返回顶部
首页 > 资讯 > 后端开发 > Python >Java ASM使用logback日志级别动态切换方案展示
  • 687
分享到

Java ASM使用logback日志级别动态切换方案展示

2024-04-02 19:04:59 687人浏览 独家记忆

Python 官方文档:入门教程 => 点击学习

摘要

目录背景logback简介解决方案方案一:logback自动扫描更新方案二:ASM动态修改字节码延伸扩展背景 一切皆有因果,所有事情,都有事件驱动。本方案的日志级别切换是由这样的背景

背景

一切皆有因果,所有事情,都有事件驱动。本方案的日志级别切换是由这样的背景下产生的:

  • 单个生产环境上,有几百近千个微服务
  • 日志级别切换不重启服务,要求即时生效果
  • 由业务开发人员去修改代码或增加相关依赖配置等涉及面广,推动进度慢
  • 后期动态实时过滤垃圾日志,减少io和磁盘空间成本

logback简介

在跟敌人发起战争之前,只有先发解敌方的情况,才能做到百战百胜。要想对logback的日志级别做动态切换,首先至少对logback做个初步的了解、和看看它有没有提供现成的实现方案。下面简单介绍一下logback跟这次需求有关的内容。

logback是java的日志开源组件,是log4j创始人写的,目前主要分为3个模块

  • logback-core:核心代码模块
  • logback-classic:log4j的一个改良版本,同时实现了slf4j的接口
  • logback-access:访问模块与Servlet容器集成提供通过Http来访问日志的功能
  • ContextInitializer类是logback自动配置流程的逻辑实现
  • 日志级别由Logger维护和使用。其成员变量Level正是由Logger维护
  • Logger中有filterAndLog_0_Or3Plus、filterAndLog_1、filterAndLog_2三个不同参数的过滤日志输出方法
  • Logger中的setLevel就是对日志级别的维护

解决方案

在满头苦干之前,先了解市面上的方案。是设计师们乃至产品大佬们寻求最优解决方案的思路。

方案一:logback自动扫描更新

这个方案是logback自带现成的实现,只要开启配置就可以实现所谓的日志级别动态切换。配置方法:在logback的配置文件中,增加定时扫描器即可,如:

<configuration scan="true" scanPeriod="30 seconds" debug="false">

该方案可以不需要研发成本,运维人员自己配上并能使用。

它的缺点是:

  • 每次调整扫描间隔时间都要重启服务
  • 90%以上的扫描都是无用功,因为生产上的日志级别不可能经常有切换需求,也不允许这么做
  • 生效不实时,如果设定在一分钟或几分钟扫描一次,那么让日志级别调整后生效就不是即时生效的,不过这个可以忽略
  • 该方案满足不了我们的垃圾日志丢弃的需求,比如根据某些关键字丢弃日志的输出。针对这种历史原因打印很多垃圾日志的情况,考虑到时间成本,不可能让业务研发去优化

方案二:ASM动态修改字节码

当然,还有其它方案,如:自己定义接口api。来直接调用Logger中的setLevel方法,达到调整级别的目的;SpringBoot的集成。

这些方案都不避免不了专主于业务开发角色的参与。

通过asm动态修改指令,该方案除了能满足调整日志级别即时生效之外。还可以满足过滤日志的需求

具体实现如下,在这里就不对asm做介绍了,不了解的同学,需要先去熟悉asm、java agent和JVM的指令:

一、idea创建Maven工程

二、maven引入依赖

<dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.ow2.asm</groupId>
            <artifactId>asm</artifactId>
            <version>7.1</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <artifactId>asm-commons</artifactId>
            <groupId>org.ow2.asm</groupId>
            <version>7.1</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.sun</groupId>
            <artifactId>tools</artifactId>
            <version>1.8</version>
            <scope>system</scope>
            <systemPath>/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/lib/tools.jar</systemPath>
        </dependency>
    </dependencies>

