代码方式配置Log4j并实现线程级日志管理第四部分

文章目录

一异步输出模式
二增加异步输出模式开关
三重构日志输出接口
四异步处理线程
五总结及一些其他的建议

一异步输出模式

目前尚剩余两个需求，一个是实现日志的异步输出模式，一个是实现日志同时按日期和文件大小进行备份。

异步输出模式在第三部分说过了，在这部分单独讲，日志的备份则放在第五部分结束。

这部分我只提供一个设计思路，重心还是放在代码执行性能上，总体的思路为：

维护一个日志内容集合
开辟单独线程对日志内容集合进行输出

这里需要考虑一个事情，如何维护一个日志内容的集合？

第一点必须要满足FIFO（先进先出），尽量保障日志的输出顺序；
第二点不能阻塞，因为一旦集合的读写阻塞，会使线程一直握着系统资源，而导致CPU资源占用率高，整体处理性能的降低；
第三点必须保证线程安全，因为一旦开启异步输出模式，所有的应用线程不再通过ThreadLogger对象来直接输出日志，而会将日志内容重定向到日志内容集合中，这是一个多线程并发的写入动作，异步处理线程则单独的执行读操作，所以线程安全问题必须考虑！

综上，我考虑使用ConcurrentLinkedQueue，这是一个非阻塞且线程的安全的FIFO队列，其API有兴趣的读者可查阅相关文档。

二增加异步输出模式开关

那么按照这个设计思路首先要对LogUtil进行微调，增加一个是否开启异步模式的成员，一旦该标志位为True，则LogUtil.log()方法不再直接进行日志输出，转而将日志内容写入ConcurrentLinkedQueue。

/**
 * 1.实现代码方式配置Log4j <br>
 * 2.实现线程级日志对象管理 <br>
 * 3.实现日志的异步输出模式 <br>
 * 4.实现按日志文件大小及日期进行文件备份
 * 
 * @author 胡楠
 *
 */
public final class LogUtil
{
	……
	/**
	 * 日志内容集合，其他应用线程写入日志，异步处理线程则将日志读出并写入文件
	 */
	private static ConcurrentLinkedQueue<String> queueLogBuffer = new ConcurrentLinkedQueue<String>();
	/**
	 * 异步输出模式开关，默认false
	 */
	private static boolean ASYNCHRONOUS = false;

	/**
	 * 设置日志输出模式
	 * 
	 * @param asych
	 */
	public static void setLogMode(boolean asych)
	{
		ASYNCHRONOUS = asych;
	}
	……
}

三重构日志输出接口

既然已经加入异步输出模式，那么LogUtil提供输出接口则不能在单纯的进行日志输出了，首先要判断是否为异步模式，如果是的话则需要将日志内容写入ConcurrentLinkedQueue：


private static void log(LogLevel level, String message)
	{
		if (ASYNCHRONOUS)
		{
			queueLogBuffer.offer(message);
			return;
		}
		
		if (level == LogLevel.Trace)
		{
			getThreadLogger().logTrace(message);
		}
		else if (level == LogLevel.Debug)
		{
		……
	}

四异步处理线程

异步处理线程的逻辑要略严格些，我们必须要考虑当ConcurrentLinkedQueue中无内容的时候，需要让线程释放CPU资源，仅当其他应用线程放入内容的时候才将其唤醒，这时候我们需要使用“等待-通知”模式：

/**
	 * 异步处理线程，使用等待通知模式，仅当其他应用线程放入内容，才唤醒该线程，否则线程放弃CPU资源
	 * 
	 * @author 胡楠
	 *
	 */
	class LogBufferProcessor implements Runnable
	{
		public void run()
		{
			synchronized (queueLogBuffer)
			{
				while (queueLogBuffer.poll() != null)
				{
					// TODO 进行日志输出
				}
				
				try
				{
					queueLogBuffer.wait();
				}
				catch (Exception e) 
				{
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
	}

如上是一个简单的设计结构，如何进行日志输出，以及wait()中断等处理都没有很细致的实现，还是那句话，这里仅叙述设计思路，更加具体的实现，需要各位看官依自己的实际需求来实现。

注意，按如上方式进行处理，需要对log()方法再次重构，因为一旦应用线程向ConcurrentLinkedQueue中放入内容，则需要唤醒异步处理线程，如下：

private static void log(LogLevel level, String message)
	{
		if (ASYNCHRONOUS)
		{
			queueLogBuffer.offer(message);
			queueLogBuffer.notifyAll();
			return;
		}
		……

五总结及一些其他的建议

如果你是一名刚入门Java的朋友，那么在接触线程操作的时候，一定别忘了关注性能问题，正如上面的设计，如果我们不采用“等待-通知”模式，不论线程是否有任务需要处理，它都会一直持有CPU资源，这就拖累了系统的整体性能。

另外，我们还需要考虑一个事情，日志内容队列是否可以无限大，ConcurrentLinkedQueue是无界的，这意味着一旦应用线程疯狂的进行日志输出，很可能出现内存溢出，所以我建议对ConcurrentLinkedQueue设置阈值，一旦超过阈值，则转换为同步输出模式，虽然降低了性能，但是回避了内存溢出风险。

虽然设计了异步输出模式，我依然建议补充缓存设计，即使异步模式把日志输出重定向到了单独的处理线程，但是频繁的IO操作依然是系统性能的负担，所以应该实现一个日志缓存，只有当缓存内容达到缓存阈值才进行一次IO操作，这样会更大的提升整体性能。

请不要因为我贴上的代码不全而喷我不负责任，每个人每个项目的每个需求都有所差异，能够从别人的设计思路中获取自己需要的东西，举一反三才是最宝贵的。

剩下最后第五部分，我会把自己重写的Appender贴上来，它实现了同时按日期及日志文件大小进行日志的备份，因为涉及对源码的延展，所以代码会贴的相对更全面一些，但是别抱太大期望，因为真的很简单……（别瞎百度，我搜过，百度上好多人都是瞎写的，各种复制粘贴，只要看过源码，跟踪过执行过程，你也能很容易实现定制化的需求）