Java使用Apache Commons Logging

一、Apache Commons Logging 简介

Apache Commons Logging 是 Apache 软件基金会提供的一个通用的日志记录接口。它为 Java 开发者提供了一种灵活的方式来记录日志，并且可以很方便地切换底层的日志实现，例如 Log4j、Logback 或者 Java 自带的 java.util.logging。这种灵活性使得开发者在项目开发过程中可以根据实际需求选择最合适的日志框架，而无需大量修改代码。

（一）为什么选择 Apache Commons Logging

1. 解耦日志实现：在大型项目中，日志框架的选择可能会随着项目的发展而变化。使用 Apache Commons Logging，代码中只依赖其接口，当需要切换底层日志实现时，只需在配置文件中进行简单修改，而无需改动大量的业务代码。例如，项目初期可能使用简单的 java.util.logging 进行日志记录，随着项目规模扩大，需要更强大的功能，如日志文件的滚动、更灵活的日志级别控制等，这时可以无缝切换到 Log4j 或 Logback。
2. 广泛的支持：它被许多知名的开源项目所采用，如 Struts、Spring 等。这意味着开发者在使用这些框架时，与它们集成日志功能会更加容易和自然。同时，由于其广泛应用，社区支持丰富，遇到问题时可以很容易找到解决方案。
3. 简单易用：Apache Commons Logging 的 API 设计简洁明了，易于上手。开发者可以快速掌握其基本用法，在项目中实现日志记录功能。

（二）Apache Commons Logging 的基本概念

1. Log 接口：这是 Apache Commons Logging 的核心接口，定义了一系列用于记录日志的方法，如 debug、info、warn、error 等。不同的日志级别对应不同的记录需求，例如 debug 用于开发调试阶段输出详细信息，info 用于记录一般的业务信息，warn 表示可能存在问题但不影响系统正常运行，error 则用于记录严重的错误信息。
2. LogFactory：负责创建 Log 实例。它通过一系列的策略来查找合适的日志实现，首先会尝试查找 JDK 1.4 及以上版本自带的 java.util.logging，然后尝试查找 Log4j，如果都未找到，则使用其自带的简单日志实现（SimpleLog）。

二、在 Java 项目中引入 Apache Commons Logging

（一）Maven 项目引入

如果你的项目使用 Maven 进行构建，在 pom.xml 文件中添加以下依赖：

<dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-logging</artifactId>
    <version>1.2</version>
</dependency>

Maven 会自动下载 commons-logging 及其依赖的库，并将其添加到项目的类路径中。这里的版本号 1.2 是截至目前（写作本文时）较常用的稳定版本，你可以根据实际情况选择最新版本。

（二）Gradle 项目引入

对于 Gradle 项目，在 build.gradle 文件中添加如下依赖：

implementation 'org.apache.commons:commons-logging:1.2'

Gradle 同样会下载所需的库并配置到项目中。

（三）手动引入

如果项目不使用构建工具，也可以手动下载 commons-logging 的 JAR 文件，你可以从 Apache 官方网站的下载页面获取。下载后，将 JAR 文件添加到项目的类路径中。例如，在 Eclipse 中，可以将 JAR 文件复制到项目的 lib 目录下，然后右键点击项目，选择 “Build Path” -> “Configure Build Path”，在 “Libraries” 选项卡中点击 “Add JARs”，选中刚才复制的 JAR 文件即可。

三、使用 Apache Commons Logging 进行日志记录

（一）获取 Log 实例

在 Java 代码中，首先要获取 Log 实例才能进行日志记录。通常有两种方式获取 Log 实例。

1. 通过 LogFactory.getLog(Class clazz) 方法：这种方式使用当前类的 Class 对象来获取 Log 实例。例如：

import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;

public class Example {
    private static final Log log = LogFactory.getLog(Example.class);

    public static void main(String[] args) {
        log.info("This is an info log message.");
    }
}

在上述代码中，通过 LogFactory.getLog(Example.class) 获取了一个 Log 实例，并将其赋值给 log 变量。这里使用 Example.class 作为参数，这样在日志记录时，会显示该日志是从 Example 类中输出的，方便定位日志来源。 2. 通过 LogFactory.getLog(String name) 方法：这种方式使用一个字符串作为日志名称来获取 Log 实例。例如：

import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;

public class AnotherExample {
    private static final Log log = LogFactory.getLog("customLoggerName");

    public static void main(String[] args) {
        log.debug("This is a debug log message.");
    }
}

