SLF4J源码分析
介紹
官網(wǎng)：http://www.slf4j.org/
github：https://github.com/qos-ch/slf4j
SLF4J（Simple Logging Facade for Java），它為Java的日志系統(tǒng)提供了一套統(tǒng)一的接口（門面），即：作為各種日志框架（java.util.logging，logback，log4j）的抽象。
通過引入SLF4J，可以使項(xiàng)目與logging具體的實(shí)現(xiàn)分離，在提供了一致的接口的同時(shí)，提供了靈活選擇logging實(shí)現(xiàn)的能力。（引入SLF4J的庫/應(yīng)用意味著僅添加一個(gè)強(qiáng)制性依賴項(xiàng)slf4j-api.jar）
1、為什么要設(shè)計(jì)出一個(gè)日志接口的抽象層？
我們都知道，日志對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)來說非常重要。同樣，我們?cè)陂_發(fā)出了一個(gè)庫時(shí)，也需要打印一些調(diào)試或者運(yùn)行日志，而我們系統(tǒng)往往會(huì)引入大量的第三方庫。這是，就會(huì)遇到一個(gè)問題：假設(shè)我們系統(tǒng)使用的是Log4j日志框架，引入了RMQ庫使用的是Logback框架，這時(shí)系統(tǒng)就出現(xiàn)了兩個(gè)日志框架，維護(hù)起來非常麻煩。
解決這個(gè)問題的方法是引入一個(gè)適配層。例如：
如果我們都是通過SLF4J這種統(tǒng)一的接口，那么RMQ庫在發(fā)布時(shí)就無需帶著具體日志框架的實(shí)現(xiàn)，這樣我們系統(tǒng)引入RMQ后，仍然使用的是我們系統(tǒng)中引入的日志實(shí)現(xiàn)了，這樣就方便了維護(hù)。
slf4j只做兩件事情：
- 提供日志接口
- 提供獲取具體日志對(duì)象的方法
說明：這種抽象的思想，在軟件開發(fā)中很常見。
2、SLF4J和JCL區(qū)別：
在SLF4J之前，Apache Common Logging（即Jakarta Commons Logging，簡稱JCL）也提供了類似的功能（即：統(tǒng)一的日志接口）。它與SLF4J的區(qū)別在于：
- JCL即提供了統(tǒng)一的接口，也提供了一套默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)；SLF4J則只提供了接口層
- JCL采用運(yùn)行時(shí)綁定，通過Classloader體系加載相應(yīng)的logging實(shí)現(xiàn)；SLF4J采用了靜態(tài)綁定
- SLF4J在接口易用性上更有優(yōu)勢(shì)，大大減少了不必要的日志拼接：
- JCL為了避免無效的字符串拼接，一般需要通過if判斷：
- SLF4J則提供了占位符"{}"，只在必要的情況下才會(huì)進(jìn)行日志字符串處理和拼接：
推薦使用slf4j中占位符原因主要有兩點(diǎn)：
- 當(dāng)設(shè)置的日志級(jí)別高于某條代碼中的日志級(jí)別時(shí)，使用占位符可以免掉字符串拼接操作；
- 占位符底層使用的是StringBuilder進(jìn)行的拼接，性能比“+”要好；
注：在SLF4J和JCL中，推薦使用前者。
3、SLF4J使用：
SLF4J的使用非常簡單：
- 引入SLF4J依賴 （slf4j-api.jar）
- 引入一種SLF4J的實(shí)現(xiàn)，比如：logback、log4j...
