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Logback vs Log4j2 性能实测：吞吐量差一倍，生产环境你选谁？

发表于 17 小时前 | 查看: 6| 回复: 0

在 Java 生态里，Logback 和 Log4j2 算是两款非常出色的日志框架。日常开发时，我们可能不太在意底层用的是哪一个，但其实它们的性能差异相当明显。

尤其是在生产环境下，日志框架的性能高低，直接影响着机器的资源开销与成本。在一些头部大厂，哪怕只有一丁点性能优化，累积起来也能节省数百万的支出。另外，统一日志框架往往是企业级开发中规范化的重要一步，对后续的 ETL 流程也大有益处。所以，选一个合适的日志框架，这件事还是挺重要的。

浅谈与 SLF4J、Log4j、Logback 的关系

概括来说，SLF4J 是一系列日志接口，而 Log4j 和 Logback 是这些接口的具体实现。可以把 SLF4J 理解为接口，Logback 和 Log4j 是它的实现类。SLF4J 本身具有良好的易用性和抽象性。

使用 SLF4J 编写日志非常直观。首先需要调用 LoggerFactory 的 getLogger 方法来实例化一个 Logger 对象。主要有两种方式：

方法 1：使用 Lombok（推荐）

直接在类上添加 Lombok 的注解。这是最简洁、代码量最少且开发效率最高的方式，而且 Lombok 在很多场景下都很好用。

@Slf4j
public class Main {}

方法 2：直接调用

使用 org.slf4j.LoggerFactory 的 getLogger 方法获取 Logger 实例。出于规范和性能考虑，建议声明为 private static final。

private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(Main.class);

性能测试对比

话不多说，直接看实测数据。

性能对比图

logback与log4j2多线程下日志输出耗时与吞吐量对比柱状图

从上图可以得出两个结论：

Log4j2 的性能全面优于 Logback，吞吐量大约是 Logback 的两倍。
随着线程数量的增加，日志输出能力并不会线性增长。当线程数增加到大约两倍于 CPU 核数时，日志性能会触及一个相对较高的瓶颈值。

IDEA中log4j2配置文件与性能测试控制台输出截图

提示：已知一个影响效率的关键点是，在日志中打印方法名和行号（如 %L）都会显著拖慢日志输出速度。如果仅去掉行号，在单线程下，Log4j2 的性能甚至还能再提升一倍多。

附：测试环境

为了保证数据可复现，我们看下具体的测试环境。

1、硬件环境：

CPU AMD Ryzen 5 3600 6-Core Processor Base speed: 3.95 GHz
Memory 32.0 GB Speed: 2666 MHz

2、JVM 信息

JDK 版本：semeru-11.0.20
JVM 参数：-Xms1000m -Xmx1000m

3、Log4j2 和 Logback 的版本

<log4j.version>2.22.1</log4j.version>
<logback.version>1.4.14</logback.version>

4、测试线程数和测试方式

线程数：1, 8, 32, 128
测试方式：统一进行预热，跑三次，取预热后正式跑的平均值。

5、日志格式

日志格式对性能影响极大，有时甚至是天壤之别。

<!-- log4j2 的配置 -->
<Property name="log.pattern">[%d{yyyyMMdd HH:mm:ss.SSS}] [%t] [%level{length=4}] %c{1.}:%L %msg%n</Property>

<!-- logback 的配置 -->
<pattern>[%date{yyyyMMdd HH:mm:ss.SSS}] [%thread] [%-4level] %logger{5}:%line %msg%n</pattern>

6、日志长度

单条日志长度大约 129 个字符，属于常见长度，统一输出到文件 app.log，格式完全一致。

[20240125 16:24:27.716] [thread-3] [INFO] c.w.d.Main:32 main - info level ...this is a demo script, pure string log will be used!
[20240125 16:24:27.716] [thread-1] [INFO] c.w.d.Main:32 main - info level ...this is a demo script, pure string log will be used!

使用方法，有需要的可以拿去

1. Logback 在 Spring Boot 项目中的使用

对于 Spring Boot 项目，pom.xml 无需做任何额外操作，因为 Spring 官方默认集成的就是 Logback。如果是非 Spring 项目，可以直接引入以下依赖，其中同时包含了 Logback 和 SLF4J 的绑定。

<dependency>
    <groupId>ch.qos.logback</groupId>
    <artifactId>logback-classic</artifactId>
    <version>${logback.version}</version>
</dependency>

配置文件放置路径：src/main/resource/logback.xml，示例如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration>

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

    <appender name="FILE" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
        <encoder>
            <pattern>%d{HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{36} - %msg%n</pattern>
            <charset>utf-8</charset>
        </encoder>
        <file>log/output.log</file>
        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.FixedWindowRollingPolicy">
            <fileNamePattern>log/output.log.%i</fileNamePattern>
        </rollingPolicy>
        <triggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeBasedTriggeringPolicy">
            <MaxFileSize>1MB</MaxFileSize>
        </triggeringPolicy>
    </appender>

    <root level="INFO">
        <appender-ref ref="CONSOLE" />
        <appender-ref ref="FILE" />
    </root>
</configuration>

