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23 KiB
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# Logback
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## Introduce
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`logback-classic`模块需要classpath下存在`slf4j-api.jar`, `logback-core.jar`, `logback-classic.jar`。
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logback使用示例如下：
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```java
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package chapters.introduction;
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import org.slf4j.Logger;
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import org.slf4j.LoggerFactory;
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public class HelloWorld1 {
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public static void main(String[] args) {
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Logger logger = LoggerFactory.getLogger("chapters.introduction.HelloWorld1");
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logger.debug("Hello world.");
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}
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}
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```
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`HelloWorld1`类定义在`chapters.introduction`包下，其引入了slf4j中的`Logger`和`LoggerFactory`类。
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在上述示例中，并没有引入任何logback的类，在使用日志的大多数场景中，只需要引入slf4j的api类即可。
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## Logback Architecture
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logback目前结构分为3个模块，`logback-core`，`logback-classic`，`logback-access`。
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`logback-core`是其他两个模块的基础，`classic`模块拓展了`core`模块。`classic`模块实现了slf4j api，因而在使用slf4j时可以在logback和其他日志系统之间轻松切换。而`access`模块和servlet容器做了集成，可以通过http对日志进行访问。
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### Logger, Appender, Layout
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logback基于3个主要的类构成：`Logger`, `Appender`, `Layout`。`Logger`类属于logback-classic模块，Appender和Layout类则是属于logback-core模块。
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#### Log Context
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在logback-classic中，每个logger都关联了一个`Log Context`，log Context负责创建logger，并且log context将创建的logger按照树状结构排列。
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Logger都拥有名称，其名称大小写敏感，并遵循分层的命名规则：
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> 如果一个logger的名称，其名称加上`.`后形成的字符串，为另一个logger的前缀，那么可称后一个logger是前一个logger的后代。如果一个logger和后代logger之间没有其他的logger，那么可以称前一个logger是后一个logger的parent。
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例如，名称为`"com.foo"`的logger是名称为`"com.foo.Bar"`的parent。
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root logger是位于最顶层的logger，其可以通过如下方式进行获取：
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```java
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Logger rootLogger = LoggerFactory.getLogger(org.slf4j.Logger.ROOT_LOGGER_NAME);
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```
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其他所有的logger也可以通过`getLogger`方法进行获取，该方法接收logger name来作为参数，`Logger`接口具有如下方法：
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```java
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package org.slf4j;
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public interface Logger {
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// Printing methods:
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public void trace(String message);
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public void debug(String message);
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public void info(String message);
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public void warn(String message);
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public void error(String message);
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}
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```
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#### 有效级别
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logger都会被指定一个log level，level可以是`TRACE, DEBUG, INFO, WARN, ERROR`中的一个，其定义在`ch.qos.logback.classic.Level`类中。如果指定logger没有被指定level，那么其会从`离其最近并且被指定level的先祖logger`中继承level。
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为了保证所有logger都可以继承level，root logger一定会被指定log level。默认情况下，level为`debug`。
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> log level顺序为：
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>
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> `TRACE < DEBUG < INFO < WARN < ERROR`
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#### 获取Logger
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在通过`LoggerFactory.getLogger`获取logger对象时，如果向方法传入相同的名称，那么会获得相同的logger对象。
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通常，应在每个class中指定一个logger，logger name为class的全类名。
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#### Appender
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在logback中，允许将日志打印到多个目的地，在logback中，目的地被称为`Appender`。目前，目的地可以是console、文件、remote socket server、数据库、JMS等。
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对每个logger，都可以关联不止一个Appender。
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`addAppender`将会将Appender关联到指定的logger。每个被允许打印的log请求都会被发送到该logger关联的所有Appender中，并且log请求还会被发送到树结构更高的Appender中。在logger结构中，Appender是增量继承的，后代logger会继承先祖logger的Appender。
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如果为root logger指定一个console appender，并且为L指定一个file appender，那么对于L和L的后代logger打印日志的请求不仅会被发送到console，还会被打印到文件中。
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> 可以手动指定logger L增量继承appender的标志为false，那么L和其所有后代logger都不会继承L先祖logger的appender。
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>
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> 默认情况下，appender是否增量继承的标志，默认值为true
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#### Layout
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如果想要指定日志打印的格式，可以将Layout对象和logger相关联。`PatternLayout`可以通过c语言`printf`的格式来指定打印格式。
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`PatternLayout`中，若指定conversion pattern为`%-4relative [%thread] %-5level %logger{32} - %msg%n`，其会按如下格式打印消息：
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```
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176 [main] DEBUG manual.architecture.HelloWorld2 - Hello world.
