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简介：Log4Net是一个在.NET环境中广泛使用的日志记录框架，由Apache软件基金会开发，为C#项目提供了灵活可扩展的日志记录解决方案。本文深入探讨了Log4Net的基本概念、配置方法、API使用和最佳实践。涵盖了如何通过配置文件和代码实现日志级别的调整、输出目的地的设定、Appender的使用、日志格式的自定义以及性能优化。掌握了这些内容，开发者能够有效地对应用程序进行调试、监控和故障排查，从而提高开发和维护的质量与效率。 
1. Log4Net框架介绍
在现代软件开发中，日志记录是诊断问题、监控系统运行状态以及记录业务流程的重要手段。Log4Net是Apache的一个项目，它是一个强大的.NET日志记录库，广泛用于管理应用程序中的日志记录。Log4Net允许开发者在.NET应用程序中实现灵活的日志记录功能，从简单地记录消息到使用复杂的过滤器、Appender和格式化程序等。
作为开发人员，我们可能会面临这样的问题：在代码中哪里应该记录日志？应该记录什么级别的日志？日志消息应该发送到哪里去？Log4Net提供了一套完整的解决方案，通过定义不同的日志级别和输出目的地，帮助开发者清晰地捕捉到应用程序运行时的关键信息，从而提升代码质量、优化性能和提高问题处理效率。
接下来，我们将深入探讨如何在应用程序中配置Log4Net，包括如何设置不同的日志级别、配置输出目的地，以及如何使用高级特性来优化日志记录的过程。在此过程中，我们还会介绍Log4Net的架构和核心组件，帮助开发者更好地理解和应用这一工具。
2. 日志级别与输出目的地配置
2.1 日志级别的选择与应用
2.1.1 介绍各种日志级别
在软件开发中，日志级别是日志记录系统的关键组成部分，它定义了信息的重要性和紧急性。Log4Net框架支持多种日志级别，从最不紧急的DEBUG到最紧急的FATAL。日志级别包括：
DEBUG : 详细信息, 通常只在开发过程中使用，用于调试应用程序。 INFO : 信息性消息，记录应用程序正常运行的关键点。 WARN : 警告信息，表明可能会出现错误的情况，但应用程序仍然可以继续运行。 ERROR : 错误消息，描述发生的错误事件，但不影响应用程序的主要功能。 FATAL : 致命错误，错误严重到可能导致应用程序终止运行。每种级别的日志都有其独特的用途，合理地利用这些级别可以帮助开发者更好地监控应用程序的运行状态。
2.1.2 如何在项目中选择合适的日志级别
选择合适的日志级别对于有效的日志记录至关重要。选择时应考虑以下因素：
开发阶段 : 开发阶段应该记录较多的DEBUG和INFO级别的日志，以便于调试和理解程序行为。 生产环境 : 在生产环境中，应当减少DEBUG级别的日志，主要关注ERROR和FATAL级别的日志，以快速定位和解决生产问题。 用户影响 : 考虑到日志记录对性能的影响，记录太多的INFO和DEBUG消息可能会对生产环境的性能产生负面影响。 日志分析 : 在后续进行日志分析时，ERROR和FATAL级别的日志往往更值得关注。2.2 输出目的地的设置
2.2.1 文件系统输出的配置方法
将日志输出到文件系统是最常见的日志记录方式之一。配置Log4Net将日志写入文件系统涉及修改配置文件，并定义一个 FileAppender 。以下是一个简单的配置示例：
<appender name="FileAppender" type="log4net.Appender.FileAppender"> <file value="logs/app.log" /> <appendToFile value="true" /> <rollingStyle value="Date" /> <datePattern value="yyyyMMdd-HHmmss" /> <lockingModel type="log4net.Appender.FileAppender+MinimalLock" /> <layout type="log4net.Layout.PatternLayout"> <conversionPattern value="%date [%thread] %-5level %logger - %message%newline" /> </layout></appender> 这个配置指示Log4Net将日志写入到名为 app.log 的文件中，文件滚动基于日期。 %date , %thread , %level , %logger , 和 %message 都是日志模式的占位符，用于格式化日志输出。
2.2.2 数据库及网络日志服务的集成
对于需要复杂日志分析和存储的系统，将日志输出到数据库或网络服务是不错的选择。这样不仅便于维护和查询，还可以实现日志的集中管理。例如，配置一个将日志写入MySQL数据库的 AdoNetAppender ：
