JVM DNS缓存问题

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JVM DNS缓存问题

JVM DNS缓存问题

在某一项目中，一个跨机房调用，机房之间日常有专线连接，万一在专线故障的情况下，降级通过公网通讯。

  • 方案一： 为服务配置两个域名，一个域名其中一个域名解析到公网地址，另一个解析到专线地址。客户端会根据一个故障指令，从专线域名切换的公网域名。
  • 方案二： 只用一个域名，通过dns服务来决定走公网还是走专线。这就涉及到两个问题，dns更新，和客户端的dns缓存。

DNS是一个各层都喜欢缓存的东西，比如浏览器，操作系统，DNS服务器等会缓存，每一层缓存的时间和规则都有些不一致。

这里重点讨论JVM的缓存，也顺道提供一下如何查看操作系统的dns TTL的命令。

盲测

直接写测试代码，打印解析结果

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public class DnsLookupTest {
    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, InterruptedException {
        while (true) {
            InetAddress[] inetAddresses = InetAddress.getAllByName("www.baidu.com");
            for (InetAddress inetAddress : inetAddresses) {
                System.out.println(new Date() + ":" + inetAddress.getHostName() + "-->" + inetAddress.getHostAddress());
            }
            Thread.sleep(1000);
        }
    }
}

同时修改windows的hosts文件，模拟dns变更。

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# The current time is: 16:55:29.67
127.0.0.4 www.baidu.com

输出

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Wed Feb 01 16:55:51 CST 2023:www.baidu.com-->127.0.0.3
Wed Feb 01 16:55:52 CST 2023:www.baidu.com-->127.0.0.3
Wed Feb 01 16:55:53 CST 2023:www.baidu.com-->127.0.0.3
Wed Feb 01 16:55:54 CST 2023:www.baidu.com-->127.0.0.3
Wed Feb 01 16:55:55 CST 2023:www.baidu.com-->127.0.0.4
Wed Feb 01 16:55:56 CST 2023:www.baidu.com-->127.0.0.4
Wed Feb 01 16:55:58 CST 2023:www.baidu.com-->127.0.0.4
Wed Feb 01 16:55:59 CST 2023:www.baidu.com-->127.0.0.4

从测试结果看，16:55:29修改hosts，Java代码中16:55:55更新，大概30秒不到。

刨根问底

先看下java.net.InetAddress.java的代码，其中获取地址的一段如下。Jvm中有一个缓存和一个缓存策略。支持三种策略：不缓存，永远缓存，TTL方式。 缓存分两种，一种是成功解析的，一种是没有解析的。对应的两个配置，InetAddressCachePolicy.getNegative()和InetAddressCachePolicy.get()。

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if (addresses == this) {
    // lookup name services
    InetAddress[] inetAddresses;
    UnknownHostException ex;
    int cachePolicy;
    try {
        inetAddresses = getAddressesFromNameService(host, reqAddr);
        ex = null;
        cachePolicy = InetAddressCachePolicy.get();
    } catch (UnknownHostException uhe) {
        inetAddresses = null;
        ex = uhe;
        cachePolicy = InetAddressCachePolicy.getNegative();
    }
    // remove or replace us with cached addresses according to cachePolicy
    if (cachePolicy == InetAddressCachePolicy.NEVER) {
        cache.remove(host, this);
    } else {
        CachedAddresses cachedAddresses = new CachedAddresses(
            host,
            inetAddresses,
            cachePolicy == InetAddressCachePolicy.FOREVER
            ? 0L
            // cachePolicy is in [s] - we need [ns]
            : System.nanoTime() + 1000_000_000L * cachePolicy
        );
        if (cache.replace(host, this, cachedAddresses) &&
            cachePolicy != InetAddressCachePolicy.FOREVER) {
            // schedule expiry
            expirySet.add(cachedAddresses);
        }
    }
    if (inetAddresses == null) {
        throw ex == null ? new UnknownHostException(host) : ex;
    }        return inetAddresses;
}

再来看下sun.net.InetAddressCachePolicy.java的代码，成功的和失败的，又对应两组配置，命名看，一个配置加上一个兜底的。 默认的，成功解析的TTL是30秒，失败的不解析。

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// Controls the cache policy for successful lookups only
private static final String cachePolicyProp = "networkaddress.cache.ttl";
private static final String cachePolicyPropFallback =        "sun.net.inetaddr.ttl";
// Controls the cache policy for negative lookups only
private static final String negativeCachePolicyProp =        "networkaddress.cache.negative.ttl";
private static final String negativeCachePolicyPropFallback =        "sun.net.inetaddr.negative.ttl";

要修改JVM DNS TTL

有以下两种方式，修改全局，Java8 对应的配置文件$JAVA_HOME/jre/lib/security/java.security,Java 11及以上 $JAVA_HOME/conf/security/java.security。

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networkaddress.cache.ttl=60

程序内修改

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java.security.Security.setProperty("networkaddress.cache.ttl" , "60");

参考

  1. windows 下看 dns ttl
1
nslookup -debug www.www.baidu.com

windows nslokup

  1. linux下看dns ttl
1
dig A www.cyberciti.biz

linux dig

  1. java dns cache ttl
  2. how-to see time to live ttl for a dns record