这里使用字符串 customLoggerName 作为日志名称。这种方式灵活性更高，你可以根据模块、功能等自定义日志名称，方便对不同来源的日志进行分类和管理。

（二）不同日志级别的使用

1. debug 级别：主要用于开发调试阶段。它记录的信息通常非常详细，包括变量的值、方法的调用过程等，有助于开发者排查问题。只有在开发环境或调试模式下，才会启用 debug 级别的日志记录，因为过多的 debug 信息可能会影响系统性能和日志文件大小。例如：

import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;

public class DebugExample {
    private static final Log log = LogFactory.getLog(DebugExample.class);

    public static void main(String[] args) {
        int num1 = 10;
        int num2 = 20;
        int result = num1 + num2;
        log.debug("The value of num1 is: " + num1);
        log.debug("The value of num2 is: " + num2);
        log.debug("The result of num1 + num2 is: " + result);
    }
}

在实际应用中，如果日志级别设置为 debug，上述代码会输出详细的变量信息，帮助开发者了解计算过程。但在生产环境中，为了提高性能和减少日志量，通常会将日志级别设置为 info 或更高。 2. info 级别：用于记录一般的业务信息，如系统启动、用户登录、重要业务操作等。这些信息对于了解系统的正常运行状态很有帮助。例如：

import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;

public class InfoExample {
    private static final Log log = LogFactory.getLog(InfoExample.class);

    public static void main(String[] args) {
        log.info("System is starting up.");
        // 模拟用户登录
        String username = "testUser";
        log.info("User " + username + " has logged in.");
    }
}

在生产环境中，info 级别的日志可以帮助运维人员监控系统的运行状态，及时发现潜在问题。 3. warn 级别：表示可能存在问题，但不影响系统正常运行。例如，配置文件中的某些参数设置可能不太合理，或者系统资源使用接近阈值等情况。记录 warn 级别的日志可以提醒开发者或运维人员关注这些潜在问题，及时采取措施避免问题恶化。例如：

import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;

public class WarnExample {
    private static final Log log = LogFactory.getLog(WarnExample.class);

    public static void main(String[] args) {
        // 模拟系统资源使用情况
        int freeMemory = 100; // 假设剩余内存为100MB
        int threshold = 50; // 内存阈值为50MB
        if (freeMemory < threshold * 2) {
            log.warn("Free memory is getting low. Current free memory: " + freeMemory + "MB");
        }
    }
}

4. error 级别：用于记录严重的错误信息，如程序异常、数据库连接失败等。当出现 error 级别的日志时，系统可能无法正常运行，需要立即进行排查和修复。例如：

import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;

public class ErrorExample {
    private static final Log log = LogFactory.getLog(ErrorExample.class);

    public static void main(String[] args) {
        try {
            int result = 10 / 0; // 模拟除零异常
        } catch (ArithmeticException e) {
            log.error("An arithmetic exception occurred", e);
        }
    }
}

在上述代码中，通过 log.error("An arithmetic exception occurred", e) 记录了异常信息，其中第一个参数是异常描述，第二个参数是异常对象，这样可以在日志中完整地记录异常的堆栈跟踪信息，方便定位问题。

四、Apache Commons Logging 与其他日志框架的集成

（一）与 Log4j 集成

1. 添加 Log4j 依赖：如果项目中已经引入了 Apache Commons Logging，要集成 Log4j，需要在 pom.xml 中添加 Log4j 的依赖：

<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-api</artifactId>
    <version>2.14.1</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-core</artifactId>
    <version>2.14.1</version>
</dependency>

这里使用的是 Log4j 2 的版本 2.14.1，你可以根据实际情况选择合适的版本。 2. 配置 Log4j：在项目的 src/main/resources 目录下创建一个 log4j2.xml 文件，内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration status="WARN">
    <Appenders>
        <Console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
            <PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/>
        </Console>
    </Appenders>
    <Loggers>
        <Root level="info">
            <AppenderRef ref="Console"/>
        </Root>
    </Loggers>
</Configuration>

上述配置定义了一个 Console 输出器，将日志输出到控制台，并设置了日志的格式。Root 节点设置了根日志级别为 info，即只记录 info 及以上级别的日志。 3. 验证集成：编写一个简单的测试类：

import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;

public class Log4jIntegrationTest {
    private static final Log log = LogFactory.getLog(Log4jIntegrationTest.class);

    public static void main(String[] args) {
        log.info("This is an info log message from Log4j integration.");
    }
}

运行该测试类，你会在控制台看到按照 Log4j 配置格式输出的日志信息，说明 Apache Commons Logging 已经成功与 Log4j 集成。

（二）与 Logback 集成

1. 添加 Logback 依赖：在 pom.xml 中添加 Logback 的依赖：

<dependency>
    <groupId>ch.qos.logback</groupId>
    <artifactId>logback-classic</artifactId>
    <version>1.2.6</version>
</dependency>

