从JDK源码看Java域名解析

Posted 远洋号

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了从JDK源码看Java域名解析相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

前言

对于 JDK 主要使用了两种映射解析方案，一种是 hosts 文件机制，另外一种是操作系统自带的解析方案。

相关类

--java.lang.Object
  --java.net.InetAddress$HostsFileNameService
  --java.net.InetAddress$PlatformNameService

JDK选择的方案

以上两种主机名称 IP 映射机制，JDK 是怎样选择的呢？其实就是根据 jdk.net.hosts.file系统属性来确定的，默认情况下使用基于操作系统的 PlatformNameService 方案，而如果配置了jdk.net.hosts.file系统属性则使用基于 hosts 文件的 HostsFileNameService 方案，比如可以在启动时配置参数 -Djdk.net.hosts.file=/etc/hosts。对应逻辑代码如下：

    private static NameService createNameService() {
        String hostsFileName =
                GetPropertyAction.privilegedGetProperty("jdk.net.hosts.file");
        NameService theNameService;
        if (hostsFileName != null) {
            theNameService = new HostsFileNameService(hostsFileName);
        } else {
            theNameService = new PlatformNameService();
        }
        return theNameService;
    }

接口定义

private interface NameService {
InetAddress[] lookupAllHostAddr(String host) throws UnknownHostException;
String getHostByAddr(byte[] addr) throws UnknownHostException;
}

HostsFileNameService 类

类定义如下：

private static final class HostsFileNameService implements NameService

该类即是对基于 hosts 文件方案的封装，主要看看核心的两个方法，

lookupAllHostAddr方法

  • 根据指定的 hosts 文件路径扫描每一行，如果不存在文件则抛出 FileNotFoundException 异常。

  • 遍历每行内容，如果以 # 号开头则表示该行为注释内容，直接忽略，否则继续。

  • 标准情况下内容可以为 127.0.0.1 localhost #local，# 号后面为注释内容，所以调用 removeComments 方法去掉 #local，该方法不再贴出。

  • 处理后的内容为127.0.0.1字符串，需要调用 createAddressByteArray 将其转换为 byte 数组以方便得到 InetAddress 对象，该方法不再贴出。

  • 将得到的 添加到 ArrayList

    对象中，最终转换为 InetAddress 数组并返回。 
  public InetAddress[] lookupAllHostAddr(String host)
          throws UnknownHostException {
      String hostEntry;
      String addrStr = null;
      InetAddress[] res = null;
      byte addr[] = new byte[4];
      ArrayList<InetAddress> inetAddresses = null;
      try (Scanner hostsFileScanner = new Scanner(new File(hostsFile), "UTF-8")) {
          while (hostsFileScanner.hasNextLine()) {
              hostEntry = hostsFileScanner.nextLine();
              if (!hostEntry.startsWith("#")) {
                  hostEntry = removeComments(hostEntry);
                  if (hostEntry.contains(host)) {
                      addrStr = extractHostAddr(hostEntry, host);
                      if ((addrStr != null) && (!addrStr.equals(""))) {
                          addr = createAddressByteArray(addrStr);
                          if (inetAddresses == null) {
                              inetAddresses = new ArrayList<>(1);
                          }
                          if (addr != null) {
                              inetAddresses.add(InetAddress.getByAddress(host, addr));
                          }
                      }
                  }
              }
          }
      } catch (FileNotFoundException e) {
          throw new UnknownHostException("Unable to resolve host " + host
                  + " as hosts file " + hostsFile + " not found ");
      }
      if (inetAddresses != null) {
          res = inetAddresses.toArray(new InetAddress[inetAddresses.size()]);
      } else {
          throw new UnknownHostException("Unable to resolve host " + host
                  + " in hosts file " + hostsFile);
      }
      return res;
  }

getHostByAddr方法

  • 根据指定的 hosts 文件路径扫描每一行，如果不存在文件则抛出 FileNotFoundException 异常。

  • 遍历每行内容，如果以 # 号开头则表示该行为注释内容，直接忽略，否则继续。

  • 标准情况下内容可以为 127.0.0.1 localhost #local，# 号后面为注释内容，所以调用 removeComments 方法去掉 #local，该方法不再贴出。