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```
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#### 参数化打印
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可以通过如下形式来进行参数化打印
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```java
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Object entry = new SomeObject();
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logger.debug("The entry is {}.", entry);
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```
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只有当前消息被评估应该打印时，才会通过消息模板来构造消息，将`{}`替换为entry的实际值。
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## Logback Configuration
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### logback配置顺序
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1. 如果`logback.configurationFile`系统变量设置
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2. 如果1步骤失败，会尝试在classpath中寻找`logback-test.xml`
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3. 如果2步骤失败，会尝试在classpath中寻找`logback.xml`
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> #### 通过命令行System Properties设置logback配置文件位置
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> 可以通过向命令行传递`-Dlogback.configurationFile=/path/to/config.xml`来设置logback配置文件的位置
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### 通过xml形式配置logback
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```xml
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<configuration>
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<appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
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<!-- encoders are assigned the type
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ch.qos.logback.classic.encoder.PatternLayoutEncoder by default -->
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<encoder>
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<pattern>%d{HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{36} -%kvp- %msg%n</pattern>
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</encoder>
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</appender>
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<root level="debug">
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<appender-ref ref="STDOUT" />
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</root>
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</configuration>
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```
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### 自动加载配置文件更新
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logback支持对配置文件的变动进行扫描，并且对扫描到的变动进行自动配置。为了令logback支持配置自动更新，需要为`configuration`元素配置scan属性，示例如下所示：
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```xml
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<configuration scan="true">
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||
...
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</configuration>
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```
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在开启配置自动更新时，默认会每间隔`1 minute`就扫描配置变动。可以通过`scanPeriod`属性自定义扫描周期，周期单位可以是`milliseconds, seconds, minutes, hours`。示例如下所示：
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```xml
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<configuration scan="true" scanPeriod="30 seconds" >
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||
...
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||
</configuration>
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```
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> 如果在没有为scanPerod属性值指定单位时，默认单位为ms
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### xml配置文件语法
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一个基础的xml配置文件可以包含如下结构：
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1. 一个`<configuration>`元素
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1. 0或多个`<appender>`元素
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2. 0或多个`<logger>`元素
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3. 最多一个`<root>`元素
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#### `<logger>`
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`<logger>`元素用于配置logger，其接收一个必填的`name`属性，一个可选的`level`属性，一个可选的`additivity`属性。
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- `additivity`属性的值可以为true或者false。
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- `level`属性的值可以为`TRACE, DEBUG, INFO, WARN, ERROR, ALL, OFF`，是大小写不敏感的。
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- 如果想要从上级继承level，可以将level属性的值设置为`INHERITED`或是`NULL`
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`logger`元素中可以包含0个或多个`<appender-ref>`元素，这样每个引用的appender都会被加入到logger中。
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#### `<root>`
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`root`元素用于配置root logger，其只支持一个属性`level`。由于root元素已经被命名为`ROOT`，故而也不允许指定`name`属性。
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`<root>`元素的`level`属性只能被赋值为`TRACE, DEBUG, INFO, WARN, ERROR, ALL, OFF`，不能被赋值为`INHERITED`或是`NULL`.