然后：
import org.slf4j.Logger; import org.slf4j.LoggerFactory;public MyClass {Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MyClass.class);puhblic void method() {logger.info("hello world...");} }注：從1.6.0開始，如果在類路徑上未找到綁定，則SLF4J將默認(rèn)為無操作實(shí)現(xiàn)；
下圖從SLF4J官網(wǎng)中找到的一個(gè)圖，表示了各種實(shí)現(xiàn)類和SLF4J的關(guān)系：
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總之，SLF4J接口及其各種適配器非常簡單，不依賴任何類加載器，所以SLF4J不會(huì)遇到類加載器問題或Commons Logging（JCL）所觀察??到的內(nèi)存泄漏。實(shí)際上，每個(gè)SLF4J綁定在編譯時(shí)都進(jìn)行了硬連線，以使用一個(gè)且僅一個(gè)特定的日志記錄框架。
靜態(tài)綁定原理
和Apache Common Logging不同，SLF4j采用了靜態(tài)綁定來確定具體日志庫。靜態(tài)綁定就是：
- 每一個(gè)具體的日志庫定義一個(gè)包名和類名都相同的類： org.slf4j.impl.StaticLoggerBinder，這個(gè)類的功能就是調(diào)用具體的日志庫，該類存放在Adaptation layer（適配層）或者native implementation of slf4j-api（實(shí)現(xiàn)包）的jar包中；（該類在slf4j-api打成jar包時(shí)被mvn移除）
- SLF4j的使用者只要把具體日志庫對(duì)應(yīng)的Adaptation layer或者native implementation of slf4j-api的jar包放入classpath中，SLF4j便會(huì)裝載(load)對(duì)應(yīng)版本的org.slf4j.impl.StaticLoggerBinder，從而調(diào)用具體的日志庫；
- slf4j-api.jar中通過classLoader.getResources("org/slf4j/impl/StaticLoggerBinder.class")來加載classpath中具體的日志庫中的StaticLoggerBinder類；
SLF4J相比JCL的一大優(yōu)勢(shì)是采用了靜態(tài)綁定，避免了在OSGI等場(chǎng)景中通過classloader動(dòng)態(tài)綁定造成的困擾。
參考：https://blog.csdn.net/weixin_34248023/article/details/91891106
1、1.7.25版本的slf4j-api.jar靜態(tài)綁定過程分析：
1.1）源碼分析：
在demo中可知，使用SLF4J的LoggerFactory.getLogger(Class<?>)方法獲取一個(gè)Logger對(duì)象，這個(gè)過程完成了和具體日志實(shí)現(xiàn)類的綁定。通過slf4j-api.jar源碼，SLF4J是調(diào)用bind()方法實(shí)現(xiàn)的綁定。
1）bind()方法：
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2）findPossibleStaticLoggerBinderPathSet()方法：
通過jdk提供的ClassLoader.getStstemResources()方法獲取指定資源的URI。
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可以發(fā)現(xiàn)，在slf4j-api.jar包中根本沒有org.slf4j.impl.StaticLoggerBinder 這個(gè)類，所以，如果沒有具體的日志實(shí)現(xiàn)庫，那么在執(zhí)行到StaticLoggerBinder.getSingleton()方法時(shí)就會(huì)拋出NoClassDeffoundException
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3）日志實(shí)現(xiàn)庫：
slf4j-log4j12庫中的org.slf4j.impl.StaticLoggerBinder
1.2）疑問：
通過slf4j源碼，LoggerFactory.java文件有一行import org.slf4j.impl.StaticLoggerBinder; 但是上面我們發(fā)現(xiàn)在slf4j-api.jar中居然沒有該org.slf4j.impl.StaticLoggerBinder類，也就是說slf4j-api這個(gè)工程是無法編譯通過的，又是如何打成slf4j-api.jar的呢？
寫一個(gè)工程A，類似sfl4j-api，然后把StaticLoggerBinder類刪掉，工程雖然報(bào)錯(cuò)，但是可以通過mvn install打包成功；
寫一個(gè)工程B，引入A.jar，然后調(diào)用其中方法，會(huì)發(fā)現(xiàn)報(bào)錯(cuò)：Unresolved compilation problem: 從A.jar包中查看相應(yīng)的LoggerFatory類，居然是這樣的：
