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Java网络编程从入门到精通(4):DNS缓存

2011-02-28

在通过DNS查找域名的过程中,可能会经过多台中间DNS服务器才能找到指定的域名,因此,在DNS服务器上查找域名是非常昂贵的操作。在Java中为了缓解这个问题,提供了DNS缓存。当InetAddress类第一次使用某个域名(如www.csdn.net)创建InetA

在通过DNS查找域名的过程中,可能会经过多台中间DNS服务器才能找到指定的域名,因此,在DNS服务器上查找域名是非常昂贵的操作。在Java中为了缓解这个问题,提供了DNS缓存。当InetAddress类第一次使用某个域名(如www.csdn.net)创建InetAddress对象后,JVM就会将这个域名和它从DNS上获得的信息(如IP地址)都保存在DNS缓存中。当下一次InetAddress类再使用这个域名时,就直接从DNS缓存里获得所需的信息,而无需再访问DNS服务器。

DNS缓存在默认时将永远保留曾经访问过的域名信息,但我们可以修改这个默认值。一般有两种方法可以修改这个默认值:

1. 在程序中通过java.security.Security.setProperty方法设置安全属性networkaddress.cache.ttl的值(单位:秒)。如下面的代码将缓存超时设为10秒:


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

2. 设置java.security文件中的networkaddress.cache.negative.ttl属性。假设JDK的安装目录是C:jdk1.6,那么java.security文件位于c:jdk1.6jrelibsecurity目录中。打开这个文件,找到networkaddress.cache.ttl属性,并将这个属性值设为相应的缓存超时(单位:秒)。

如果将networkaddress.cache.ttl属性值设为-1,那么DNS缓存数据将永远不会释放。下面的代码演示了使用和不使用DNS缓存所产生效果:


package mynet;

import java.net.*;

public class MyDNS
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
// args[0]: 本机名 args[1]:缓冲时间
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("按任意键继续");
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);
}
}

在上面的代码中设置了DNS缓存超时(通过args[1]参数),用户可以通过命令行参数将这个值传入MyDNS中。这个程序首先使用getAllByName建立一个InetAddress数组,然后通过System.in.read使程序暂停。当用户等待一段时间后,可以按任意键继续,并使用同一个域名(args[0])再建立一个InetAddress数组。如果用户等待的这段时间比DNS缓存超时小,那么无论情况如何变化,addresses2和addresses1数组中的元素是一样的,并且创建addresses2数组所花费的时间一般为0毫秒(小于1毫秒后,Java无法获得更精确的时间)。


测试1:

执行如下命令(将DNS缓存超时设为5秒):


java mynet.MyDNS www.126.com 5

运行结果1(在5秒之内按任意键):


addresses1: 344毫秒
www.126.com/202.108.9.77
按任意键继续
addresses2: 0毫秒
www.126.com/202.108.9.77

运行结果2(在5秒后按任意键):


addresses1: 344毫秒
www.126.com/202.108.9.77
按任意键继续
addresses2: 484毫秒
www.126.com/202.108.9.77

在上面的测试中可能出现两个运行结果。如果在出现“按任意键继续…”后,在5秒之内按任意键继续后,就会得到运行结果1,从这个结果可以看出,addresses2所用的时间为0毫秒,也就是说,addresses2并未真正访问DNS服务器,而是直接从内存中的DNS缓存得到的数据。当在5秒后按任意键继续后,就会得到运行结果2,这时,内存中的DNS缓存中的数据已经释放,所以addresses2还得再访问DNS服务器,因此,addresses2的时间是484毫秒(addresses1和addresses2后面的毫秒数可能在不同的环境下的值不一样,但一般情况下,运行结果1的addresses2的值为0或是一个接近0的数,如5。运行结果2的addresses2的值一般会和addresses1的值很接近,或是一个远比0大的数,如1200)。


测试2:

执行如下命令(ComputerName为本机的计算机名,DNS缓存超时设为永不过期[-1]):


java mynet.MyDNS ComputerName -1

运行结果(按任意键继续之前,将192.168.18.20删除):


addresses1: 31毫秒
myuniverse/192.168.18.10
myuniverse/192.168.18.20
按任意键继续
addresses2: 0毫秒
myuniverse/192.168.18.10
myuniverse/192.168.18.20

从上面的测试可以看出,将DNS缓存设为永不过期后,无论过多少时间,按任意键后,addresses2任然得到了两个IP地址(192.168.18.10和192.168.18.20),而且addresses2的时间是0毫秒,但在这时192.168.18.20已经被删除。因此可以判断,addresses2是从DNS缓存中得到的数据。如果运行如下的命令,并在5秒后按任意键继续后,addresses2就会只剩下一个IP地址(192.168.18.10)。


java mynet.MyDNS ComputerName 5

如果域名在DNS服务器上不存在,那么客户端在进行一段时间的尝试后(平均为5秒),就会抛出一个UnknownHostException异常。为了让下一次访问这个域名时不再等待,DNS缓存将这个错误信息也保存了起来。也就是说,只有第一次访问错误域名时才进行5称左右的尝试,以后再访问这个域名时将直接抛出UnknownHostException异常,而无需再等待5秒钟,

访问域名失败的原因可能是这个域名真的不存在,也可能是因为DNS服务器或是其他的硬件或软件的临时故障,因此,一般不能将这个域名错误信息一直保留。在Java中可以通过networkaddress.cache.negative.ttl属性设置保留这些信息的时间。这个属性的默认值是10秒。它也可以通过java.security.Security.setProperty方法或java.security文件来设置。下面的代码演示了networkaddress.cache.negative.ttl属性的用法:


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)
{
&nbs

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