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和logger元素一样，root元素中也能包含0个或多个`<appender-ref>`元素。
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```xml
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<configuration>
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<appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
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<!-- encoders are assigned the type
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ch.qos.logback.classic.encoder.PatternLayoutEncoder by default -->
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<encoder>
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<pattern>%d{HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{36} -%kvp- %msg%n</pattern>
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</encoder>
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</appender>
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<logger name="chapters.configuration" level="INFO"/>
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<!-- Strictly speaking, the level attribute is not necessary since -->
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<!-- the level of the root level is set to DEBUG by default. -->
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<root level="DEBUG">
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<appender-ref ref="STDOUT" />
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</root>
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</configuration>
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```
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#### `Appender`
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`<appender>`元素用于配置Appender，其接收两个必填属性：`name`和`class`。其中，`name`属性指定了appender的名称，而`class`属性则是指定了appender Class的全类名。
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`appender`元素可以包含0或多个`<layout>`元素，0或多个`<encoder>`元素，0或多个`<filter>`元素。除了可以包含上述公共元素外，还`appender`元素还可以包含任意数量javaBean属性相关的元素，
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#### `Layout`
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`<layout>`元素接收一个必填`class`属性，值为Layout类的全类名。和appender元素一样，layout也可以包含javaBean属性相关的元素。如果layout class为`PatternLayout`，那么class属性可以省略。
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#### `encoder`
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`<encoder>`元素接收一个必填的class属性，值为Encoder的全类名。如果encoder类为`PatternLayoutEncoder`，那么class属性可以省略。
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当想要向多个appender中输出日志时，只需要在logger中定义多个appender即可，示例如下
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```xml
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<configuration>
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<appender name="FILE" class="ch.qos.logback.core.FileAppender">
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<file>myApp.log</file>
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<encoder>
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<pattern>%date %level [%thread] %logger{10} [%file:%line] -%kvp- %msg%n</pattern>
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||
</encoder>
|
||
</appender>
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||
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||
<appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
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||
<encoder>
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||
<pattern>%kvp %msg%n</pattern>
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||
</encoder>
|
||
</appender>
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||
<root level="debug">
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||
<appender-ref ref="FILE" />
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||
<appender-ref ref="STDOUT" />
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||
</root>
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||
</configuration>
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```
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上述配置中，定义了两个appender，`FILE`和`STDOUT`。 `FILE` appender将日志打印到`myApp.log`文件中。`STDOUT` appender则是将日志打印到控制台。
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root logger通过`<appender-ref>`标签来引用appender，每个appender都有其自己的encoder，encoder通常在appender之间并不共享。同样的，layout也不会在多个appender之间共享。
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> 由于logger不仅会将日志发送到其自身的logger，并且还会将日志发送给其先祖logger的appender，故而将相同的appender共享给拥有上下级关系的logger将会导致日志的重复打印。
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可以通过设置`additivity`属性来设置后代logger不继承先祖logger的appender，配置示例如下所示：
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```xml
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<configuration>
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<appender name="FILE" class="ch.qos.logback.core.FileAppender">
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||
<file>foo.log</file>
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<encoder>
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<pattern>%date %level [%thread] %logger{10} [%file : %line] -%kvp- %msg%n</pattern>
|
||
</encoder>
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||
</appender>
|
||
|
||
<appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
|
||
<encoder>
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||
<pattern>%msg%n</pattern>
|
||
</encoder>
|
||
</appender>
|
||
|
||
<logger name="chapters.configuration.Foo" additivity="false">
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||
<appender-ref ref="FILE" />
|
||
</logger>
|
||
|
||
<root level="debug">
