以上程序在for循环结构中创建PortProcessor对象,PortProcessor类是线程类,其关键的Socket在public void run()方法中实现。此程序比第一个单线程的程序运行效率提高很多倍,几乎在几秒钟内得出结果。
以上程序在for循环结构中创建PortProcessor对象,PortProcessor类是线程类,其关键的Socket在public void run()方法中实现。此程序比第一个单线程的程序运行效率提高很多倍,几乎在几秒钟内得出结果。所以可见多线程处理是何等的重要。
程序(java PortScannerMultiThread 10.1.1.100 1 1000)运行结果如下:
The port 25 is opened at 10.1.1.100
The port 42 is opened at 10.1.1.100
The port 88 is opened at 10.1.1.100
...
仔细对第2个程序分析,不难发现其中的问题:创建的线程个数是不固定的,取决于输入的第二和第三个参数。如果扫描1~100端口,那么主线程就产生100个线程来分别处理;如果扫描1~10000端口,主线程就会产生10000个线程来进行处理。在JVM中创建如此多的线程同样会带来性能上的问题,因为线程的创建和消失都是需要花费系统资源的。所以以上的第二个程序也存在明显的不足。
所以,我们需要一个确定数量的线程在JVM中运行,这样就需要了解“线程池”(ThreadPool)的概念。线程池在多线程程序设计中是比不可少的,而且初学者不太容易掌握,下面通过对线程池的介绍,结合第3和第4个程序,引出两种常用的线程池模型。
第一种实现线程池的方法是:创建一个”池“,在”池“中增加要处理的数据对象,然后创建一定数量的线程,这些线程对”池“中的对象进行处理。当”池“是空的时候,每个线程处于等待状态;当往”池“里添加一个对象,通知所有等待的线程来处理(当然一个对象只能有一个线程来处理)。
第二种方法是:同样创建一个”池“,但是在”池“中放的不是数据对象,而是线程,可以把”池“中的一个个线程比喻成一个个”工人“,当没有任务的时候,”工人“们严阵以待;当给”池“添加一个任务后,”工人“就开始处理并直到处理完成。
在第3个程序中,定义了List类型的entries作为“池”,这个“池”用来保存需要扫描的端口,List中的元素必须是Object类型,不能用基本数据类型int往池里添加,而需要用使用Integer。在processMethod()方法中,首先就启动一定数量的PortThread线程,同时在while循环中通过entries.add(0, new Integer(port))往“池”里添加对象。在PortThread类的run()方法中通过entry = (Integer)entries.remove(entries.size()-1);取得“池”中的对象,转换成int后传递给Socket构造方法。
第3个程序如下:
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
import java.io.IOException;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.Collections;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
public class PortScanner {
private List entries = Collections.synchronizedList(new LinkedList()); //这个”池“比较特别
int numofthreads;
static int port;
int beginport;
int endport;
InetAddress remote = null;
public boolean isFinished(){
if(port >= endport){
return true;
}else{
return false;
}
}
PortScanner(InetAddress addr, int beginport, int endport, int numofthreads){
this.remote = addr;
this.beginport = beginport;
this.endport = endport;
this.numofthreads = numofthreads;
}
public void processMethod(){
for(int i = 0; i < numofthreads; i++){ //创建一定数量的线程并运行
Thread t = new PortThread(remote, entries, this);
t.start();
}
port = beginport;
while(true){
if(entries.size() > numofthreads){
try{
Thread.sleep(1000); //”池“中的内容太多的话就sleep
}catch(InterruptedException ex){
}
continue;
}
synchronized(entries){
if(port > endport) break;
entries.add(0, new Integer(port)); //往”池“里添加对象,需要使用int对应的Integer类
entries.notifyAll();
port++;
}
}
}
public static void main(String[] args) {
String host = null;
int beginport = 1;
int endport = 65535;
int nThreads = 100;
try{
host = args[0];
beginport = Integer.parseInt(args[1]);
endport = Integer.parseInt(args[2]);
nThreads = Integer.parseInt(args[3]);
if(beginport <= 0 || endport >= 65536 || beginport > endport){
throw new Exception("Port is illegal");
}
}catch(Exception e){
System.out.println("Usage: java PortScannerSingleThread host beginport endport nThreads");
System.exit(0);
}
try{
PortScanner scanner = new PortScanner(InetAddress.getByName(host), beginport, endport, nThreads);
scanner.processMethod();
}catch(UnknownHostException ex){
}
}
}
class PortThread extends Thread{
private InetAddress remote;
private List entries;
PortScanner scanner;
PortThread(InetAddress add, List entries, PortScanner scanner){
this.remote = add;
this.entries = entries;
this.scanner = scanner;
}
public void run(){
Integer entry;
while(true){
synchronized(entries){
while(entries.size() == 0){
if(scanner.isFinished()) return;
try{
entries.wait(); //”池“里没内容就只能等了
}catch(InterruptedException ex){
}
}
entry = (Integer)entries.remove(entries.size()-1); //把”池“里的东西拿出来进行处理
}
Socket s = null;
try{
s = new Socket(remote, entry.intValue());
System.out.println("The port of " + entry.toString() + " of the remote " + remote +" is opened.");
}catch(IOException e){
}finally{
try{
if(s != null) s.close();
}catch(IOException e){
}
}
}
}
}
查看本文来源