这里使用的是 Logback 的版本 1.2.6，你可以根据实际情况选择最新版本。 2. 配置 Logback：在 src/main/resources 目录下创建一个 logback.xml 文件，内容如下：

<configuration>
    <appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <encoder>
            <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss} [%thread] %-5level %logger{36} - %msg%n</pattern>
        </encoder>
    </appender>

    <root level="info">
        <appender-ref ref="STDOUT"/>
    </root>
</configuration>

上述配置定义了一个 STDOUT 输出器，将日志输出到控制台，并设置了日志格式。根日志级别设置为 info。 3. 验证集成：编写测试类：

import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;

public class LogbackIntegrationTest {
    private static final Log log = LogFactory.getLog(LogbackIntegrationTest.class);

    public static void main(String[] args) {
        log.info("This is an info log message from Logback integration.");
    }
}

运行该测试类，会在控制台看到按照 Logback 配置格式输出的日志信息，表明 Apache Commons Logging 成功与 Logback 集成。

五、Apache Commons Logging 的高级特性

（一）参数化日志消息

在记录日志时，有时需要记录一些变量的值，但直接拼接字符串可能会影响性能，特别是在日志级别较低，日志可能不会被输出的情况下。Apache Commons Logging 支持参数化日志消息，这样只有在日志级别满足条件时，才会进行字符串拼接。例如：

import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;

public class ParameterizedLoggingExample {
    private static final Log log = LogFactory.getLog(ParameterizedLoggingExample.class);

    public static void main(String[] args) {
        String username = "testUser";
        int age = 30;
        log.info("User {} is {} years old.", username, age);
    }
}

在上述代码中，log.info("User {} is {} years old.", username, age) 使用了占位符 {}，只有当 info 级别的日志被启用时，才会将 username 和 age 的值替换到占位符位置并输出日志。这样可以避免不必要的字符串拼接操作，提高性能。

（二）日志上下文

日志上下文（Logging Context）可以在特定的执行上下文中传递额外的信息，例如用户 ID、事务 ID 等，这些信息可以在日志记录中体现，方便追踪和排查问题。在 Apache Commons Logging 中，可以通过 MDC（Mapped Diagnostic Context）来实现日志上下文。例如：

import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;
import org.apache.commons.logging.impl.Log4JLogger;
import org.apache.log4j.MDC;

public class LoggingContextExample {
    private static final Log log = LogFactory.getLog(LoggingContextExample.class);

    public static void main(String[] args) {
        MDC.put("userId", "12345");
        MDC.put("transactionId", "tx123");
        log.info("This is an info log message within a context.");
        MDC.remove("userId");
        MDC.remove("transactionId");
    }
}

在上述代码中，通过 MDC.put("userId", "12345") 和 MDC.put("transactionId", "tx123") 将用户 ID 和事务 ID 放入日志上下文。在日志配置中，可以通过配置将这些上下文信息包含在日志输出中。例如，在 Log4j 的 log4j2.xml 配置文件中，可以这样修改 PatternLayout：

<PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %X{userId} %X{transactionId} %logger{36} - %msg%n"/>

这样在日志输出时，会显示用户 ID 和事务 ID 信息，方便追踪特定用户或事务的相关操作。

（三）自定义日志实现

虽然 Apache Commons Logging 提供了默认的日志查找策略和简单日志实现，但在某些特殊情况下，开发者可能需要自定义日志实现。要自定义日志实现，需要实现 Log 接口，并通过 LogFactory 的扩展机制进行注册。以下是一个简单的自定义日志实现示例：

1. 实现 Log 接口：

import org.apache.commons.logging.Log;

public class CustomLog implements Log {
    @Override
    public boolean isDebugEnabled() {
        // 自定义是否启用debug级别日志
        return true;
    }

    @Override
    public boolean isErrorEnabled() {
        return true;
    }

    @Override
    public boolean isFatalEnabled() {
        return true;
    }

    @Override
    public boolean isInfoEnabled() {
        return true;
    }

    @Override
    public boolean isTraceEnabled() {
        return true;
    }

    @Override
    public boolean isWarnEnabled() {
        return true;
    }

    @Override
    public void debug(Object message) {
        System.out.println("[DEBUG] " + message);
    }

    @Override
    public void debug(Object message, Throwable t) {
        System.out.println("[DEBUG] " + message, t);
    }

    @Override
    public void error(Object message) {
        System.out.println("[ERROR] " + message);
    }

    @Override
    public void error(Object message, Throwable t) {
        System.out.println("[ERROR] " + message, t);
    }

    @Override
    public void fatal(Object message) {
        System.out.println("[FATAL] " + message);
    }