2. Log4j2 在 Spring 项目中的使用

因为 Spring 默认依赖 Logback，所以我们要先排除掉默认的日志实现，然后再引入 Log4j2 的相关依赖。

<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-core</artifactId>
    <version>${log4j.version}</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-api</artifactId>
    <version>${log4j.version}</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-slf4j2-impl</artifactId>
    <version>${log4j.version}</version>
</dependency>

配置文件放置路径：src/main/resource/log4j2.xml，示例如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration>
    <Properties>
        <!-- 定义日志格式 -->
        <Property name="log.pattern">%d{MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36}%n%msg%n%n</Property>
        <!-- 定义文件名变量 -->
        <Property name="file.err.filename">log/err.log</Property>
        <Property name="file.err.pattern">log/err.%i.log.gz</Property>
    </Properties>
    <!-- 定义Appender，即目的地 -->
    <Appenders>
        <!-- 定义输出到屏幕 -->
        <Console name="console" target="SYSTEM_OUT">
            <!-- 日志格式引用上面定义的log.pattern -->
            <PatternLayout pattern="${log.pattern}" />
        </Console>
        <!-- 定义输出到文件,文件名引用上面定义的file.err.filename -->
        <RollingFile name="err" bufferedIO="true" fileName="${file.err.filename}" filePattern="${file.err.pattern}">
            <PatternLayout pattern="${log.pattern}" />
            <Policies>
                <!-- 根据文件大小自动切割日志 -->
                <SizeBasedTriggeringPolicy size="1 MB" />
            </Policies>
            <!-- 保留最近10份 -->
            <DefaultRolloverStrategy max="10" />
        </RollingFile>
    </Appenders>
    <Loggers>
        <Root level="info">
            <!-- 对info级别的日志，输出到console -->
            <AppenderRef ref="console" level="info" />
            <!-- 对error级别的日志，输出到err，即上面定义的RollingFile -->
            <AppenderRef ref="err" level="error" />
        </Root>
    </Loggers>
</Configuration>

最佳实践：

滚动日志，永远不让磁盘满

根据实际的运行环境要求，配置好最大日志文件数量和单个文件的最大值。

日志如何使用才方便统计和定位问题

统一日志格式，例如先打印方法名再打印参数列表。
完善要打印参数的 toString 方法，确保关键信息能被记录。

日志如何配置性能才比较高

配置应遵循结构清晰、尽量简化的原则。能让框架少计算的，就让它少算，比如避免输出方法名、行号这类需要额外开销的信息。

当然，无论对个人还是整个公司，保持使用习惯统一，都有助于后续的日志收集、分析和统计。在云栈社区上与更多开发者交流，可以帮你找到更适合自己团队的实践方案。

附录

1. 测试代码：

package com.winjeg.demo;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.commons.lang3.concurrent.BasicThreadFactory;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;

@Slf4j
public class Main {

    private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(Main.class);

    private static final ThreadPoolExecutor EXECUTOR = new ThreadPoolExecutor(128, 256, 1L,
            TimeUnit.MINUTES, new ArrayBlockingQueue<>(512),
            new BasicThreadFactory.Builder().namingPattern("thread-%d").daemon(true).build());

    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        execute(8, 160_000);
        long first = System.currentTimeMillis();
        execute(8, 160_000);
        System.out.printf("time cost, preheat:%d\t, formal:%d\n", first - start, System.currentTimeMillis() - first);
    }

    private static void execute(int threadNum, int times) {
        List<Future<?>> futures = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < threadNum; i++) {
            Future<?> f = EXECUTOR.submit(() -> {
                for (long j = 0; j < times; j++) {
                    log.info("main - info level ...this is a demo script, pure string log will be used!");
                }
            });
            futures.add(f);
        }
        futures.forEach(f -> {
            try {
                f.get();
            } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        });
    }
}

对应的 pom.xml：

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.winjeg.spring</groupId>
    <artifactId>demo</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <packaging>jar</packaging>

    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <log4j.version>2.22.1</log4j.version>
        <logback.version>1.4.14</logback.version>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>1.18.30</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.apache.commons</groupId>
            <artifactId>commons-lang3</artifactId>
            <version>3.12.0</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-core</artifactId>
            <version>${log4j.version}</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-api</artifactId>
            <version>${log4j.version}</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-slf4j2-impl</artifactId>
            <version>${log4j.version}</version>
        </dependency>

        <!-- 如果想测试Logback，取消下面的注释并注释掉log4j2的依赖 -->
        <!--
        <dependency>
            <groupId>ch.qos.logback</groupId>
            <artifactId>logback-classic</artifactId>
            <version>${logback.version}</version>
        </dependency>
        -->
    </dependencies>
</project>

2. 更多参考

这些资料或许不完全严谨，但为了方便查阅，这里还是列出一些官方和热度较高的参考来源：

Logback 官方性能测试结果
Log4j2 官方性能测试结果
Java 日志框架：Log4j vs Logback vs Log4j2 对比分析

来源：https://juejin.cn/post/7327878308757520419

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