<build>
  <plugins>
      <plugin>
          <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
          <artifactId>maven-jar-plugin</artifactId>
          <version>3.2.0</version>
          <configuration>
              <arcHive>
                  <manifestEntries>
                      <!-- 主程序启动类 -->
                      <Agent-Class>
                          agent.LogbackAgentMain
                      </Agent-Class>
                      <!-- 允许重新定义类 -->
                      <Can-Redefine-Classes>true</Can-Redefine-Classes>
                      <!-- 允许转换并重新加载类 -->
                      <Can-RetransfORM-Classes>true</Can-Retransform-Classes>
                  </manifestEntries>
              </archive>
          </configuration>
      </plugin>
      <plugin>
          <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
          <configuration>
              <source>1.8</source>
              <target>1.8</target>
              <encoding>UTF-8</encoding>
              <compilerArguments>
                  <verbose />
                  <!-- 将jdk的依赖jar打入项目中-->
                  <bootclasspath>${java.home}/lib/rt.jar</bootclasspath>
              </compilerArguments>
          </configuration>
      </plugin>
  </plugins>
</build>

三、编写attrach启动类

package agent;
import java.lang.instrument.Instrumentation;
import java.lang.instrument.UnmodifiableClassException;

public class LogbackAgentMain {
    private static String FILTER_CLASS = "ch.qos.logback.classic.Logger";
    public static void agentmain(String agentArgs, Instrumentation inst) throws UnmodifiableClassException {
        System.out.println("agentArgs:" + agentArgs);
        inst.addTransformer(new LogBackFileTransformer(agentArgs), true);
        Class[] classes = inst.getAllLoadedClasses();
        for (int i = 0; i < classes.length; i++) {
            if (FILTER_CLASS.equals(classes[i].getName())) {
                System.out.println("----重新加载Logger开始----");
                inst.retransformClasses(classes[i]);
                System.out.println("----重新加载Logger完毕----");
                break;
            }
        }
    }
}

四、实现字节码转换处理器

package agent;
import jdk.internal.org.objectWEB.asm.ClassReader;
import jdk.internal.org.objectweb.asm.ClassVisitor;
import jdk.internal.org.objectweb.asm.ClassWriter;
import java.lang.instrument.ClassFileTransformer;
import java.security.ProtectionDomain;

public class LogBackFileTransformer implements ClassFileTransformer {

    private final String level;
    private static String CLASS_NAME = "ch/qos/logback/classic/Logger";
    public LogBackFileTransformer(String level) {
        this.level = level;
    }
    @Override
    public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer) {
        if (!CLASS_NAME.equals(className)) {
            return classfileBuffer;
        }
        ClassReader cr = new ClassReader(classfileBuffer);
        ClassWriter cw = new ClassWriter(cr, ClassWriter.COMPUTE_FRAMES);
        ClassVisitor cv1 = new LogBackClassVisitor(cw, level);
        
        // asm框架使用到访问模式和责任链模式
        // ClassReader 只需要 accept 责任链中的头节点处的 ClassVisitor即可
        cr.accept(cv1, ClassReader.SKIP_FRAMES | ClassReader.SKIP_DEBUG);
        System.out.println("end...");
        return cw.toByteArray();
    }
}

五、实现Logger元素的访问者

package agent;
import jdk.internal.org.objectweb.asm.ClassVisitor;
import jdk.internal.org.objectweb.asm.MethodVisitor;
import org.objectweb.asm.Opcodes;

public class LogBackClassVisitor extends ClassVisitor {
    private final String level;
    
    private static final int ASM_VERSION = Opcodes.ASM4;

    public LogBackClassVisitor(ClassVisitor classVisitor, String level) {
        super(ASM_VERSION, classVisitor);
        this.level = level;
    }
    @Override
    public MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String descriptor, String signature,
                                     String[] exceptions) {
        MethodVisitor mv = super.visitMethod(access, name, descriptor, signature, exceptions);
        return new LogFilterMethodVisitor(api, mv, access, name, descriptor, level);
    }
}

