catalina.out
catalina.out其实是tomcat的标准输出(stdout)和标准出错(stderr)，这是在tomcat的启动脚本里指定的，如果没有修改的话stdout和stderr会重定向到这里。所以我们在应用里使用System.out打印的东西都会到这里来。另外，如果我们在应用里使用其他的日志框架，配置了向Console输出的，则也会在这里出现。比如以logback为例，如果配置ch.qos.logback.core.ConsoleAppender则会输出到catalina.out里。
cataliana.{yyyy-MM-dd}.log和localhost.{yyyy-MM-dd}.log
这两个日志都是通过logging.properties配置的(默认情况下，启动脚本里指定了java.util.logging.config.file和java.util.logging.manager两个变量)。一个典型的logging.properties可能如下所示:
handlers = 1catalina.org.apache.juli.FileHandler, 2localhost.org.apache.juli.FileHandler, java.util.logging.ConsoleHandler
.handlers = 1catalina.org.apache.juli.FileHandler, java.util.logging.ConsoleHandler
1catalina.org.apache.juli.FileHandler.level = INFO
1catalina.org.apache.juli.FileHandler.directory = ${catalina.base}/logs
1catalina.org.apache.juli.FileHandler.prefix = catalina.
2localhost.org.apache.juli.FileHandler.level = FINE
2localhost.org.apache.juli.FileHandler.directory = ${catalina.base}/logs
2localhost.org.apache.juli.FileHandler.prefix = localhost.
java.util.logging.ConsoleHandler.level = INFO
java.util.logging.ConsoleHandler.formatter = java.util.logging.SimpleFormatter
org.apache.catalina.core.ContainerBase.[Catalina].[localhost].level = INFO
org.apache.catalina.core.ContainerBase.[Catalina].[localhost].handlers = 2localhost.org.apache.juli.FileHandler
这个文件大致的意思是，root输出到catalina和console。而这里的catalina按照配置对应的是catalina.{yyyy-MM-dd}.log，这里的console最终会输出到catalina.out。这就是我们看到catalina.{yyyy-MM-dd}.log和catalina.out的日志很多都是一样的原因。
配置文件中还有一个localhost，所有logname或parent logname为org.apache.catalina.core.ContainerBase.[Catalina].[localhost]的都会输出到localhost.{yyyy-MM-dd}.log文件。而这个logname又代表着什么呢？在tomcat中有一个server.xml的配置文件，其中有这么一个片段:
<Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
<Host name="localhost" appBase="webapps"
unpackWARs="false" autoDeploy="false">
</Host>
</Engine>
我们可以这么简单的理解: 一个Tomcat进程对应着一个Engine，一个Engine下可以有多个Host(Virtual Host)，一个Host里可以有多个Context，比如我们常常将应用部署在ROOT下还是webapps里其他目录，这个就是Context。
这其中Engine对应着tomcat里的StandardEngine类，Host对应着StandardHost类，而Context对应着StandardContext。这几个类都是从ContainerBase派生。这些类里打的一些跟应用代码相关的日志都是使用ContainerBase里的getLogger，而这个这个logger的logger name就是: org.apache.catalina.core.ContainerBase.[current container name].[current container name]...
而我们一个webapp里listener, filter, servlet的初始化就是在StandardContext里进行的，比如ROOT里有一个listener初始化出异常了，打印日志则logger name是org.apache.catalina.core.ContainerBase.[Catalina].[localhost].[/]。这其中Catalina和localhost是上面xml片段里的Engine和Host的name，而[/]是ROOT对应的StandardContext的name。所以listener, filter, servlet初始化时的日志是需要看localhost.{yyyy-MM-dd}.log这个日志的。比如现在我们使用Spring，Spring的初始化我们往往是使用Spring提供的一个listener进行的，而如果Spring初始化时因为某个bean初始化失败，导致整个应用没有启动，这个时候的异常日志是输出到localhost中的，而不是cataina.out中。所以有的时候我们应用无法启动了，然后找catalina.out日志，但最后也没有定位根本原因是什么，就是因为我们找的日志不对。但有的时候catalina.out里也有我们想要的日志，那是因为我们的应用或使用的一些组件自己捕获了异常，然后将其打印了，这个时候如果恰好这些日志被我们配置成输出到console，则这些日志也会在catalina.out里出现了。
总结
那么总结起来，catalina.out即标准输出和标准出错，所有输出到这两个位置的都会进入catalina.out，这里包含tomcat运行自己输出的日志以及应用里向console输出的日志。catalina.{yyyy-MM-dd}.log是tomcat自己运行的一些日志，这些日志还会输出到catalina.out，但是应用向console输出的日志不会输出到catalina.{yyyy-MM-dd}.log。localhost.{yyyy-MM-dd}.log主要是应用初始化(listener, filter, servlet)未处理的异常最后被tomcat捕获而输出的日志，而这些未处理异常最终会导致应用无法启动。
最后想想，这里分几个日志文件其实不利于问题查找，为啥不干脆都输出到catalina.out里呢？我想tomcat作为通用容器本身，可能考虑到Engine下有多个Host，每个Host的日志还是要输出到不同的文件。而实际中我们往往是单容器，单Host，甚至是只有一个ROOT的Context。
一般是用log4j按照业务划分，对一些比较重要的业务会单独打到一个文件，方便容易定位问题，，其他的默认会打到catalina。