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DNS缓存实现计划

问题分析

当前DNS缓存只支持内存缓存，需要扩展为支持文件缓存或内存缓存两种方式，并添加缓存大小和TTL限制。

实现目标

• 支持文件缓存和内存缓存两种模式
• 支持设置缓存大小（MB），0表示不缓存
• 支持设置最大和最小TTL
• 保持原有的LRU缓存机制
• 支持持久化存储（文件缓存模式）
• 确保线程安全

实现方案

1. 修改配置结构

• 在DNSConfig中添加：
  • CacheMode：缓存模式，可选值："memory"（内存缓存）或"file"（文件缓存）
  • CacheSize：缓存大小（MB），0表示不缓存
  • MaxCacheTTL：最大缓存TTL（分钟）
  • MinCacheTTL：最小缓存TTL（分钟）
  • CacheFilePath：缓存文件路径（文件缓存模式使用）

2. 重构缓存实现

• 创建CacheItem结构：包含响应、过期时间、大小等信息
• 创建CacheInterface接口：定义缓存的基本操作
• 实现MemoryCache：基于内存的LRU缓存
• 实现FileCache：基于文件的缓存，使用内存缓存+定期持久化

3. 缓存大小管理

• 为每个缓存项计算大小
• 维护总缓存大小计数器
• 当超过最大缓存大小时，淘汰最久未使用的项
• 支持设置0表示不缓存

4. TTL管理

• 支持设置最大和最小TTL
• 解析响应时，取响应TTL、最大TTL、最小TTL的合理值
• 确保缓存项不会无限期缓存

5. 文件缓存实现

• 内存缓存作为主缓存
• 定期将内存缓存持久化到文件
• 启动时从文件加载缓存
• 支持缓存文件的压缩和优化

6. 缓存策略

• LRU淘汰算法
• 定期清理过期缓存
• 支持缓存项大小计算
• 支持缓存统计

实现步骤

1. 修改配置

   • 在config/config.go中扩展DNSConfig结构
   • 添加默认值处理

2. 实现缓存接口

   • 在dns/cache.go中定义CacheInterface
   • 实现CacheItem结构

3. 实现内存缓存

   • 实现MemoryCache结构
   • 实现LRU淘汰逻辑
   • 实现缓存大小管理

4. 实现文件缓存

   • 实现FileCache结构，包装MemoryCache
   • 实现定期持久化逻辑
   • 实现从文件加载缓存

5. 集成到DNS服务器

   • 修改dns/server.go中的缓存初始化
   • 根据配置选择缓存模式
   • 传递正确的缓存参数

6. 添加统计和监控

   • 支持获取缓存统计信息
   • 支持手动清理缓存

技术要点

• 缓存大小计算：计算每个DNS响应的大小
• TTL处理：合理处理不同来源的TTL值
• 文件格式：使用JSON或二进制格式，平衡性能和可读性
• 并发安全：使用读写锁保护缓存操作
• 错误处理：优雅处理文件IO错误
• 性能优化：减少文件IO次数，使用批量操作

预期效果

• 灵活的缓存配置选项
• 支持不同场景的缓存需求
• 提高DNS解析性能
• 减少对上游DNS服务器的依赖
• 支持缓存持久化
• 更好的资源管理