Java網絡編程從入門到精通（4）：DNS緩存

在通過DNS查找域名的過程中，可能會經過多台中間DNS服務器才能找到指定的域名，因此，在DNS服務器上查找域名是非常昂貴的操作。在Java中為了緩解這個問題，提供了DNS緩存。當InetAddress類第一次使用某個域名（如www.csdn.net）創建InetAddress對象後，JVM就會將這個域名和它從DNS上獲得的信息（如IP地址）都保存在DNS緩存中。當下一次InetAddress類再使用這個域名時，就直接從DNS緩存裡獲得所需的信息，而無需再訪問DNS服務器。

DNS緩存在默認時將永遠保留曾經訪問過的域名信息，但我們可以修改這個默認值。一般有兩種方法可以修改這個默認值：

1.在程序中通過java.security.Security.setProperty方法設置安全屬性networkaddress.cache.ttl的值（單位：秒）。如下面的代碼將緩存超時設為10秒：

java.security.Security.setProperty("networkaddress.cache.ttl",　10);

2.設置java.security文件中的networkaddress.cache.negative.ttl屬性。假設JDK的安裝目錄是C:\jdk1.6，那麼java.security文件位於c:\jdk1.6\jre\lib\security目錄中。打開這個文件，找到networkaddress.cache.ttl屬性，並將這個屬性值設為相應的緩存超時（單位：秒）。

如果將networkaddress.cache.ttl屬性值設為-1，那麼DNS緩存數據將永遠不會釋放。下面的代碼演示了使用和不使用DNS緩存所產生效果：

package mynet;

import　java.net.*;

public　class MyDNS
{
　　　　 public　static　void　main(String[]　args)　throws　Exception
　　　　 {
　　　　　　　　 //　args[0]:　本機名　args[1]：緩沖時間
　　　　　　　　 if　(args.length　<　2)
　　　　　　　　　　　　 return;
　　　　　　　　 java.security.Security.setProperty("networkaddress.cache.ttl",　args[1]);
　　　　　　　　 long　time　=　System.currentTimeMillis();
　　　　　　　　 InetAddress　addresses1[]　=　InetAddress.getAllByName(args[0]);
　　　　　　　　 System.out.println("addresses1:　　　"
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 +　String.valueOf(System.currentTimeMillis()　-　time)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 +　"毫秒");
　　　　　　　　 for　(InetAddress　address　:　addresses1)
　　　　　　　　　　　　 System.out.println(address);
　　　　　　　　 System.out.print("按任意鍵繼續");
　　　　　　　　 System.in.read();
　　　　　　　　 time　=　System.currentTimeMillis();
　　　　　　　　 InetAddress　addresses2[]　=　InetAddress.getAllByName(args[0]);
　　　　　　　　 System.out.println("addresses2:　　　"
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 +　String.valueOf(System.currentTimeMillis()　-　time)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 +　"毫秒");
　　　　　　　　 for　(InetAddress　address　:　addresses2)
　　　　　　　　　　　　 System.out.println(address);
　　　　 }
}

在上面的代碼中設置了DNS緩存超時(通過args[1]參數)，用戶可以通過命令行參數將這個值傳入MyDNS中。這個程序首先使用getAllByName建立一個InetAddress數組，然後通過System.in.read使程序暫停。當用戶等待一段時間後，可以按任意鍵繼續，並使用同一個域名(args[0])再建立一個InetAddress數組。如果用戶等待的這段時間比DNS緩存超時小，那麼無論情況如何變化，addresses2和addresses1數組中的元素是一樣的，並且創建addresses2數組所花費的時間一般為0毫秒（小於1毫秒後，Java無法獲得更精確的時間）。

測試1：

執行如下命令（將DNS緩存超時設為5秒）：

java mynet.MyDNS www.126.com　5

運行結果1（在5秒之內按任意鍵）：

addresses1:　　　344毫秒
www.126.com/202.108.9.77
按任意鍵繼續
addresses2:　　0毫秒
www.126.com/202.108.9.77

運行結果2（在5秒後按任意鍵）：

addresses1:　　　344毫秒
www.126.com/202.108.9.77
按任意鍵繼續
addresses2:　　484毫秒
www.126.com/202.108.9.77

在上面的測試中可能出現兩個運行結果。如果在出現“按任意鍵繼續…”後，在5秒之內按任意鍵繼續後，就會得到運行結果1，從這個結果可以看出，addresses2所用的時間為0毫秒，也就是說，addresses2並未真正訪問DNS服務器，而是直接從內存中的DNS緩存得到的數據。當在5秒後按任意鍵繼續後，就會得到運行結果2，這時，內存中的DNS緩存中的數據已經釋放，所以addresses2還得再訪問DNS服務器，因此，addresses2的時間是484毫秒（addresses1和addresses2後面的毫秒數可能在不同的環境下的值不一樣，但一般情況下，運行結果1的addresses2的值為0或是一個接近0的數，如5。運行結果2的addresses2的值一般會和addresses1的值很接近，或是一個遠比0大的數，如1200）。