  • 一旦找到主机名称后则不再往下遍历，跳出循环并返回主机名称。

public String getHostByAddr(byte[] addr) throws UnknownHostException {
            String hostEntry;
            String host = null;
            String addrString = addrToString(addr);
            try (Scanner hostsFileScanner = new Scanner(new File(hostsFile), "UTF-8")) {
                while (hostsFileScanner.hasNextLine()) {
                    hostEntry = hostsFileScanner.nextLine();
                    if (!hostEntry.startsWith("#")) {
                        hostEntry = removeComments(hostEntry);
                        if (hostEntry.contains(addrString)) {
                            host = extractHost(hostEntry, addrString);
                            if (host != null) {
                                break;
                            }
                        }
                    }
                }
            } catch (FileNotFoundException e) {
                throw new UnknownHostException("Unable to resolve address "
                        + addrString + " as hosts file " + hostsFile
                        + " not found ");
            }
            if ((host == null) || (host.equals("")) || (host.equals(" "))) {
                throw new UnknownHostException("Requested address "
                        + addrString
                        + " resolves to an invalid entry in hosts file "
                        + hostsFile);
            }
            return host;
        }

PlatformNameService类

类定义如下：

private static final class PlatformNameService implements NameService

该类即是对操作系统自带的解析方案的封装，核心的两个方法如下，因为这两个方法与操作系统相关，所以通过它们通过 InetAddressImpl 接口调用了对应的本地方法，本地方法分别为 lookupAllHostAddr 和 getHostByAddr。

public InetAddress[] lookupAllHostAddr(String host) throws UnknownHostException{
    return impl.lookupAllHostAddr(host);
}
public String getHostByAddr(byte[] addr) throws UnknownHostException{
    return impl.getHostByAddr(addr);
}

lookupAllHostAddr方法

结构 参数

typedef struct addrinfo {

int ai_flags;

int ai_family;

int ai_socktype;

int ai_protocol;

size_t ai_addrlen;

char* ai_canonname;

struct sockaddr* ai_addr;

struct addrinfo* ai_next;

}

ai_addrlen must be zero or a null pointer

ai_canonname must be zero or a null pointer

ai_addr must be zero or a null pointer

ai_next must be zero or a null pointer

ai_flags:AI_PASSIVE,AI_CANONNAME,AI_NUMERICHOST

ai_family: AF_INET,AF_INET6

ai_socktype:SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM

ai_protocol:IPPROTO_IP, IPPROTO_IPV4, IPPROTO_IPV6 etc.

getHostByAddr方法

Windows 和 unix-like 操作系统实现的代码都差不多，这里只贴出 Windows的，基本的逻辑为：先通过 JNI 的 GetByteArrayRegion 函数获取传入的4个字节，这里因为字节可能是负数，所以需要进行移位操作；然后通过 getnameinfo 函数获取主机名；最后通过 JNI 的 NewStringUTF 函数将主机名放到新建的字符串对象中。

JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_java_net_Inet4AddressImpl_getHostByAddr(JNIEnv *env, jobject this,
                                             jbyteArray addrArray) {
    jstring ret = NULL;
    char host[NI_MAXHOST + 1];
    jbyte caddr[4];
    jint addr;
    struct sockaddr_in sa;
    memset((char *)&sa, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
    (*env)->GetByteArrayRegion(env, addrArray, 0, 4, caddr);
    addr = ((caddr[0] << 24) & 0xff000000);
    addr |= ((caddr[1] << 16) & 0xff0000);
    addr |= ((caddr[2] << 8) & 0xff00);
    addr |= (caddr[3] & 0xff);
    sa.sin_addr.s_addr = htonl(addr);
    sa.sin_family = AF_INET;
    if (getnameinfo((struct sockaddr *)&sa, sizeof(struct sockaddr_in),
                    host, NI_MAXHOST, NULL, 0, NI_NAMEREQD)) {
        JNU_ThrowByName(env, "java/net/UnknownHostException", NULL);
    } else {
        ret = (*env)->NewStringUTF(env, host);
        if (ret == NULL) {
            JNU_ThrowByName(env, "java/net/UnknownHostException", NULL);
        }
    }
    return ret;
}



-------------推荐阅读------------







------------------广告时间----------------

鄙人的新书《Tomcat内核设计剖析》已经在京东销售了，有需要的朋友可以购买。感谢各位朋友。


以上是关于从JDK源码看Java域名解析的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

拼多多探究Java并发底层原理JDK源码解析大揭秘，由浅入深看源码

JDK：java.lang.Integer源码解析

ArrayList源码解析

如何进行 Java 代码阅读分析？

Arrays.sort源码解析

Arrays.sort源码解析