                throws Exception;  
        //整个请求完成,即视图渲染结束后调用,这个时候可以做些资源清理工作,或日志记录等
        void afterCompletion(  
                HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,  
                Object handler, Exception ex)  
                throws Exception;  
    }

    很多时候,我们只需要上面这3个方法就够了,因为我们只需要继承HandlerInterceptorAdapter就可以了,HandlerInterceptorAdapter间接实现了HandlerInterceptor接口,并为HandlerInterceptor的三个方法做了空实现,因而更方便我们定制化自己的实现。

    相对于HandlerInterceptor,HandlerInterceptorAdapter多了一个实现方法afterConcurrentHandlingStarted(),它来自HandlerInterceptorAdapter的直接实现类AsyncHandlerInterceptor,AsyncHandlerInterceptor接口直接继承了HandlerInterceptor,并新添了afterConcurrentHandlingStarted()方法用于处理异步请求,当Controller中有异步请求方法的时候会触发该方法时,异步请求先支持preHandle、然后执行afterConcurrentHandlingStarted。异步线程完成之后执行preHandle、postHandle、afterCompletion。

    那至于这些可能用到的日志字段从什么地方赋值呢,也就是什么地方调用MDCUtils.put()方法呢?一般我们都会实现一个RequestHandlerInterceptor,在preHandler方法中处理日志字段即可。如下:

    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler)	
            throws Exception {    	
        if (DispatcherType.ASYNC.equals(request.getDispatcherType())) {        	
            return true;	
        }    	
        // 开始保存信息到日志上下文	
        MdcUtils.putServer(request.getServerName());
        String sId = request.getHeader(HeaderConstants.SESSION_ID);	
        MdcUtils.putSessionId(sId);    	
        if (sessionWhiteList.contains(request.getPathInfo())) {        	
            return true;	
        }    	
        // TODO 处理其他业务	
    }

    还没完,就目前看,我们已经有两个自定义的拦截器实现了。怎么使用,才能将日志根据我们的意愿正确的打印呢?必然,拦截器是有顺序的,如果配置了多个拦截器,会形成一条拦截器链,执行顺序类似于AOP,前置拦截先定义的先执行,后置拦截和完结拦截(afterCompletion)后注册的后执行。

    Soga,我们需要清除上次请求的一些无用的信息,再次将我们的信息写入到MDC中(拦截器的配置在DispatcherServlet中),由于afterConcurrentHandlingStarted()方法需要异步请求触发,因此我们需要在web.xml的DispatchServlet配置增加<async-supported>true</async-supported>配置。

    <mvc:interceptors>
        <bean class="com.xxx.handler.MdcClearInterceptor"/>	
        <bean class="com.xxx.handler.RequestContextInterceptor"/>	
    </mvc:interceptors>

    或者这样:

    <mvc:interceptors>
        <mvc:interceptor>
            <bean class="com.xxx.handler.MdcClearInterceptor"/>
        </mvc:interceptor>
        <mvc:interceptor>
            <bean class="com.xxx.handler.RequestContextInterceptor"/>	
        </mvc:interceptor>	
    </mvc:interceptors>

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