<appender name="AdoNetAppender" type="log4net.Appender.AdoNetAppender"> <connectionType value="System.Data.SqlClient.SqlConnection, System.Data, Version=1.0.3300.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089" /> <connectionString value="Data Source=localhost;Initial Catalog=applogs;Integrated Security=SSPI" /> <commandText value="INSERT INTO LogTable ([Date],[Thread],[Level],[Logger],[Message]) VALUES (@log_date, @thread, @log_level, @logger, @message)" /> <parameter> <parameterName value="@log_date" /> <dbType value="DateTime" /> <layout type="log4net.Layout.RawPropertyLayout"> <key value="log_date" /> </layout> </parameter> <!-- Additional parameters for thread, level, logger, and message --></appender> 这段配置创建了一个数据库日志记录器，使用***连接到一个SQL Server数据库，并将日志消息插入到 LogTable 表中。它展示了如何为日志记录的不同部分配置参数，例如日期、线程、日志级别、记录器和消息。
以上就是本章节的详细内容，下一章节我们将介绍Log4Net在.NET中的应用与配置。
3. Log4Net在.NET中的应用与配置
3.1 Log4Net的集成方法
3.1.1 通过NuGet包管理器安装Log4Net
在.NET项目中集成Log4Net的第一步通常是通过NuGet包管理器安装Log4Net库。NuGet是.NET的包管理器，可以轻松地将Log4Net库添加到项目中。通过NuGet安装可以确保库的版本正确，并且使得管理项目依赖变得更加简单。
Install-Package Log4Net执行上述命令后，NuGet将自动下载并安装最新版本的Log4Net及其依赖项到当前解决方案中。这一步骤简单直接，不过需要注意的是，项目需要正确连接到NuGet源，并且确保有权限安装包。
3.1.2 项目中引入Log4Net的步骤
安装完Log4Net后，需要在项目中进行一些配置，以确保Log4Net可以正确地记录日志。具体步骤如下：
配置log4net.config文件
在项目中创建一个配置文件，例如 log4net.config ，并在其中配置Log4Net的详细设置，包括日志级别、日志输出目标以及Appender设置等。然后将该配置文件添加到项目中，并设置其构建操作为“Copy if newer”，确保文件会随着应用程序部署。
初始化Log4Net
在应用程序启动时（如在Global.asax的Application_Start方法中，或者在Main函数中），调用Log4Net的配置方法进行初始化。
XmlConfigurator.Configure(); 执行上述代码将会加载 log4net.config 配置文件，并将配置应用到Log4Net中。
在需要记录日志的类或方法中，使用
#if DEBUG 等预处理器指令，以确保只在调试模式下生成日志信息，避免影响生产环境的性能。 #if DEBUG private static readonly ILog log = LogManager.GetLogger(typeof(MyClass));#endif 通过这些步骤，Log4Net就会在项目中正常工作，你可以在需要的任何位置调用 *** 、 log.Debug 等方法进行日志记录。
3.2 配置文件解析与应用
3.2.1 app.config和web.config中的Log4Net配置
Log4Net可以通过app.config（对于Windows应用程序）或web.config（对于***应用程序）中的特定配置进行设置。其关键在于配置 <log4net> 部分，并指定Appender和其属性。
以下是 <log4net> 配置的一个示例：
<configuration> <configSections> <section name="log4net" type="log4net.Config.Log4NetConfigurationSectionHandler, log4net" /> </configSections> <log4net> <root> <level value="DEBUG" /> <appender-ref ref="RollingFileAppender" /> </root> <appender name="RollingFileAppender" type="log4net.Appender.RollingFileAppender"> <file value="Logs/Log.txt" /> <appendToFile value="true" /> <rollingStyle value="Date" /> <datePattern value="yyyyMMdd-HH-mm" /> <layout type="log4net.Layout.PatternLayout"> <conversionPattern value="%date [%thread] %-5level %logger [%property{NDC}] - %message%newline" /> </layout> </appender> </log4net></configuration> 在上述配置中，我们定义了一个名为 RollingFileAppender 的Appender，它会在每天的开始时创建一个新的日志文件。配置文件提供了灵活的方式来设置各种Appender和日志的格式化方式。
