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Slf4j MDC实现原理分析

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MDC ( Mapped Diagnostic Contexts )  有了日志之后,我们就可以追踪各种线上问题。但是,在分布式系统中,各种无关日志穿行其中,导致我们可能无法直接定位整个操作流程。因此,我们可能需要对一个用户的操作流程进行归类标记,比如使用线程+时间戳,或者用户身份标识等;如此,我们可以从大量日志信息中grep出某个用户的操作流程,或者某个时间的流转记录。其目的是为了便于我们诊断线上问题而出现的方法工具类。虽然,Slf4j 是用来适配其他的日志具体实现包的,但是针对 MDC功能,目前只有logback 以及 log4j 支持。

package org.slf4j;

import java.io.Closeable;
import java.util.Map;

import org.slf4j.helpers.NOPMDCAdapter;
import org.slf4j.helpers.BasicMDCAdapter;
import org.slf4j.helpers.Util;
import org.slf4j.impl.StaticMDCBinder;
import org.slf4j.spi.MDCAdapter;

public class MDC {

    static final String NULL_MDCA_URL = "http://www.slf4j.org/codes.html#null_MDCA";
    static final String NO_STATIC_MDC_BINDER_URL = "http://www.slf4j.org/codes.html#no_static_mdc_binder";
    static MDCAdapter mdcAdapter;


    public static class MDCCloseable implements Closeable {
        private final String key;

        private MDCCloseable(String key) {
            this.key = key;
        }

        public void close() {
            MDC.remove(this.key);
        }
    }

    private MDC() {
    }

    static {
        try {
            mdcAdapter = StaticMDCBinder.SINGLETON.getMDCA();
        } catch (NoClassDefFoundError ncde) {
            mdcAdapter = new NOPMDCAdapter();
            String msg = ncde.getMessage();
            if (msg != null && msg.indexOf("StaticMDCBinder") != -1) {
                Util.report("Failed to load class \"org.slf4j.impl.StaticMDCBinder\".");
                Util.report("Defaulting to no-operation MDCAdapter implementation.");
                Util.report("See " + NO_STATIC_MDC_BINDER_URL + " for further details.");
            } else {
                throw ncde;
            }
        } catch (Exception e) {
            // we should never get here
            Util.report("MDC binding unsuccessful.", e);
        }
    }

    public static void put(String key, String val) throws IllegalArgumentException {
        if (key == null) {
            throw new IllegalArgumentException("key parameter cannot be null");
        }
        if (mdcAdapter == null) {
            throw new IllegalStateException("MDCAdapter cannot be null. See also " + NULL_MDCA_URL);
        }
        mdcAdapter.put(key, val);
    }

    public static MDCCloseable putCloseable(String key, String val) throws IllegalArgumentException {
        put(key, val);
        return new MDCCloseable(key);
    }

    public static String get(String key) throws IllegalArgumentException {
        if (key == null) {
            throw new IllegalArgumentException("key parameter cannot be null");
        }

        if (mdcAdapter == null) {
            throw new IllegalStateException("MDCAdapter cannot be null. See also " + NULL_MDCA_URL);
        }
        return mdcAdapter.get(key);
    }

    public static void remove(String key) throws IllegalArgumentException {
        if (key == null) {
            throw new IllegalArgumentException("key parameter cannot be null");
        }

        if (mdcAdapter == null) {
            throw new IllegalStateException("MDCAdapter cannot be null. See also " + NULL_MDCA_URL);
        }
        mdcAdapter.remove(key);
    }


    public static void clear() {
        if (mdcAdapter == null) {
            throw new IllegalStateException("MDCAdapter cannot be null. See also " + NULL_MDCA_URL);
        }
        mdcAdapter.clear();
    }

    public static Map<String, String> getCopyOfContextMap() {
        if (mdcAdapter == null) {
            throw new IllegalStateException("MDCAdapter cannot be null. See also " + NULL_MDCA_URL);
        }
        return mdcAdapter.getCopyOfContextMap();
    }


    public static void setContextMap(Map<String, String> contextMap) {
        if (mdcAdapter == null) {
            throw new IllegalStateException("MDCAdapter cannot be null. See also " + NULL_MDCA_URL);
        }
        mdcAdapter.setContextMap(contextMap);
    }

