飘逸的python - 写个端口扫描器及各种并发尝试(多线程/多进程/gevent/futures)

端口扫描器原理很简单，无非就是操作socket，能connect就认定这个端口开放着。

import socket
def scan(port):
    s = socket.socket()
    if s.connect_ex(('localhost', port)) == 0:
        print port, 'open'
    s.close()
if __name__ == '__main__':
    map(scan,range(1,65536))

这样一个最简单的端口扫描器出来了。

等等喂，半天都没反应，那是因为socket是阻塞的，每次连接要等很久才超时。

我们自己给它加上的超时。

s.settimeout(0.1)

再跑一遍，感觉快多了。

多线程版本

import socket
import threading
def scan(port):
    s = socket.socket()
    s.settimeout(0.1)
    if s.connect_ex(('localhost', port)) == 0:
        print port, 'open'
    s.close()

if __name__ == '__main__':
    threads = [threading.Thread(target=scan, args=(i,)) for i in xrange(1,65536)]
    map(lambda x:x.start(),threads)

运行一下，哇，好快，快到抛出错误了。thread.error: can't start new thread。

想一下，这个进程开启了65535个线程，有两种可能，一种是超过最大线程数了，一种是超过最大socket句柄数了。在linux可以通过ulimit来修改。

如果不修改最大限制，怎么用多线程不报错呢？

加个queue,变成生产者-消费者模式,开固定线程。

多线程+队列版本

import socket
import threading
from Queue import Queue
def scan(port):
    s = socket.socket()
    s.settimeout(0.1)
    if s.connect_ex(('localhost', port)) == 0:
        print port, 'open'
    s.close()

def worker():
    while not q.empty():
        port = q.get()
        try:
            scan(port)
        finally:
            q.task_done()

if __name__ == '__main__':
    q = Queue()
    map(q.put,xrange(1,65535))
    threads = [threading.Thread(target=worker) for i in xrange(500)]
    map(lambda x:x.start(),threads)
    q.join()

这里开500个线程，不停的从队列取任务来做。

multiprocessing+队列版本

总不能开65535个进程吧？还是用生产者消费者模式

import multiprocessing
def scan(port):
    s = socket.socket()
    s.settimeout(0.1)
    if s.connect_ex(('localhost', port)) == 0:
        print port, 'open'
    s.close()

def worker(q):
    while not q.empty():
        port = q.get()
        try:
            scan(port)
        finally:
            q.task_done()

if __name__ == '__main__':
    q = multiprocessing.JoinableQueue()
    map(q.put,xrange(1,65535))
    jobs = [multiprocessing.Process(target=worker, args=(q,)) for i in xrange(100)]
    map(lambda x:x.start(),jobs)

注意这里把队列作为一个参数传入到worker中去，因为是process safe的queue，不然会报错。

还有用的是JoinableQueue()，顾名思义就是可以join()的。

gevent的spawn版本

from gevent import monkey; monkey.patch_all();
import gevent
import socket
...
if __name__ == '__main__':
    threads = [gevent.spawn(scan, i) for i in xrange(1,65536)]
    gevent.joinall(threads)

注意monkey patch必须在被patch的东西之前import,不然会Exception KeyError.比如不能先import threading,再monkey patch.

gevent的Pool版本

from gevent import monkey; monkey.patch_all();
import socket
from gevent.pool import Pool
...
if __name__ == '__main__':
    pool = Pool(500)
    pool.map(scan,xrange(1,65536))
    pool.join()

concurrent.futures版本

import socket
from Queue import Queue
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor
...
if __name__ == '__main__':
    q = Queue()
    map(q.put,xrange(1,65536))
    with ThreadPoolExecutor(max_workers=500) as executor:
        for i in range(500):
            executor.submit(worker,q)

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