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||
<appender-ref ref="STDOUT" />
|
||
</root>
|
||
</configuration>
|
||
```
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### 变量替换
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可以以`${VAR_NAME}`的形式来使用变量替换，且`HOSTNAME`和`CONTEXT_NAME`变量是默认定义的。
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如下示例展示了如何定义变量：
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```xml
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<configuration>
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<variable name="USER_HOME" value="/home/sebastien" />
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||
<appender name="FILE" class="ch.qos.logback.core.FileAppender">
|
||
<file>${USER_HOME}/myApp.log</file>
|
||
<encoder>
|
||
<pattern>%kvp %msg%n</pattern>
|
||
</encoder>
|
||
</appender>
|
||
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||
<root level="debug">
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||
<appender-ref ref="FILE" />
|
||
</root>
|
||
</configuration>
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```
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变量除了可以在配置文件中定义，还可以通过System Properties进行传递，
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```shell
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java -DUSER_HOME="/home/sebastien" MyApp2
|
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```
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||
```xml
|
||
<configuration>
|
||
|
||
<appender name="FILE" class="ch.qos.logback.core.FileAppender">
|
||
<file>${USER_HOME}/myApp.log</file>
|
||
<encoder>
|
||
<pattern>%kvp %msg%n</pattern>
|
||
</encoder>
|
||
</appender>
|
||
|
||
<root level="debug">
|
||
<appender-ref ref="FILE" />
|
||
</root>
|
||
</configuration>
|
||
```
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||
当存在多个变量时，可以单独为变量定义一个文件：
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||
```xml
|
||
<configuration>
|
||
|
||
<variable file="src/main/java/chapters/configuration/variables1.properties" />
|
||
|
||
<appender name="FILE" class="ch.qos.logback.core.FileAppender">
|
||
<file>${USER_HOME}/myApp.log</file>
|
||
<encoder>
|
||
<pattern>%kvp %msg%n</pattern>
|
||
</encoder>
|
||
</appender>
|
||
|
||
<root level="debug">
|
||
<appender-ref ref="FILE" />
|
||
</root>
|
||
</configuration>
|
||
```
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||
```properties
|
||
USER_HOME=/home/sebastien
|
||
```
|
||
除了通过`<variable>`元素的file属性指定变量文件位置外，还可以通过`variable`元素的resource属性指定classpath下的文件路径：
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```xml
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||
<configuration>
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||
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||
<variable resource="resource1.properties" />
|
||
|
||
<appender name="FILE" class="ch.qos.logback.core.FileAppender">
|
||
<file>${USER_HOME}/myApp.log</file>
|
||
<encoder>
|
||
<pattern>%kvp %msg%n</pattern>
|
||
</encoder>
|
||
</appender>
|
||
|
||
<root level="debug">
|
||
<appender-ref ref="FILE" />
|
||
</root>
|
||
</configuration>
|
||
```
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||
|
||
#### 变量作用域
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一个变量可以被定义在如下作用域：
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- LOCAL SCOPE: 具有local作用域的变量，生命周期为从其文件定义该变量的位置开始，一直到该配置文件的末尾
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- CONTEXT SCOPE: 具有context作用域的变量，在context存在期间一直存在，直到context执行clear操作
|
||
- SYSTEM SCOPE: 具有system作用域的变量，将会添加到jvm的system properties中，生命周期和jvm相同，直到该变量被清空
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||
在变量替换时，变量首先从local scope中查找，其次到context scope中找，再其次到system scope中找，最后到os环境变量中找。
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||
`<variable>`元素中可以含有`scope`属性，其值可以为`local`,`context`或`system`。如果没有指定scope属性，默认是`local`。
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||
```xml
|
||
<configuration>
|
||
|
||
<variable scope="context" name="nodeId" value="firstNode" />
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||
|
||
<appender name="FILE" class="ch.qos.logback.core.FileAppender">
|
||
<file>/opt/${nodeId}/myApp.log</file>
|
||
<encoder>
|
||
<pattern>%kvp %msg%n</pattern>
|
||
</encoder>
|
||
</appender>
|
||
|
||
<root level="debug">
|
||
<appender-ref ref="FILE" />
|
||
</root>
|
||
</configuration>
|
||
```
|
||
在上述示例中，尽管`nodeId`变量被定义为context scope，其在每个logging event中都可以使用。
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||
#### 为变量赋值默认值
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||
可以按`"${aName:-golden}"`的方式为指定返回的默认值，当aName变量未定义时，返回值为`golden`。
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||
#### 变量嵌套
|
||
在定义变量时，支持变量的嵌套：
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||
```properties
|
||
USER_HOME=/home/sebastien
|
||
fileName=myApp.log
|
||
destination=${USER_HOME}/${fileName}
|
||
```
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||
|
||
并且，表达式也支持嵌套变量：
|
||
`"${${userid}.password}"`表达式在`userid`变量为`asahi`的情况下，表示`asahi.password`变量的值
|
||
|
||
在为变量指定默认值时，默认值也可以通过变量来指定，例如`${id:-${userid}}`，在`id`变量未定义时，会返回`userid`变量的值。
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||
### 条件处理配置文件
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||
logback配置文件支持通过`<if>`,`<then>`,`<else>`元素来条件指定配置。条件处理需要`janino`库。
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||
条件处理语法如下：
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```xml
|
||
<!-- if-then form -->
|
||
<if condition="some conditional expression">
|
||
<then>
|
||
...
