原創作者： @guanyu，畢業於吉林大學·軟體工程專業，感謝 @guanyu 提供案例以及文章。

問題背景

某天上午，運營同學突然在群裡反饋很多使用者來報登入問題。起初以為是內網介面服務異常了，但介面反饋沒有產生異常的日誌，也就是說異常請求還沒打過去。於是我們登入伺服器，篩選了下 Node。js 服務的日誌：

透過日誌，我們可以很直觀的看出問題所在：

DNS 解析失敗

整理思路

作為一個日均流量過千萬的 Node。js 服務，每個請求都需要

解析 N 個內網介面域名

。

平時還好，如果

DNS 服務出現了問題

，或者

網路抖動

，很容易在 Node。js 服務與內網介面服務都正常的情況下，導致

線上業務不可用。

針對這種情況，我們需要在 Node。js 服務端

對 DNS 解析做一層快取。

首先我們需要明確一點：

！！！Node.js 本身不做 DNS 查詢結果的快取！！！

預設 DNS 查詢方案

Node。js 下預設的 DNS 查詢方案：

Node。js

內建的 http 模組的 http.request() 請求

時，會

使用 dns.lookup() 進行查詢：

方法呼叫鏈條是

http.request() -> net.createConnection() -> dns.lookup()

function

lookupAndConnect

（

self

，

options

）

{

// 。。。

const

lookup

=

options

。

lookup

||

dns

。

lookup

；

defaultTriggerAsyncIdScope

（

self

［

async_id_symbol

］，

function

（）

{

lookup

（

host

，

dnsopts

，

function

emitLookup

（

err

，

ip

，

addressType

）

{

self

。

emit

（

‘lookup’

，

err

，

ip

，

addressType

，

host

）；

// 。。。

}）；

}）；

}

透過這段程式碼我們可以看出，

options.lookup 引數可以自行設定，可以傳入 dns.resolve 或者自定義的符合要求的方法。

getaddrinfo 函式

在 C/C++ 程式碼中

p（）

方法呼叫到最終，呼叫的是

底層的 getaddrinfo() 函式

（也就是上文報錯點）。

在 C/C++ 程式碼中

getaddrinfo

函式是

同步呼叫

，所以

需要 libuv 透過執行緒池來實現 Node.js 的非同步 I/O。

注：查閱相關資料，我們可以看到

執行緒池預設大小是 4。

當請求在 DNS 查詢階段耗時過長時，由於預設執行緒池過小，服務處理請求的速度跟請求數量遠遠不匹配，

為 1024。

可能會出現的問題

當請求在 DNS 查詢階段耗時過長時，由於預設執行緒池過小，服務處理請求的速度跟請求數量遠遠不匹配，

服務執行時間越長積壓的請求數連線數就越多。

關於預設快取

使用 DNS快取

本身不做 DNS 查詢結果的快取！！！

，Node。js

每次域名請求時都會請求 DNS Server

使用 DNS 快取

注意快取的過期時間

實現 DNS 快取的相關依賴

lookup-dns-cache

lookup-dns-cache 是很成熟的 DNS 快取庫，但比較古老：

他的思路比較簡單：

底層查詢使用了

dns.resolve() 來替換 dns.lookup

避免並行的 DNS請求存已經解析出來的 hostname 資訊

避免並行的 DNS 請求

。同一時間只執行一個對相同 hostname 的查詢請求，透過 Map 來實現

dns。resolve

與

dns。lookup

區別

透過官方文件可以看出：

dns.resolve 不使用 getaddrinfo()

dns.resolve 是非同步實現的

dns.resolve 不使用 析本地 hosts 檔案，直接走網路解析

詳情可以檢視：

示例程式碼

const { resolve， lookup } = require（‘dns’）；

lookup（‘preview4。xx。xx。com’， （err， address， family） => {

console。log（‘地址： %j 地址族： IPv%s’， address， family）； // 地址： “xxx。xxx。xx。xx” 地址族： IPv4

}）；

resolve（‘preview4。xx。xx。com’， （err， records） => {

console。log（records）； // undefined

}）；

preview4。xx。xx。com

是

本地 host 配置的域名

。

由於

dns.resolve() 不使用 getaddrinfo()，所以此時解析出來的地址為 undefined。

避免並行請求實現

利用 Map 對正在查詢的 hostname 做快取。查詢結束後從 Map 中刪除：

let task = this。_tasksManager。find（key）；

if （task） {

task。addResolvedCallback（callback）；

} else {

task = new ResolveTask（hostname， ipVersion）；

this。_tasksManager。add（key， task）；

task。on（‘addresses’， addresses => {

this。_addressCache。set（key， addresses）；

}）；

task。on（‘done’， （） => {

this。_tasksManager。done（key）；

}）；

task。addResolvedCallback（callback）；

task。run（）；

}

透過

ttl 的快取

透過 dns.reslove 方法設定 ttl:tru

這個庫，作者是 got 的作者 szmarczak。

判斷 hostname 還在快取且未過期時直接返回快取，否則進行查詢

/**

* @param {string} key

* @returns {Address［］|undefined}

*/

find（key） {

if （！this。_cache。has（key）） {

return；

}

const addresses = this。_cache。get（key）；

if （this。_isExpired（addresses）） {

return；

}

return addresses；

}

cacheable-lookup

在實際使用中，發現了

dns.resolve()無法解析本地 hosts 配置

的域名，單純使用

lookup-dns-cache

會導致本地開發環境出現報錯。

經過調研，發現了 cacheable-lookup 這個庫，作者是 got 的作者 szmarczak。

透過提交記錄我們可以看出，作者還在保持的對庫的持續更新。

對比 lookup-dns-cache

async queryAndCache（hostname） {

if （this。_hostnamesToFallback。has（hostname）） {

return this。_dnsLookup（hostname， all）；

}

let query = await this。_resolve（hostname）；

if （query。entries。length === 0 && this。_dnsLookup） {

query = await this。_lookup（hostname）；

if （query。entries。length ！== 0 && this。fallbackDuration > 0） {

// Use `dns。lookup（。。。）` for that particular hostname

this。_hostnamesToFallback。add（hostname）；

}

}

const cacheTtl = query。entries。length === 0 ？ this。errorTtl ： query。cacheTtl；

await this。_set（hostname， query。entries， cacheTtl）；

return query。entries；

}

透過原始碼我們可以看出

基於 ttl 的快取方法沒有解析成功時，會使用 lookup 方法進行兜底

，更符合我們

本地開發環境更改 hosts 檔案

的場景。

同時，這個庫也提供了

基於 ttl 的快取

、

阻止並行請求

等功能點。

於是，我們可以解決我們的問題了！

解決方案

在內網介面呼叫處統一增加

cacheable-lookup

進行 DNS 解析的快取。本文透過一個實際案例，剖析了 Node。js 中關於 DNS cache 的處理和進一步方案，希望對大家有所啟發，當然，相關話題仍然可以挖掘更深，實踐更深，後續我們將會繼續這方面的探索和輸出。

Happy coding！