    @Override
    public void fatal(Object message, Throwable t) {
        System.out.println("[FATAL] " + message, t);
    }

    @Override
    public void info(Object message) {
        System.out.println("[INFO] " + message);
    }

    @Override
    public void info(Object message, Throwable t) {
        System.out.println("[INFO] " + message, t);
    }

    @Override
    public void trace(Object message) {
        System.out.println("[TRACE] " + message);
    }

    @Override
    public void trace(Object message, Throwable t) {
        System.out.println("[TRACE] " + message, t);
    }

    @Override
    public void warn(Object message) {
        System.out.println("[WARN] " + message);
    }

    @Override
    public void warn(Object message, Throwable t) {
        System.out.println("[WARN] " + message, t);
    }
}

2. 注册自定义日志实现：创建一个 commons-logging.properties 文件，放在 src/main/resources 目录下，内容如下：

org.apache.commons.logging.Log=com.example.CustomLog

这里 com.example.CustomLog 是自定义日志实现类的全限定名。通过这种方式，Apache Commons Logging 在获取 Log 实例时，会使用自定义的日志实现。

六、使用 Apache Commons Logging 的最佳实践

（一）合理设置日志级别

在开发环境中，可以将日志级别设置为 debug，以便获取详细的调试信息。但在生产环境中，应将日志级别设置为 info 或更高，避免过多的日志输出影响系统性能。可以通过配置文件动态调整日志级别，例如在 Log4j 或 Logback 的配置文件中进行修改，而无需重新部署应用程序。

（二）避免在关键业务逻辑中记录大量日志

在高并发或性能敏感的业务逻辑中，频繁的日志记录可能会成为性能瓶颈。尽量将日志记录放在业务逻辑执行之后，或者使用异步日志记录方式，避免阻塞业务线程。例如，可以使用 ExecutorService 来异步处理日志记录任务。

（三）对日志进行分类和管理

通过使用不同的日志名称或日志上下文，可以对日志进行分类和管理。例如，按照模块、功能、用户等维度进行分类，方便在排查问题时快速定位相关日志。同时，定期清理和归档日志文件，避免日志文件过大占用过多磁盘空间。

（四）在异常处理中记录详细日志

当捕获到异常时，不仅要记录异常信息，还要记录异常的堆栈跟踪信息，以便准确分析问题原因。如前面 error 级别日志示例中所示，使用 log.error("Exception message", e) 这样的方式记录异常。

（五）与监控系统集成

将日志与监控系统集成，可以实时监控系统的运行状态。例如，通过分析日志中的 warn 和 error 级别日志，及时发现潜在问题并发出警报。一些监控工具如 ELK（Elasticsearch、Logstash、Kibana）可以很好地与 Apache Commons Logging 结合，实现日志的收集、存储、分析和可视化。

七、常见问题及解决方法

（一）日志输出为空

1. 可能原因：日志级别设置过高，导致某些级别的日志不被输出。例如，将日志级别设置为 error，则 debug、info 和 warn 级别的日志都不会输出。
2. 解决方法：检查日志框架的配置文件，确保日志级别设置符合需求。如果使用 Log4j，检查 log4j2.xml 中的 Root 节点的 level 属性；如果使用 Logback，检查 logback.xml 中的 root 节点的 level 属性。将其调整为合适的日志级别，如 info 或 debug。

（二）无法找到底层日志实现

1. 可能原因：项目中没有引入合适的底层日志实现库，或者库的版本不兼容。例如，只引入了 Apache Commons Logging，而没有引入 Log4j 或 Logback 等具体实现库。
2. 解决方法：根据实际需求引入相应的底层日志实现库，并确保版本兼容。如果使用 Maven，在 pom.xml 中添加正确的依赖；如果使用 Gradle，在 build.gradle 中添加依赖。同时，可以参考相关框架的官方文档了解版本兼容性要求。

（三）日志格式不符合预期

1. 可能原因：日志格式配置错误。在日志框架的配置文件中，PatternLayout 或类似的格式定义可能设置不正确。
2. 解决方法：仔细检查日志框架的配置文件中关于日志格式的部分。例如，在 Log4j 的 log4j2.xml 中，检查 PatternLayout 的 pattern 属性；在 Logback 的 logback.xml 中，检查 encoder 的 pattern 属性。按照日志框架的文档说明，正确设置日志格式。

通过以上内容，相信你对 Java 中使用 Apache Commons Logging 有了较为全面和深入的了解。从基本概念、引入方式、使用方法到高级特性、最佳实践以及常见问题解决，涵盖了在项目中应用 Apache Commons Logging 的各个方面，希望能帮助你在实际项目中更好地使用日志记录功能。