3.2.2 程序集配置方式的优缺点分析
程序集配置是另一种配置Log4Net的方式，这种方式通过将Log4Net的配置嵌入到程序集中来完成配置工作。这种方式的优点在于集中管理，版本控制也更加方便。但缺点是灵活性较低，更改配置需要重新编译和部署程序集。
使用程序集配置方法时，你需要创建一个专门的类来配置Log4Net，而不是使用app.config或web.config文件。这个类通常实现 log4net.ILoggingEvent 接口。
public class Log4NetConfig{ public static void Configure() { log4net.Config.XmlConfigurator.Configure(); }} 在应用程序启动时，只需调用 Log4NetConfig.Configure() 来启动Log4Net配置。这种方法更加模块化，但需要注意的是，任何对配置的更改都需要重新编译程序集，并重新部署应用程序。
通过这种方式配置Log4Net时，必须确保 log4net.dll 与程序集在同一个目录或者在程序集的搜索路径中，以便Log4Net能够找到其配置。
4. Log4Net API使用指南
4.1 基本API的使用方法
4.1.1 Logger接口的介绍与实例
Logger 接口是 Log4Net 中最为核心的组件之一，负责提供日志记录的功能。通过 Logger，开发者可以在代码中随时记录信息、警告、错误等不同级别的日志。Log4Net 支持多种 Logger 实现，但最常用的是通过 ILogger 接口来实现。
下面是一个使用 Logger 接口记录信息的基本示例：
using log4net;public class MyClass{ private static readonly ILog log = LogManager.GetLogger(typeof(MyClass)); public void MyMethod() { ***("This is an informational message."); }} 在上述代码中，首先通过 LogManager.GetLogger 方法获取一个 ILogger 的实例。这个实例被声明为静态只读，意味着在类的生命周期中只需要创建一次。 LogManager.GetLogger 方法通常接受一个 Type 对象，用于根据调用类的类型来寻找相关的配置。
4.1.2 如何记录不同级别的日志信息
Log4Net 允许开发者记录不同级别的日志信息。这些级别包括但不限于 DEBUG 、 INFO 、 WARN 、 ERROR 和 FATAL 。每个级别都有其特定的用途：
DEBUG ：用于开发阶段的调试信息。 INFO ：记录系统正常运行的信息。 WARN ：记录潜在的问题或警告信息。 ERROR ：记录错误信息，通常表示出现了非预期的异常情况。 FATAL ：记录非常严重的错误，可能导致系统崩溃或不可用的信息。 为了记录不同级别的日志信息，可以使用 ILogger 接口中的相应方法：
log.Debug("This is a debug message.");***("This is an informational message.");log.Warn("This is a warning message.");log.Error("This is an error message.");log.Fatal("This is a fatal error message."); 需要注意的是，在日志级别配置正确的情况下，只有高于或等于配置级别日志信息才会被记录。例如，如果日志级别被设置为 INFO ，则低于 INFO 级别的日志（如 DEBUG ）将不会被输出。
4.2 高级API特性的探索
4.2.1 NDC和MDC的使用技巧
NDC（Nested Diagnostic Context）和MDC（Mapped Diagnostic Context）是 Log4Net 提供的高级日志功能，它们允许在日志记录中添加额外的上下文信息，以帮助跟踪和解决问题。
NDC 允许开发者在日志消息中添加临时的上下文信息。通常用于记录方法调用链或相关的事务信息：
using (LogManager.pushProperty("NDCProperty", "MyValue")){ log.Debug("This message includes an NDC property.");} 这段代码将 NDCProperty 和 MyValue 添加到当前线程的 NDC 中，并在完成代码块后自动移除它们。
MDC 与 NDC 类似，但它允许开发者添加永久的上下文信息：
