1. 概述
使用Java进行端口扫描是一种枚举目标机器的开放或活动端口的方法。目标主要是列出开放的端口，以便了解当前正在运行的应用程序和服务。
在本教程中，我们将解释如何使用Java开发一个简单的端口扫描应用程序，我们可以使用它来扫描主机中的开放端口。
2. 什么是计算机端口？
计算机端口是一个逻辑实体，可以将特定服务与连接相关联。此外，端口由1到65535之间的整数标识。按照惯例，前1024个保留用于标准服务，例如：
- 端口20：FTP
- 端口23：远程登录
- 端口25：SMTP
- 端口80：HTTP
端口扫描器的想法是创建一个TCP套接字并尝试连接到特定端口。如果成功建立连接，那么我们会将此端口标记为打开，否则，我们会将其标记为关闭。
但是，在65535个端口中的每一个上建立连接最多可能需要每个端口200毫秒。这听起来时间不多，但加起来，一个一个扫描一台主机的所有端口，需要相当长的时间。
为了解决性能问题，我们将使用多线程方法。与尝试按顺序连接到每个端口相比，这可以大大加快该过程。
3. 实现
为了实现我们的程序，我们创建了一个函数portScan()，它有两个参数作为输入：
- ip：要扫描的IP地址；它相当于本地主机的127.0.0.1
- nbrPortMaxToScan：要扫描的最大端口数；如果我们想扫描所有端口，这个数字相当于65535
3.1 实现
让我们看看我们的portScan()方法是什么样的：
public void runPortScan(String ip, int nbrPortMaxToScan) throws IOException {
ConcurrentLinkedQueue openPorts = new ConcurrentLinkedQueue<>();
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(poolSize);
AtomicInteger port = new AtomicInteger(0);
while (port.get() < nbrPortMaxToScan) {
final int currentPort = port.getAndIncrement();
executorService.submit(() -> {
try {
Socket socket = new Socket();
socket.connect(new InetSocketAddress(ip, currentPort), timeOut);
socket.close();
openPorts.add(currentPort);
System.out.println(ip + " ,port open: " + currentPort);
} catch (IOException e) {
System.err.println(e);
}
});
}
executorService.shutdown();
try {
executorService.awaitTermination(10, TimeUnit.MINUTES);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
List openPortList = new ArrayList<>();
System.out.println("openPortsQueue: " + openPorts.size());
while (!openPorts.isEmpty()) {
openPortList.add(openPorts.poll());
}
openPortList.forEach(p -> System.out.println("port " + p + " is open"));
}
我们的方法返回一个包含所有开放端口的列表。为此，我们创建一个新的Socket对象用作两个主机之间的连接器。如果连接成功建立，那么我们假设端口是打开的，在这种情况下我们继续下一行。另一方面，如果连接失败，则我们假设端口已关闭并抛出SocketTimeoutException，我们被抛出到异常catch块。
3.2 多线程
为了优化扫描目标机器所有65535个端口所需的时间，我们将并行运行我们的方法。我们使用ExecutorService，它封装了一个线程池和一个要执行的任务队列。池中的所有线程仍在运行。
该服务检查队列中是否要处理任务，如果是，则撤回任务并执行。任务执行后，线程再次等待服务从队列中为其分配新任务。
此外，我们使用具有10个线程的FixedThreadPool，这意味着该程序将最多并行运行10个线程。我们可以根据我们的机器配置和容量调整这个池的大小。
4. 总结
在这个快速教程中，我们解释了如何使用Java套接字和多线程方法开发一个简单的端口扫描应用程序。
与往常一样，本教程的完整源代码可在GitHub上获得。
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