    public static MDCAdapter getMDCAdapter() {
        return mdcAdapter;
    }

}

简单的demo

package com.alibaba.otter.canal.common;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.slf4j.MDC;

public class LogTest {
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(LogTest.class);
    public static void main(String[] args) {
        MDC.put("THREAD_ID", String.valueOf(Thread.currentThread().getId()));
        logger.info("纯字符串信息的info级别日志");
    }
}

logback.xml 配置

<configuration scan="true" scanPeriod=" 5 seconds">

    <jmxConfigurator />
    <appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <encoder>
            <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{56} %X{THREAD_ID} - %msg%n            </pattern>
        </encoder>
    </appender>
    
    <root level="INFO">
        <appender-ref ref="STDOUT"/>
    </root>
</configuration>

对应的输出日志 可以看到输出了THREAD_ID

2016-12-08 14:59:32.855 [main] INFO  com.alibaba.otter.canal.common.LogTest THREAD_ID 1 - 纯字符串信息的info级别日志

slf4j只是起到适配的作用 故查看实现类LogbackMDCAdapter属性

 final InheritableThreadLocal<Map<String, String>> copyOnInheritThreadLocal = new InheritableThreadLocal<Map<String, String>>();

InheritableThreadLocal 该类扩展了 ThreadLocal,为子线程提供从父线程那里继承的值:在创建子线程时,子线程会接收所有可继承的线程局部变量的初始值,以获得父线程所具有的值。通常,子线程的值与父线程的值是一致的;但是,通过重写这个类中的 childValue 方法,子线程的值可以作为父线程值的一个任意函数。

当必须将变量(如用户 ID 和 事务 ID)中维护的每线程属性(per-thread-attribute)自动传送给创建的所有子线程时,应尽可能地采用可继承的线程局部变量,而不是采用普通的线程局部变量

验证一下

package com.alibaba.otter.canal.parse.driver.mysql;

import org.junit.Test;

public class TestInheritableThreadLocal {
    @Test
    public void testThreadLocal() {
        final ThreadLocal<String> local = new ThreadLocal<String>();  
        work(local);  
    }

    @Test
    public void testInheritableThreadLocal() {
        final ThreadLocal<String> local = new InheritableThreadLocal<String>();  
        work(local);
    }
    private void work(final ThreadLocal<String> local) {  
        local.set("a");  
        System.out.println(Thread.currentThread() + "," + local.get());  
        Thread t = new Thread(new Runnable() {  
              
            @Override  
            public void run() {  
                System.out.println(Thread.currentThread() + "," + local.get());  
                local.set("b");  
                System.out.println(Thread.currentThread() + "," + local.get());  
            }  
        });  
          
        t.start();  
        try {  
            t.join();  
        } catch (InterruptedException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
          
        System.out.println(Thread.currentThread() + "," + local.get());  
    }  
}

分别运行得到的输出结果

ThreadLocal 存贮输出结果
Thread[main,5,main],a
Thread[Thread-0,5,main],null
Thread[Thread-0,5,main],b
Thread[main,5,main],a

InheritableThreadLocal存贮输出结果
Thread[main,5,main],a
Thread[Thread-0,5,main],a
Thread[Thread-0,5,main],b
Thread[main,5,main],a

输出结果说明一切 对于参数传递十分有用 我知道 canal的源码中用到了MDC
在 CanalServerWithEmbedded 中的 start 和stop等方法中都有用到

public void start(final String destination) {
        final CanalInstance canalInstance = canalInstances.get(destination);
        if (!canalInstance.isStart()) {
            try {
                MDC.put("destination", destination);
                canalInstance.start();
                logger.info("start CanalInstances[{}] successfully", destination);
            } finally {
                MDC.remove("destination");
            }
        }
    }

    public void stop(String destination) {
        CanalInstance canalInstance = canalInstances.remove(destination);
        if (canalInstance != null) {
            if (canalInstance.isStart()) {
                try {
                    MDC.put("destination", destination);
                    canalInstance.stop();
                    logger.info("stop CanalInstances[{}] successfully", destination);
                } finally {
                    MDC.remove("destination");
                }
            }
        }
    }

作者:holly_wang_王小飞

链接:https://www.jianshu.com/p/06b1d35526c2

來源:简书

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