LogManager.GetLogger(typeof(MyClass)).MDC["MDCProperty"] = "MyValue";log.Debug("This message includes an MDC property."); 在这个例子中， MDCProperty 和 MyValue 被添加到所有由 MyClass 生成的日志消息中。
4.2.2 动态属性和过滤器的高级应用
Log4Net 的动态属性功能允许开发者在记录日志时动态添加属性。这些属性可以在日志事件发生时定义，并且可以被 Appender 使用。这在记录复杂日志或需要额外上下文信息时非常有用：
log4net.ThreadContext.Properties["DynamicProperty"] = "DynamicValue";log.Debug("This message includes a dynamic property.");过滤器则提供了强大的日志过滤机制。它们可以基于不同的规则来决定是否要记录某个特定的日志事件。例如，你可以创建一个过滤器来仅记录来自特定 IP 地址的错误日志：
<filter type="log4net.Filter.DenyAllFilter" /><filter type="log4net.Filter.StringMatchFilter"> <stringToMatch value="ERROR" /></filter> 在这个配置中， DenyAllFilter 首先拒绝所有日志事件，然后 StringMatchFilter 允许包含 ERROR 关键词的日志通过。需要注意的是，过滤器的顺序很重要，因为它们是按照配置顺序执行的。
使用动态属性和过滤器可以大大增强日志系统的灵活性和功能性，使得日志数据更加丰富和有针对性。通过合理配置和利用这些高级特性，可以更好地监控和维护应用程序。
5. 日志Appender类型与配置
5.1 Appender类型概述
5.1.1 介绍Log4Net支持的主要Appender类型
Log4Net是一个灵活且功能强大的日志框架，它通过Appender来定义日志信息的输出方式。Appender相当于一个日志信息的目标处理器，负责将日志信息输出到不同的目的地，如控制台、文件、数据库、网络服务等。Log4Net支持多种类型的Appender，每种类型都有其特定的用途和配置方式。
基本的Appender类型包括： - FileAppender ：将日志输出到文件系统中的一个文件。 - ConsoleAppender ：将日志输出到控制台。 - AdoNetAppender ：将日志输出到数据库中。 - RollingFileAppender ：将日志输出到文件，并具有滚动（即按时间或大小滚动）功能。 - SmtpAppender ：将日志输出通过电子邮件发送。 - DbLogAppender ：将日志输出到数据库，使用存储过程。
除了这些基本类型，还有其他专门用于特定任务的Appender，如 RemotingAppender 、 TraceAppender 、 EventLogAppender 等。每种Appender类型都可以根据不同的需求进行配置，从而实现更加灵活的日志管理。
5.1.2 各Appender类型的适用场景分析
每种Appender类型都有其特定的使用场景，下面是几种常见Appender的适用场景：
FileAppender 适合于记录详细的日志文件，当需要将日志保存到磁盘上并做长期保留时非常有用。 ConsoleAppender 适合于开发调试阶段，可以直接在控制台查看实时日志输出，便于快速识别问题。 AdoNetAppender 和 RollingFileAppender 适合于日志数据量大，需要将日志数据持久化存储，并进行查询、统计、分析的场景。 SmtpAppender 适合于在关键错误发生时，自动通知相关人员，便于迅速响应问题。 DbLogAppender 适合于对日志数据进行复杂处理的场景，比如多用户并发操作的日志记录。 5.2 配置与使用不同Appender
5.2.1 文件Appender配置实例
FileAppender 是最基本的输出到文件系统的Appender，下面是一个配置 FileAppender 的示例配置段：
<appender name="FileAppender" type="log4net.Appender.FileAppender"> <file value="application.log" /> <appendToFile value="true" /> <rollingStyle value="Size" /> <maximumFileSize value="10MB" /> <maxSizeRollBackups value="10" /> <layout type="log4net.Layout.PatternLayout"> <conversionPattern value="%date [%thread] %-5level %logger - %message%newline" /> </layout></appender> 在这个配置中， FileAppender 将日志输出到名为 application.log 的文件中，并且当文件大小达到10MB时滚动。同时，保留10个旧的备份文件，以防止数据丢失。
5.2.2 控制台Appender和数据库Appender配置
配置 ConsoleAppender 相对简单，下面是一个示例：