六、最后实现Logger关键方法的访问者

该访问者(类),实现日志级别的切换,需要对Logger的三个日志过滤方法进行指令的修改。原理是把命令行入参的日志级别参数值覆盖其成员变量effectiveLevelInt的值,由于篇幅过大,只贴核心部分代码,请看下面:

package agent;
import jdk.internal.org.objectweb.asm.Label;
import jdk.internal.org.objectweb.asm.MethodVisitor;
import jdk.internal.org.objectweb.asm.commons.AdviceAdapter;
import org.objectweb.asm.Opcodes;

public class LogFilterMethodVisitor extends AdviceAdapter {
    private String methodName;
    private final String level;
    private static final String filterAndLog_1 = "filterAndLog_1";
    private static final String filterAndLog_2 = "filterAndLog_2";
    private static final String filterAndLog_0_Or3Plus = "filterAndLog_0_Or3Plus";
    protected LogFilterMethodVisitor(int api, MethodVisitor methodVisitor, int access, String name, String descriptor, String level) {
        super(api, methodVisitor, access, name, descriptor);
        this.methodName = name;
        this.level = level;
    }
    
    @Override
    public void visitCode() {
        System.out.println("visitCode method");
        super.visitCode();
    }
    @Override
    protected void onMethodEnter() {
        System.out.println("开始重写日志级别为:"+level);
        System.out.println("----准备修改方法----");
        if (filterAndLog_1.equals(methodName)) {
            modifyLogLevel_1();
        }
        if (filterAndLog_2.equals(methodName)) {
            modifyLogLevel_2();
        }
        if (filterAndLog_0_Or3Plus.equals(methodName)) {
            modifyLogLevel_3();
        }
        System.out.println("重写日志级别成功....");
    }

其中modifyLogLevel_1(); modifyLogLevel_2();modifyLogLevel_3();分别对应filterAndLog_1、filterAndLog_2、filterAndLog_0_Or3Plus方法指令的修改。下面只贴modifyLogLevel_1的实现


