在 Java 中如何从 IP 反查 hostname
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最近在统计一个数据，原始数据是 IP 粒度，需要聚合为 hostname 公共前缀的粒度。其中涉及一个从 IP 反查 hostname 的操作，本质上就是 nslookup 提供的功能，在实现过程中发现 Java 提供的封装不太好用。
不过最终还是找到一个优雅的方法，顺便记个笔记。
1. InetAddress.getHostName
看了一些遗留代码和 stackoverflow 上的问答，查找 hostname 的操作基本都是这样实现：
InetAddress addr = InetAddress.getByName("192.168.190.62");
String host = addr.getHostName();
System.out.println(host);
InetAddress.getByName 方法接下来调用的是 getAllByName 方法，先看一下注释：
这个方法的用意是传入一个主机名返回一组 IP 地址，也就是正向 DNS 查询，对于传入 IP 地址的情况只是返回一个包装：
重点看 L1350，对于格式正确的 IPv4 地址返回 Inet4Address。
至于传入域名的情况（L1364），在
getAllByName0方法中通过 DNS 查询 IP 地址列表，这个流程跟本文无关暂且忽略。
接下来就是用返回的包装对象的 getHostName 方法查询：
由于构建的时候 hostName 为 null，所以接下来调用 getHostFromNameService 方法：
重点看 L659，通过 nameService.getHostByAddr 方法查 hostname，剩下的处理逻辑主要是一些安全检查，这里也不看了。
nameService 的初始化在 createNameService 方法中，未设置 jdk.net.hosts.file 系统参数的情况下构建的是 PlatformNameService。
getHostByAddr 方法接下来调的是 impl.getHostByAddr，至于 impl 根据是否支持 ipv6 提供了两个实现：Inet6AddressImpl 和 Inet4AddressImpl。
由于现在的系统基本都是支持 v6 的，所以接下来看一下 Inet6AddressImpl 中的实现：
在 unix 系统下调用的系统函数是 getnameinfo，虽然不太熟悉 linux 网络编程，但是搜了一下感觉这也是一个常用的函数。
getnameinfo 的局限性
这个方法很有效，但是有个局限性，在一个 IP 绑定多个 hostname 的时候，使用 nslookup 可以查到全部的 hostname，而使用 getnameinfo 只能查到一个 hostname。
在多个域名的情况下，使用 getnameinfo 获取的经常不是想要的主机名，而且还会发生变化，完全不能满足我们聚合统计数据的需求。
难道在 Java 中就没有对应 nslookup 的封装么？如果能获取到 hostname 列表就可以根据格式筛选出想要的主机名。
2. InitialDirContext.getAttributes
其实可以通过 Runtime.getRuntime().exec 执行 nslookup 命令获取 hostname 列表，缺点就是不太优雅，而且每次都要 fork 子进程。
所以继续搜索了一下，还真找到了一个方法：
public class NSLookup {
private static final String PTR = "PTR";
private static final String[] ATTR_IDS = { PTR };
private final InitialDirContext idc;
public NSLookup() throws NamingException {
Properties env = new Properties();
env.put(Context.INITIAL_CONTEXT_FACTORY, "com.sun.jndi.dns.DnsContextFactory");
idc = new InitialDirContext(env);
}
public String[] getHostnames(String ip) throws NamingException {
String arpaName = buildArpaName(ip);
Attributes attrs = idc.getAttributes(arpaName, ATTR_IDS);
Attribute attr = attrs.get(PTR);
if (attr == null) {
return null;
}
String[] hosts = new String[attr.size()];
for (int i = 0; i < attr.size(); i++) {
hosts[i] = attr.get(i).toString();
}
return hosts;
}
private String buildArpaName(String ip) {
String[] quads = ip.split("\\.");
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = quads.length - 1; i >= 0; i--) {
sb.append(quads[i]).append(".");
}
sb.append("in-addr.arpa.");
return sb.toString();
}
}
该方法的核心是 InitialDirContext，从注释的内容来看也就是执行目录操作的上下文封装。
DirContext 一看就是一个很抽象的名字，JDK 中提供了很多种实现，对于 IP 反查 hostname 的场景需要的是 DnsContext，所以在构建的时候将属性 Context.INITIAL_CONTEXT_FACTORY 设置为 "com.sun.jndi.dns.DnsContextFactory"，通过这个工厂类创建对应的 DnsContext。
宏观上来看接下来通过 DNS 的 PTR 记录反查即可，具体来说首先需要将 IP 转换为 in-addr.arpa 的形式，然后调用 getAttributes 方法执行查询，一步步跟下去最终调用的是 c_getAttributes 方法：
其中的 Resolver 就是对 DNS 访问的封装，默认超时时间 1000ms，重试次数为 4，也可以通过 "com.sun.jndi.dns.timeout.initial"、"com.sun.jndi.dns.timeout.retries" 配置.
再往下的细节是 DNS 交互了，就不往下看了。
3. 总结
Java 积累了这么多年，感觉还是很完善呀，各种主流功能都有比较优秀的封装。