<appender name="ConsoleAppender" type="log4net.Appender.ConsoleAppender"> <layout type="log4net.Layout.PatternLayout"> <conversionPattern value="%date [%thread] %-5level %logger - %message%newline" /> </layout></appender> 这个配置将日志输出到控制台，使用了与 FileAppender 相同的布局格式。
配置 AdoNetAppender 用于将日志输出到数据库，需要指定数据库连接字符串和SQL语句，示例如下：
<appender name="AdoNetAppender" type="log4net.Appender.ADONetAppender"> <bufferSize value="1" /> <connectionType value="System.Data.SqlClient.SqlConnection, System.Data, Version=1.0.3300.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089" /> <connectionString value="Data Source=.\SQLEXPRESS;Integrated Security=SSPI;database=log4net" /> <commandText value="INSERT INTO Log ([Date],[Thread],[Level],[Logger],[Message]) VALUES (@log_date, @thread, @log_level, @logger, @message)" /> <parameter> <parameterName value="@log_date" /> <dbType value="DateTime" /> <layout type="log4net.Layout.RawDateLayout" /> </parameter> <!-- Additional parameters省略 --> <layout type="log4net.Layout.PatternLayout"> <conversionPattern value="%date [%thread] %-5level %logger - %message%newline" /> </layout></appender> 在这个配置中， AdoNetAppender 使用了 RawDateLayout 来格式化时间戳，并通过SQL语句将日志记录到数据库的 Log 表中。
以上两个示例展示了如何配置和使用不同类型的Appender，可以为日志记录提供灵活的输出方式，满足不同的日志管理需求。
6. 日志布局与转换模式的定义
日志布局与转换模式是Log4Net中用于格式化日志输出的关键组件。通过它们，您可以控制日志消息的外观和内容，从而使得日志信息更加清晰、有序且易于追踪。本章将从日志布局的基础知识讲起，深入探讨转换模式的定义、语法和规则，并给出自定义转换模式的实例演示。
6.1 日志布局的基本概念
6.1.1 日志布局的作用与重要性
日志布局（Layout）是定义日志消息格式的组件，它决定了日志消息在输出时的外观和结构。一个精心设计的日志布局可以帮助开发者快速定位问题、分析系统行为。例如，通过添加时间戳、日志级别、线程信息等，可以更容易地跟踪和理解日志事件的上下文。
6.1.2 常用的日志布局类型介绍
在Log4Net中，常用的日志布局包括但不限于以下几种：
PatternLayout : 提供灵活的日志消息格式配置，支持使用花括号 {} 包围的模式字符串来自定义日志输出格式。 SimpleLayout : 生成简单格式的日志消息，通常包括日志级别和消息文本。 XmlLayout : 输出符合XML格式的日志消息，适用于需要将日志事件作为XML处理的情况。 HTMLLayout : 生成可以被浏览器解析的HTML格式日志，便于在Web环境中查看。 6.2 转换模式的定义与应用
6.2.1 转换模式的语法和规则
转换模式（ConversionPattern）在PatternLayout中被使用，允许开发者定义复杂的日志格式。它通过一系列转换说明符来指定日志输出的内容。例如， %level 表示日志级别， %date 表示日期时间， %message 表示消息文本。
6.2.2 自定义转换模式的实例演示
下面是一个自定义转换模式的实例，它结合了几种不同的转换说明符来展示一个格式化良好的日志消息。
<layout type="log4net.Layout.PatternLayout"> <conversionPattern value="%date [%thread] %-5level %logger - %message%newline" /></layout>在这个例子中，日志消息将按照以下格式输出：