    private void modifyLogLevel_1(){
        Label l0 = new Label();
        mv.visitLabel(l0);
        mv.visitLineNumber(390, l0);
        mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 0);
        mv.visitLdcInsn(level);
        mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESTATIC, "ch/qos/logback/classic/Level", "toLevel", "(Ljava/lang/String;)Lch/qos/logback/classic/Level;", false);
        mv.visitFieldInsn(Opcodes.GETFIELD, "ch/qos/logback/classic/Level", "levelInt", "I");
        mv.visitFieldInsn(Opcodes.PUTFIELD, "ch/qos/logback/classic/Logger", "effectiveLevelInt", "I");
        Label l1 = new Label();
        mv.visitLabel(l1);
        mv.visitLineNumber(392, l1);
        mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 0);
        mv.visitFieldInsn(Opcodes.GETFIELD, "ch/qos/logback/classic/Logger", "loggerContext", "Lch/qos/logback/classic/LoggerContext;");
        mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 2);
        mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 0);
        mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 3);
        mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 4);
        mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 5);
        mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 6);
        mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKEVIRTUAL, "ch/qos/logback/classic/LoggerContext", "getTurboFilterChainDecision_1", "(Lorg/slf4j/Marker;Lch/qos/logback/classic/Logger;Lch/qos/logback/classic/Level;Ljava/lang/String;Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Throwable;)Lch/qos/logback/core/spi/FilterReply;", false);
        mv.visitVarInsn(Opcodes.ASTORE, 7);
        Label l2 = new Label();
        mv.visitLabel(l2);
        mv.visitLineNumber(394, l2);
        mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 7);
        mv.visitFieldInsn(Opcodes.GETSTATIC, "ch/qos/logback/core/spi/FilterReply", "NEUTRAL", "Lch/qos/logback/core/spi/FilterReply;");
        Label l3 = new Label();
        mv.visitJumpInsn(Opcodes.IF_ACMPNE, l3);
        Label l4 = new Label();
        mv.visitLabel(l4);
        mv.visitLineNumber(395, l4);
        mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 0);
        mv.visitFieldInsn(Opcodes.GETFIELD, "ch/qos/logback/classic/Logger", "effectiveLevelInt", "I");
        mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 3);
        mv.visitFieldInsn(Opcodes.GETFIELD, "ch/qos/logback/classic/Level", "levelInt", "I");
        Label l5 = new Label();
        mv.visitJumpInsn(Opcodes.IF_ICMPLE, l5);
        Label l6 = new Label();
        mv.visitLabel(l6);
        mv.visitLineNumber(396, l6);
        mv.visitInsn(Opcodes.RETURN);
        mv.visitLabel(l3);
        mv.visitLineNumber(398, l3);
        mv.visitFrame(Opcodes.F_APPEND, 1, new Object[]{"ch/qos/logback/core/spi/FilterReply"}, 0, null);
        mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 7);
        mv.visitFieldInsn(Opcodes.GETSTATIC, "ch/qos/logback/core/spi/FilterReply", "DENY", "Lch/qos/logback/core/spi/FilterReply;");
        mv.visitJumpInsn(Opcodes.IF_ACMPNE, l5);
        Label l7 = new Label();
        mv.visitLabel(l7);
        mv.visitLineNumber(399, l7);
        mv.visitInsn(Opcodes.RETURN);
        mv.visitLabel(l5);
        mv.visitLineNumber(402, l5);
        mv.visitFrame(Opcodes.F_SAME, 0, null, 0, null);
        mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 0);
        mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 1);
        mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 2);
        mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 3);
        mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 4);
        mv.visitInsn(Opcodes.ICONST_1);
        mv.visitTypeInsn(Opcodes.ANEWARRAY, "java/lang/Object");
        mv.visitInsn(Opcodes.DUP);
        mv.visitInsn(Opcodes.ICONST_0);
        mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 5);
        mv.visitInsn(Opcodes.AASTORE);
        mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 6);
        mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESPECIAL, "ch/qos/logback/classic/Logger", "buildLoggingEventAndAppend", "(Ljava/lang/String;Lorg/slf4j/Marker;Lch/qos/logback/classic/Level;Ljava/lang/String;[Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Throwable;)V", false);
        Label l8 = new Label();
        mv.visitLabel(l8);
        mv.visitLineNumber(403, l8);
        mv.visitInsn(Opcodes.RETURN);
        Label l9 = new Label();
        mv.visitLabel(l9);
        mv.visitLocalVariable("this", "Lch/qos/logback/classic/Logger;", null, l0, l9, 0);
        mv.visitLocalVariable("localFQCN", "Ljava/lang/String;", null, l0, l9, 1);
        mv.visitLocalVariable("marker", "Lorg/slf4j/Marker;", null, l0, l9, 2);
        mv.visitLocalVariable("level", "Lch/qos/logback/classic/Level;", null, l0, l9, 3);
        mv.visitLocalVariable("msg", "Ljava/lang/String;", null, l0, l9, 4);
        mv.visitLocalVariable("param", "Ljava/lang/Object;", null, l0, l9, 5);
        mv.visitLocalVariable("t", "Ljava/lang/Throwable;", null, l0, l9, 6);
        mv.visitLocalVariable("decision", "Lch/qos/logback/core/spi/FilterReply;", null, l2, l9, 7);
        mv.visitMaxs(9, 8);
        mv.visitEnd();
    }

