高效日志打印技巧，简洁又清晰-51CTO.COM

为了更方便地排查问题，电商交易系统的日志中需要记录用户id和订单id等字段。然而，每次打印日志都需要手动设置用户id，这一过程非常繁琐，需要想个办法优化下。

log.warn("user:{}, orderId:{} 订单提单成功",userId, orderId);
log.warn("user:{}, orderId:{} 订单支付成功",userId, orderId);
log.warn("user:{}, orderId:{} 订单收到履约请求",userId, orderId);
log.warn("user:{}, orderId:{} 订单履约成功",userId, orderId);

1、目标

打印日志时，自动填充用户id和订单Id等通参，无需手动指定

2、实现思路

日志模板中声明占位符 userId，orderId
在业务入口将userId放入到线程ThreadLocal本地变量中。
使用SpringAop + 注解自动将第二步的用户信息放到线程上下文

3、配置日志变量，读取上下文变量

%X{}可以自定义占位符，例如本例中使用 userId:%X{userId} orderId:%X{orderId}，定义了userId和orderId两个占位符。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration status="info">

    <Appenders>
        <Console name="consoleAppender" target="SYSTEM_OUT">
            <PatternLayout pattern="%d{DEFAULT} [%t] %-5p - userId:%X{userId} orderId:%X{orderId} %m%n%ex" charset="UTF-8"/>
        </Console>
    </Appenders>
    <Loggers>
        <!-- Root Logger -->
        <AsyncRoot level="info" includeLocation="true">
            <appender-ref ref="consoleAppender"/>
        </AsyncRoot>
    </Loggers>
</Configuration>

4、基于MDC 将订单和用户信息放到线程的上下文Map

为了给每个请求添加唯一标识，用户可将上下文信息放入MDC(Mapped Diagnostic Context)。

slfj 提供了MDC 类，可以将变量设置在线程上下文中，日志框架会自动将线程上下文中的变量放置到日志占位符中。Slf4j 作为java日志标准，log4j和logback都实现了slfj 日志标准。

MDC是基于每个线程进行管理的，允许每个服务器线程具有不同的MDC标记。MDC类中的put()和get()操作仅影响当前线程的MDC。其他线程中的MDC不会受到影响，所以可以理解MDC是基于ThreadLocal的Map。

例如下面这种方式，打印日志的效果是这样的。

MDC.put("userId", userId);
MDC.put("orderId", orderId);
log.warn("订单履约完成");

当使用log.warn("订单履约完成") 方式打印日志时，代码中会自动包含userId和订单Id。

2024-08-17 21:35:38,284 [main] WARN  - userId:32894934895 orderId:8497587947594859232 订单履约完成

接下来，声明一个注解加切面，自动将用户和订单信息放到日志占位符中。

5、注解 + SpringAop，自动将UserId放到MDC

通过注解的方式，在方法执行之前自动将UserId注入到MDC中。其中的难点在于如何获取到UserId。

我的思路是，方法的入参中肯定包含了UserId。可以在注解中声明UserId的获取路径，在切面中获取到UserId，并将其注入到MDC中。

5.1 定义注解

@Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface UserLog {

   String userId() default "";
   
   String orderId() default "";
}

使用时，要求输入userId属性的路径。例如UserOrder中包含userId和orderId属性，则像如下方式声明。

@UserLog(userId = "userId", orderId = "orderId")
public void orderPerform(UserOrder order) {
   log.warn("订单履约完成");
}

@Data
public static class UserOrder {
   String userId;
   String orderId;
}

5.2 定义切面

声明注解的Aop切面，在方法执行前，将UserId从入参中取出来，放到MDC中。全部代码如下

@Aspect
@Component
public class UserLogAspect {

   @Pointcut("@annotation(UserLog) && execution(public * *(..))")
   public void pointcut() {
   }

   @Around(value = "pointcut()")
   public Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
      //无参方法不处理
      Method method = ((MethodSignature) joinPoint.getSignature()).getMethod();
      Object[] args = joinPoint.getArgs();

      //获取注解
      UserLog userLogAnnotation = method.getAnnotation(UserLog.class);
      if (userLogAnnotation != null && args != null && args.length > 0) {
         //使用工具类获取userId。
         String userId = String.valueOf(PropertyUtils.getProperty(args[0], userLogAnnotation.userId()));
         String orderId = String.valueOf(PropertyUtils.getProperty(args[0], userLogAnnotation.orderId()));
         // 放到MDC中
         MDC.put("userId", userId);
         MDC.put("orderId", orderId);
      }

      try {
         Object response = joinPoint.proceed();
         return response;
      } catch (Exception e) {
         throw e;
      } finally {
         //清理MDC
         MDC.clear();
      }

   }
}

5.3 关键代码解读

5.3.1 获取UserLog注解

UserLog userLogAnnotation = method.getAnnotation(UserLog.class);

5.3.2 使用PropertyUtils.getProperty 获取userId

PropertyUtils.getProperty(args[0], userLogAnnotation.userId())

要注意 PropertyUtils 是commons-beanutils提供的工具类，可以指定属性的路径，自动提取属性值。如果存在多层关系，可以使用 . 级联取属性值。

例如 info.userId，则从对象的info属性中取userId属性。

<dependency>
    <groupId>commons-beanutils</groupId>
    <artifactId>commons-beanutils</artifactId>
    <version>1.9.4</version>
</dependency>

5.3.3 使用MDC设置变量和清除变量。

MDC.put("userId", userId);
MDC.clear();

6、验证使用效果

6.1 声明业务Service

@Service
public class OrderService {
   public static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(OrderService.class);
   
   @UserLog(userId = "userId", orderId = "orderId")
   public void orderPerform(UserOrder order) {
      log.warn("订单履约完成");
   }

   @Data
   public static class UserOrder {
      String userId;
      String orderId;
   }
}

6.2 测试日志打印

@Test
public void testUserLog() {
   OrderService.UserOrder order = new OrderService.UserOrder();
   order.setUserId("32894934895");
   order.setOrderId("8497587947594859232");
   orderService.orderPerform(order);
}

6.3 日志效果

图片

7、总结

不同的业务场景有不同的日志需求，一般情况下为了排查问题方便，需要唯一标识把一系列请求串联起来，使用 UserLog 注解+Aop ，自动将这部分默认参数放到日志中，可以简化业务日志打印，极大地提高了生产力。

另外大家可以自行扩展能力，例如自动打印出入参日志，自动上报监控打点等等。