測試2：

執行如下命令（ComputerName為本機的計算機名，DNS緩存超時設為永不過期[-1]）：

java mynet.MyDNS ComputerName　-1

運行結果（按任意鍵繼續之前，將192.168.18.20刪除）：

addresses1:　　　31毫秒
myuniverse/192.168.18.10
myuniverse/192.168.18.20
按任意鍵繼續
addresses2:　　　0毫秒
myuniverse/192.168.18.10
myuniverse/192.168.18.20

從上面的測試可以看出，將DNS緩存設為永不過期後，無論過多少時間，按任意鍵後，addresses2任然得到了兩個IP地址（192.168.18.10和192.168.18.20），而且addresses2的時間是0毫秒，但在這時192.168.18.20已經被刪除。因此可以判斷，addresses2是從DNS緩存中得到的數據。如果運行如下的命令，並在5秒後按任意鍵繼續後，addresses2就會只剩下一個IP地址（192.168.18.10）。

java mynet.MyDNS ComputerName　5

如果域名在DNS服務器上不存在，那麼客戶端在進行一段時間的嘗試後（平均為5秒），就會拋出一個UnknownHostException異常。為了讓下一次訪問這個域名時不再等待，DNS緩存將這個錯誤信息也保存了起來。也就是說，只有第一次訪問錯誤域名時才進行5稱左右的嘗試，以後再訪問這個域名時將直接拋出UnknownHostException異常，而無需再等待5秒鐘，

訪問域名失敗的原因可能是這個域名真的不存在，也可能是因為DNS服務器或是其他的硬件或軟件的臨時故障，因此，一般不能將這個域名錯誤信息一直保留。在Java中可以通過networkaddress.cache.negative.ttl屬性設置保留這些信息的時間。這個屬性的默認值是10秒。它也可以通過java.security.Security.setProperty方法或java.security文件來設置。下面的代碼演示了networkaddress.cache.negative.ttl屬性的用法：

package mynet;

import　java.net.*;

public　class MyDNS1
{
　　　　 public　static　void　main(String[]　args)　throws　Exception
　　　　 {
　　　　　　　　 java.security.Security.setProperty("networkaddress.cache.negative.ttl",
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 "5");
　　　　　　　　 long　time　=　0;
　　　　　　　　 try
　　　　　　　　 {
　　　　　　　　　　　　 time　=　System.currentTimeMillis();
　　　　　　　　　　　　 InetAddress.getByName("www.ppp123.com");
　　　　　　　　 }
　　　　　　　　 catch　(Exception　e)
　　　　　　　　 {
　　　　　　　　　　　　 System.out.println("www.ppp123.com不存在!　address1:　"
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 +　String.valueOf(System.currentTimeMillis()　-　time)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 +　"毫秒");
　　　　　　　　 }
　　　　　　　　 //Thread.sleep(6000);　//　延遲6秒
　　　　　　　　 try
　　　　　　　　 {
　　　　　　　　　　　　 time　=　System.currentTimeMillis();
　　　　　　　　　　　　 InetAddress.getByName("www.ppp123.com");
　　　　　　　　 }
　　　　　　　　 catch　(Exception　e)
　　　　　　　　 {
　　　　　　　　　　　　 System.out.println("www.ppp123.com不存在!　address2:　"
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 +　String.valueOf(System.currentTimeMillis()　-　time)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 +　"毫秒");
　　　　　　　　 }
　　　　 }
}

在上面的代碼中將networkaddress.cache.negative.ttl屬性值設為5秒。這個程序分別測試了address1和address2訪問www.ppp123.com（這是個不存在的域名，讀者可以將其換成任何不存在的域名）後，用了多長時間拋出UnknownHostException異常。

運行結果：

www.ppp123.com不存在！　address1:　　4688毫秒
www.ppp123.com不存在！　address2:　　0毫秒

我們從上面的運行結果可以看出，address2使用了0毫秒就拋出了異常，因此，可以斷定address2是從DNS緩存裡獲得了域名www.ppp123.com不可訪問的信息，所以就直接拋出了UnknowHostException異常。如果將上面代碼中的延遲代碼的注釋去掉，那麼可能得到如下的運行結果：

www.ppp123.com不存在！　address1:　　4688毫秒
www.ppp123.com不存在！　address1:　　4420毫秒

從上面的運行結果可以看出，在第6秒時，DNS緩存中的數據已經被釋放，因此，address2仍需要訪問DNS服務器才能知道www.ppp123.com是不可訪問的域名。

在使用DNS緩存時有兩點需要注意：

1.可以根據實際情況來設置networkaddress.cache.ttl屬性的值。一般將這個屬性的值設為-1。但如果訪問的是動態映射的域名（如使用動態域名服務將域名映射成ADSL的動態IP）, 就可能產生IP地址變化後，客戶端得到的還是原來的IP地址的情況。

2.在設置networkaddress.cache.negative.ttl屬性值時最好不要將它設為-1，否則如果一個域名因為暫時的故障而無法訪問，那麼程序再次訪問這個域名時，即使這個域名恢復正常，程序也無法再訪問這個域名了。除非重新運行程序。