|
||
</then>
|
||
</if>
|
||
|
||
<!-- if-then-else form -->
|
||
<if condition="some conditional expression">
|
||
<then>
|
||
...
|
||
</then>
|
||
<else>
|
||
...
|
||
</else>
|
||
</if>
|
||
```
|
||
|
||
条件为java表达式，且只允许访问system properties和context properties。`proerpty()`方法或`p()`方法将会返回变量的值，例如`p('k')`或`property('k')`将会返回变量`k`的值。如果`k`变量未定义，将会返回空字符串。
|
||
|
||
`isDefined`方法则是可以用来检查指定变量是否被定义。并且，可以通过`isNull`方法来检查指定变量的值是否为空。
|
||
|
||
```xml
|
||
<configuration debug="true">
|
||
|
||
<if condition='property("HOSTNAME").contains("torino")'>
|
||
<then>
|
||
<appender name="CON" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
|
||
<encoder>
|
||
<pattern>%d %-5level %logger{35} -%kvp- %msg %n</pattern>
|
||
</encoder>
|
||
</appender>
|
||
<root>
|
||
<appender-ref ref="CON" />
|
||
</root>
|
||
</then>
|
||
</if>
|
||
|
||
<appender name="FILE" class="ch.qos.logback.core.FileAppender">
|
||
<file>${randomOutputDir}/conditional.log</file>
|
||
<encoder>
|
||
<pattern>%d %-5level %logger{35} -%kvp- %msg %n</pattern>
|
||
</encoder>
|
||
</appender>
|
||
|
||
<root level="ERROR">
|
||
<appender-ref ref="FILE" />
|
||
</root>
|
||
</configuration>
|
||
```
|
||
## Appender
|
||
logback把日志事件的写操作委托给了Appender组件。Appender必须实现`ch.qos.logback.core.Appender`接口，接口主要方法如下：
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||
```java
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||
package ch.qos.logback.core;
|
||
|
||
import ch.qos.logback.core.spi.ContextAware;
|
||
import ch.qos.logback.core.spi.FilterAttachable;
|
||
import ch.qos.logback.core.spi.LifeCycle;
|
||
|
||
|
||
public interface Appender<E> extends LifeCycle, ContextAware, FilterAttachable {
|
||
|
||
public String getName();
|
||
public void setName(String name);
|
||
void doAppend(E event);
|
||
|
||
}
|
||
```
|
||
其中，doAppend方法负责将日志输出到对应的输出设备。
|
||
|
||
appender是命名实体，故而其可以通过name来进行引用。Appender实现了FilterAttachable接口，故而可以将一个或多个filter关联到appender。
|
||
|
||
appender负责将日志事件打印到输出设备，但是，appender可以将日志的格式化操作委托给`Layout`或`Encoder`对象。每个layout或encoder都只会关联一个appender，一些logger拥有内置的固定format格式，对于用于内置固定format的appender，其不需要encoder或layout。
|
||
|
||
> 例如，SocketAppender并没有encoder或layout，其只是将日志事件序列化，并且通过网络传输序列化后的数据
|
||
|
||
### AppenderBase
|
||
`ch.qos.logback.core.AppenderBase`是一个实现了Appender接口的抽象类，其针对appender中的部分接口提供了实现。logback中内置的所有apender实现都实现了该抽象类。
|
||
|
||
`AppenderBase`类实现了doAppend方法，并留下了`append`方法供实现类进行实现。AppenderBase类中，doAppend方法被synchronized修饰，多线程环境下doAppend方法的调用是阻塞的。
|
||
|
||
### Logback Core
|
||
logback core是其他logback模块的基础。其内置了如下开箱即用的Appender。
|
||
|
||
#### OutputStreamAppender
|
||
`OutputStreamAppender`会将日志事件追加到`java.io.OutputStream`中，该类为其他基于`OutputSteamAppender`的appender提供了基础。
|
||
|
||
ConsoleAppender和FileAppender都继承了OutputStreamAppender。
|
||
|
||
#### ConsoleAppender
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ConsoleAppender会将日志追加到console，即`System.out`或`System.err`中，前者是默认的目标设备。`ConsoleAppender`通过用户指定的`encoder`来对日志事件进行格式化。
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ConsoleAppender拥有如下property：
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- encoder : `Encoder`类型
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- target : 字符串类型，值为`System.out`或`System.err`
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- withJansi : boolean类型，默认为false、
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如下为ConsoleAppender的使用示例：
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```xml
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<configuration>
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<appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
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<!-- encoders are assigned the type
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ch.qos.logback.classic.encoder.PatternLayoutEncoder by default -->
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<encoder>
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<pattern>%-4relative [%thread] %-5level %logger{35} -%kvp- %msg %n</pattern>
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</encoder>
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</appender>
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<root level="DEBUG">
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<appender-ref ref="STDOUT" />
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</root>
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</configuration>
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```
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#### FileAppender
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`FileAppender`是`OutputStreamAppender`的子类，将日志事件打印到文件中。目标文件通过`File`选项来指定，如果指定文件已经存在，是否清空文件内容或将日志追加到文件末尾，取决于`append`属性。
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FileAppender拥有如下property：
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- append: boolean类型，当文件已经存在时，如果设置为true，日志追加到文件末尾，如果日志设置为false，已存在文件的内容将会被清空。默认该属性被设置为true