七、最后再编写加载attach Agent的加载类

import com.sun.tools.attach.VirtualMachine;
import java.io.IOException;
import java.io.UnsupportedEncodingException;


public class MyAttachMain {
    private static final int ARGS_SIZE = 2;

    public static void main(String[] args) {
        if (args == null || args.length != ARGS_SIZE) {
            System.out.println("请输入进程id和日志级别(ALL、TRACE、DEBUG、INFO、WARN、ERROR、OFF),如:31722 info");
            return;
        }
        VirtualMachine vm = null;
        try {
            System.out.println("修改的进程id:" + args[0]);
            vm = VirtualMachine.attach(args[0]);
            System.out.println("调整日志级别为:" + args[1]);
            vm.loadAgent(getJar(), args[1]);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (vm != null) {
                try {
                    vm.detach();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    private static String getJar() throws UnsupportedEncodingException {
        String jarFilePath = MyAttachMain.class.getProtectionDomain().getCodeSource().getLocation().getFile();
        jarFilePath = java.net.URLDecoder.decode(jarFilePath, "UTF-8");
        int beginIndex = 0;
        int endIndex = jarFilePath.length();
        if (jarFilePath.contains(".jar")) {
            endIndex = jarFilePath.indexOf(".jar") + 4;
        }
        if (jarFilePath.startsWith("file:")) {
            beginIndex = jarFilePath.indexOf("file:") + 5;
        }
        jarFilePath = jarFilePath.substring(beginIndex, endIndex);
        System.out.println("jar path:" + jarFilePath);
        return jarFilePath;
    }
}

八、打包执行

  • 寻找目标程序

  • 执行jar
java  -Xbootclasspath/a:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/lib/tools.jar  -cp change-log-agent-1.0.1.jar MyAttachMain 52433  DEBUG
java  -Xbootclasspath/a:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/lib/tools.jar  -cp change-log-agent-1.0.1.jar MyAttachMain 52433 ERROR
java  -Xbootclasspath/a:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home/lib/tools.jar  -cp change-log-agent-1.0.1.jar MyAttachMain 52433 INFO
  • 效果

 PS:如果出现校验失败(caused by: java.lang.verifyerror),请配上jvm参数:-noverify

延伸扩展

通过attach探针动态修改指令技术,可以在服务不停的情况下,实现部分代码的热部署; 也可以对代码的增强处理。

以上就是Java ASM使用logback日志级别动态切换方案展示的详细内容,更多关于Java ASM动态切换logback日志级别的资料请关注编程网其它相关文章!

--结束END--

本文标题: Java ASM使用logback日志级别动态切换方案展示

本文链接: https://lsjlt.com/news/144816.html(转载时请注明来源链接)

有问题或投稿请发送至: 邮箱/279061341@qq.com    QQ/279061341

猜你喜欢
  • Java ASM使用logback日志级别动态切换方案展示
    目录背景logback简介解决方案方案一:logback自动扫描更新方案二:ASM动态修改字节码延伸扩展背景 一切皆有因果,所有事情,都有事件驱动。本方案的日志级别切换是由这样的背景...
    99+
    2024-04-02
  • Java ASM使用logback日志级别动态切换的方法
    这篇文章主要讲解了“Java ASM使用logback日志级别动态切换的方法”,文中的讲解内容简单清晰,易于学习与理解,下面请大家跟着小编的思路慢慢深入,一起来研究和学习“Java ASM使用logback日志级别动态切...
    99+
    2023-06-29
  • Logback 使用TurboFilter实现日志级别等内容的动态修改操作
    目录Logback TurboFilter实现日志级别等内容的动态修改为什么要通过TurboFilter去动态的修改日志级别logback动态设置某个类的日志级别假设一下,现在有这么...
    99+
    2024-04-02
  • spring boot使用logback日志级别打印控制操作得示例
    小编给大家分享一下spring boot使用logback日志级别打印控制操作得示例,相信大部分人都还不怎么了解,因此分享这篇文章给大家参考一下,希望大家阅读完这篇文章后大有收获,下面让我们一起去了解一下吧!因为公司业务需要,需要把性能日志...
    99+
    2023-06-06
软考高级职称资格查询
编程网,编程工程师的家园,是目前国内优秀的开源技术社区之一,形成了由开源软件库、代码分享、资讯、协作翻译、讨论区和博客等几大频道内容,为IT开发者提供了一个发现、使用、并交流开源技术的平台。
  • 官方手机版

  • 微信公众号

  • 商务合作