%date ：显示消息的日期时间。 [%thread] ：显示消息产生时的线程ID。 %-5level ：显示日志级别，并左对齐，总宽度为5字符。 %logger ：显示记录日志的Logger名称。 -%message ：显示实际的日志信息。 %newline ：消息的结束，添加新行。 通过自定义转换模式，您可以根据项目的具体需求灵活定义日志输出格式，从而让日志信息更加符合开发者的阅读习惯和项目的需求。
在本章节中，我们深入理解了日志布局与转换模式的概念，并通过实例演示了如何应用自定义的转换模式。这些知识能够帮助您更好地控制日志的输出格式，提高日志信息的可读性和可管理性。在下一章节中，我们将继续探讨Log4Net中的过滤器与日志级别的设置，进一步深入Log4Net的日志管理能力。
7. 过滤器与日志级别的设置
在日志管理中，过滤器和日志级别的设置扮演了至关重要的角色。它们不仅影响日志的有效性和精确性，而且还涉及性能优化和安全策略。在本章节中，我们将深入探讨过滤器的工作原理、分类和日志级别的动态调整。
7.1 过滤器的原理与分类
7.1.1 过滤器的基本工作原理
过滤器在Log4Net中用于控制日志事件的记录方式。每个Appender都可以配置一个或多个过滤器来决定是否接受或拒绝特定的日志事件。过滤器通过判断日志事件是否满足特定的条件来执行其功能，这些条件可以是日志级别、特定的字符串匹配或通过编程逻辑定义的复杂条件。
过滤器的主要作用包括： - 精细控制日志记录行为。 - 提高或降低特定事件的日志记录优先级。 - 避免记录不必要的信息，减少磁盘空间占用。
7.1.2 不同过滤器类型的比较与选择
Log4Net提供了多种过滤器类型，每种类型都有其特定的用途和行为。以下是一些常见的过滤器类型及其使用场景：
LevelRangeFilter : 允许记录在指定日志级别范围内的事件。如果日志事件的级别位于范围内，则会被记录，否则被忽略。
StringMatchFilter : 对日志事件的消息内容进行匹配检查。只有当消息文本符合过滤条件时，该事件才会被记录。
DenyAllFilter 和 AcceptAllFilter : 这两个过滤器分别用来拒绝或接受所有的日志事件。通常用于配置文件中作为默认设置的覆盖。
PropertiesFilter : 根据日志事件的属性来决定是否记录。可以通过添加属性和期望值来实现复杂的过滤逻辑。
选择合适的过滤器时，需要考虑项目的需求和日志策略。例如，若需要对特定组件的日志级别进行精确控制，可能会选择LevelRangeFilter。若需要根据日志中包含的特定关键字来过滤信息，则StringMatchFilter将是更佳的选择。
7.2 日志级别的动态调整
7.2.1 日志级别动态调整的必要性
应用程序在不同运行阶段可能需要记录不同级别的日志信息。例如，在开发和调试阶段，可能需要记录大量详细的调试信息。而一旦进入生产环境，过多的调试信息则可能带来性能负担并泄露敏感信息。
因此，能够根据需要动态调整日志级别变得尤为重要。这样的动态调整能力使开发者能够在不影响应用程序性能的前提下，灵活控制日志的详细程度。
7.2.2 实现日志级别的动态调整方案
在Log4Net中，可以通过编程方式动态调整日志级别。以下是一个简单的示例，展示了如何在代码中根据条件改变日志级别：
// 假设有一个名为log的Logger实例var logger = LogManager.GetLogger(typeof(MyClass));// 动态调整日志级别为DEBUG((log4net.Repository.Hierarchy.Logger)logger.Logger).Level = Level.Debug;// 记录一条调试信息logger.Debug("This is a debug message.");// 动态调整日志级别为ERROR((log4net.Repository.Hierarchy.Logger)logger.Logger).Level = Level.Error;// 记录一条错误信息logger.Error("This is an error message."); 除了编程方式之外，Log4Net还支持从外部配置文件动态加载日志级别设置。这可以通过 log4net.Appender.RemoteSyslogAppender 实现，它支持通过Syslog发送日志信息，并可以配置远程服务器上的Syslog守护进程来动态调整日志级别。
需要注意的是，远程调整日志级别需要充分考虑网络安全和验证问题，确保只有授权用户能够修改这些设置，防止潜在的安全风险。
通过以上介绍，我们可以看到过滤器和日志级别的动态调整对于管理日志输出的重要性。它们允许开发者更加精准地控制日志记录行为，从而优化应用程序的性能和安全性。在下一章节中，我们将探讨Log4Net的性能优化与最佳实践，这将进一步帮助我们理解如何有效利用Log4Net提升项目质量。
本文还有配套的精品资源，点击获取 
简介：Log4Net是一个在.NET环境中广泛使用的日志记录框架，由Apache软件基金会开发，为C#项目提供了灵活可扩展的日志记录解决方案。本文深入探讨了Log4Net的基本概念、配置方法、API使用和最佳实践。涵盖了如何通过配置文件和代码实现日志级别的调整、输出目的地的设定、Appender的使用、日志格式的自定义以及性能优化。掌握了这些内容，开发者能够有效地对应用程序进行调试、监控和故障排查，从而提高开发和维护的质量与效率。
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