Java如何查询DNS并指定自定义服务器解析？

在 Java 网络编程的广阔世界里，域名系统（DNS）扮演着至关重要的“导航员”角色，它负责将人类易于记忆的主机名（如 www.example.com）翻译成机器能够识别的 IP 地址（如 184.216.34），Java 提供了一套强大而灵活的 API 来与 DNS 进行交互，使得开发者可以无缝地构建网络应用，理解 Java 如何访问和缓存 DNS 信息，对于开发高性能、高可靠性的网络服务至关重要。

核心类：`InetAddress`

Java 中所有与 DNS 解析相关的操作，几乎都围绕着 java.net.InetAddress 这个核心类展开，它代表一个互联网协议（IP）地址，既可以是一个主机名，也可以是一个原始的 IP 字符串，开发者通常不直接实例化 InetAddress,而是通过其提供的静态工厂方法来获取实例。

最常用的方法是 getByName(String host)，它接收一个主机名作为参数，并返回一个包含该主机名和其对应 IP 地址的 InetAddress 对象，如果主机名对应多个 IP 地址（在负载均衡场景下），可以使用 getAllByName(String host) 方法，它会返回一个 InetAddress 数组。

以下是一个简单的代码示例，展示了如何使用 InetAddress 进行 DNS 查询：

import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
public class DnsLookup {
    public static void main(String[] args) {
        String hostname = "www.google.com";
        try {
            // 获取指定主机名的 InetAddress 对象
            InetAddress address = InetAddress.getByName(hostname);
            // 输出主机名和 IP 地址
            System.out.println("主机名: " + address.getHostName());
            System.out.println("IP 地址: " + address.getHostAddress());
            // 检查主机是否可达（设置超时为 2000 毫秒）
            boolean isReachable = address.isReachable(2000);
            System.out.println("主机是否可达: " + isReachable);
        } catch (UnknownHostException e) {
            System.err.println("无法解析主机名: " + hostname);
        } catch (Exception e) {
            System.err.println("发生错误: " + e.getMessage());
        }
    }
}

深入理解：JVM DNS 缓存机制

为了优化性能并减少对 DNS 服务器的重复请求，Java 虚拟机（JVM）在内部实现了一个 DNS 缓存机制，当第一次通过 InetAddress 查询某个主机名时，JVM 会执行一次真正的 DNS 查询，并将结果（无论是成功解析的 IP 地址还是解析失败的记录）缓存起来，后续对同一主机名的查询将直接从缓存中读取,而不会再发起网络请求。

这个缓存分为两种：

正面缓存：存储成功解析的主机名与 IP 地址的映射关系。
负面缓存：存储解析失败的主机名记录,防止在短时间内反复尝试解析一个已知无效的域名。

实践与控制：配置 DNS 缓存

默认情况下，JVM 的 DNS 缓存行为是“永久有效”的，即一旦缓存，就不会过期，直到 JVM 重启，这在生产环境中可能会导致问题，当后端服务的 IP 地址发生变更时，应用可能因为缓存了旧的 IP 地址而无法连接到新服务。

幸运的是，我们可以通过 Java 安全策略文件来控制 DNS 缓存的时间（TTL, Time To Live），这些配置通常位于 $JAVA_HOME/lib/security/java.security 文件中。

下表小编总结了关键的配置属性：

属性名	默认值	描述
`networkaddress.cache.ttl`	-1 (永久)	设置正面缓存（成功解析）的存活时间（秒），设置为 0 表示禁用缓存，设置为正数 n 表示缓存 n 秒。
`networkaddress.cache.negative.ttl`	10 (秒)	设置负面缓存（解析失败）的存活时间（秒）。

修改这些属性后，重启 Java 应用即可生效，也可以在启动应用时通过 JVM 参数动态指定，-Dsun.net.inetaddr.ttl=30。

高级应用：自定义 DNS 解析器

在某些复杂场景下，如需要从特定的 DNS 服务器查询、实现自定义的负载均衡策略或集成内部服务发现系统时，JVM 默认的 DNS 解析机制可能无法满足需求，Java 提供了 sun.net.spi.nameservice.NameServiceDescriptor 这个服务提供者接口（SPI），允许开发者实现并注册自己的 DNS 解析器，通过实现这个接口，可以完全接管 JVM 的 DNS 解析过程，实现高度定制化的逻辑，这属于较为高级的用法,通常在大型分布式系统或特定基础设施中才会用到。