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- encoder：Encoder类型
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- file：字符串类型，为写入文件的文件名，如果文件不存在，那么文件会被创建。如果该路径值中存在不存在的目录，FileAppender会自动创建目录。
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- bufferSize：FileSize类型，当immediateFlush属性被设置为false时，可以通过bufferSize选项将会设置output buffer的大小。bufferSize的默认值为8192。在定义FileSize类型时，可以按`KB, MB, GB`来指定，只需要以`5MB`形式指定即可。在没有指定后缀单位时，默认为字节
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- prudent: 当prudent属性设置为true时，会将`append`属性设置为true。prudent依赖与排他的file lock，在开启prudent后，写日志开销通常是prudent关闭开销的3倍。
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> ##### Immediate flush
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> 默认情况下，每个log事件都会立即刷新到outputstream中，这样可以避免日志的丢失（如果日志刷新存在延迟，那么应用在未刷新的情况下当即可能会使缓存中的日志丢失）。
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>
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> 当时，如果要提高吞吐量，可以将`immediateFlush`property设置为false。
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配置示例如下所示：
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```xml
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<configuration>
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<appender name="FILE" class="ch.qos.logback.core.FileAppender">
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<file>testFile.log</file>
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<append>true</append>
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<!-- set immediateFlush to false for much higher logging throughput -->
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<immediateFlush>true</immediateFlush>
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<!-- encoders are assigned the type
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ch.qos.logback.classic.encoder.PatternLayoutEncoder by default -->
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<encoder>
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<pattern>%-4relative [%thread] %-5level %logger{35} -%kvp- %msg%n</pattern>
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</encoder>
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</appender>
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<root level="DEBUG">
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<appender-ref ref="FILE" />
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</root>
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</configuration>
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```
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##### `<timestamp>`
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对于短期应用，可能会期望在每次程序运行时，都创建唯一的日志文件。可以通过`<timestamp>`元素来实现该需求，示例如下：
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```xml
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<configuration>
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<!-- Insert the current time formatted as "yyyyMMdd'T'HHmmss" under
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the key "bySecond" into the logger context. This value will be
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available to all subsequent configuration elements. -->
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<timestamp key="bySecond" datePattern="yyyyMMdd'T'HHmmss"/>
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<appender name="FILE" class="ch.qos.logback.core.FileAppender">
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<!-- use the previously created timestamp to create a uniquely
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named log file -->
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<file>log-${bySecond}.txt</file>
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<encoder>
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<pattern>%logger{35} -%kvp- %msg%n</pattern>
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</encoder>
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</appender>
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<root level="DEBUG">
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<appender-ref ref="FILE" />
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</root>
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</configuration>
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```
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timestamp元素接收两个必填属性，`key`和`datePattern`，并接收一个非必填的属性`timeReference`。
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- datePattern ： 格式和`SimpleDateFormat`相同
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- timeReference : 默认情况下，timestamp元素的值为当前配置文件被解析的事件，也可以将其设为`contextBirth`，即context创建时间
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#### RollingFileAppender
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