可以發(fā)現(xiàn)：雖然上面可以用mvn打包成功，但是由于A工程是一個(gè)編譯有問題的工程，反編譯字節(jié)碼文件可以看到方法全都拋出異常，這說明在打包時(shí)，LoggerFactory類生成的字節(jié)碼文件是不完整的，帶有錯(cuò)誤的。
通過slf4j-api源碼可以發(fā)現(xiàn)，其實(shí)在slf4j-api工程中是有org.slf4j.impl.StaticLoggerBinder.java類的，只是在mvn打包的時(shí)候通過ant插件，將org.slf4j.impl.StaticLoggerBinder.class移除掉了。騙過了jdk，使得LoggerFactory.class是一個(gè)完整的，可以校驗(yàn)通過的字節(jié)碼文件。
1.3）總結(jié)：
先來明確一下 Java 的綁定（Binding）的概念，Java 本身只支持靜態(tài)（static）綁定與運(yùn)行時(shí)（runtime）綁定，直到與 JDK 1.6 版本一起發(fā)布的 JSR269 才能進(jìn)行編譯時(shí)綁定，編譯時(shí)綁定最有代表的是lomok 在編譯過程中修改字節(jié)碼。
1.7.25版本的SFL4j 的 logger 實(shí)例是 new 出來的（通過StaticLoggerBinder單例），綁定 LogContext 的 StaticLoggerBinder（中介類） 是寫死的，編譯時(shí)并沒有處理任何邏輯，也談不上什么編譯時(shí)綁定，而且翻遍了 SLF4j 文檔也沒有找到任何有關(guān)編譯時(shí)綁定的材料，官方只提到了 “static binding”， 所以，SLF4j使用的是 Convention over Configuration（CoC）– 慣例優(yōu)于配置原則，不管是什么日志框架，只加載org.slf4j.impl.StaticLoggerBinder。這完美契合了軟件設(shè)計(jì)的 KISS（Keep It Simple, Stupid）原則。
而 Commons-logging 魔法（magic）一樣的動(dòng)態(tài)加載雖然設(shè)計(jì)很高大上，在應(yīng)用領(lǐng)域卻直接被打臉，低效率、與 OSGi 共同使用所導(dǎo)致的 ClassLoader 問題更是火上澆油，所以員外與大家共勉，寫代碼切勿炫技。
參考：
https://juejin.im/post/6844903574116237326
https://www.jianshu.com/p/b562b7ff499f
2、1.8版本的slf4j-api.jar靜態(tài)綁定過程分析：
SLF4J 1.8中最大的改進(jìn)就是摒棄了之前的hard code的代碼綁定（要求具體實(shí)現(xiàn)日志框架中必須要有一個(gè)org.slf4j.impl.StaticLoggerBinder.java），而是使用了更加優(yōu)雅、耦合更松的SPI方式進(jìn)行服務(wù)發(fā)現(xiàn)。我們看看1.8版本slf4j-api中對(duì)日志綁定的改進(jìn)：
- 提供了org.slf4j.spi.SLF4JServiceProvider服務(wù)接口用于SPI綁定
- 改進(jìn)了org.slf4j.LoggerFactory.bind()的實(shí)現(xiàn)，采用SPI方式進(jìn)行SLF4JServiceProvider服務(wù)發(fā)現(xiàn)和綁定
- 不再支持1.8版本以前的按照約定的類型StaticXxxBinder約定類名進(jìn)行綁定的方式
由此可見，1.8版本和之前的版本是不兼容的（http://www.slf4j.org/codes.html#version_mismatch）。而且1.8往上的版本都是beta，沒有一個(gè)是stable/release的。
說明：（官網(wǎng)）
從客戶端的角度來看，slf4j-api的所有版本都是兼容的。只需要確保綁定的版本與slf4j-api.jar的版本匹配即可。在初始化時(shí)，如果SLF4J懷疑可能存在sfl4j-api與綁定版本不匹配的問題，它將發(fā)出有關(guān)可疑不匹配的警告。
1.1）源碼分析：
1）bind方法：
2）findServiceProviders()方法：
3）日志實(shí)現(xiàn)庫：
slf4j-api:1.8.0-beta-2版本，對(duì)應(yīng)的logback-classic版本為logback-classic:1.3.0-alpha4。為了兼容1.8的SLF4J，logback-classic提供了SPI服務(wù)配置文件，如下圖。這樣，在啟動(dòng)階段，SLF4J就可以通過ServiceLoader找到logback-classic并進(jìn)行注冊(cè)了。
同時(shí)，最新版的logback也去掉了org.slf.impl包，徹底摒棄了老版本SLF4J的支持。
同樣，在slf4j-log4j12-1.8版本中，也是去掉了org.slf.impl包，提供了SPI服務(wù)配置文件：
總結(jié)：
slf4j-api1.8版本整個(gè)流程和1.7的基本一致，除了采用了更優(yōu)雅的服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制，在其他方面，SLF4J 1.8與之前版本差別很小。
參考：
https://www.jianshu.com/p/6cf21fb18639
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總結(jié)
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