C#单线程和多线程的应用比较：端口扫描器

暮雪千

于 2021-11-24 21:19:32 发布

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文章标签： 1024程序员节网络 http

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_45874317/article/details/121524529

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本文通过创建一个端口扫描器项目，对比了单线程和多线程在扫描速度上的差异。在单线程实现中，由于加载速度较慢，而在多线程实现中，扫描速度显著提升。多线程编程是现代应用程序的常见选择，但需注意线程间控件操作可能导致的问题，C#中通常使用委托来解决这一挑战。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

创建

创建一个新的项目

然后开始设置窗口

table × 4个
textbox × 4个
progressBar × 1 个
button × 1个

设置成如图样式

二、端口扫描器单线程

代码

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
using System.Net.Sockets;
using System.Threading;

namespace Port_Scanning
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }
        

        //主机地址
        private string hostAddress;
        //起始端口
        private int start;
        //终止端口
        private int end;
        //端口号
        private int port;
        //定义线程对象
        private Thread scanThread;
        

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                //初始化
                textBox4.Clear();
                label5.Text = "0%";
                //获取ip地址和始末端口号
                hostAddress = textBox1.Text;
                start = Int32.Parse(textBox2.Text);
                end = Int32.Parse(textBox3.Text);
                if (decideAddress())
                {
                    //让输入的textbox只读，无法改变
                    textBox1.ReadOnly = true;
                    textBox2.ReadOnly = true;
                    textBox3.ReadOnly = true;
                    //设置进度条的范围
                    progressBar1.Minimum = start;
                    progressBar1.Maximum = end;
                    //显示框显示
                    textBox4.AppendText("端口扫描器 v1.0.0" + Environment.NewLine + Environment.NewLine);
                    //调用端口扫描函数
                    PortScan();
                }
                else
                {
                    //若端口号不合理，弹窗报错
                    MessageBox.Show("输入错误，端口范围为[0-65536]!");
                }
            }
            catch
            {
                //若输入的端口号为非整型，则弹窗报错
                MessageBox.Show("输入错误，端口范围为[0-65536]!");
            }
        }

        private bool decideAddress()
        {
            //判断端口号是否合理
            if ((start >= 0 && start <= 65536) && (end >= 0 && end <= 65536) && (start <= end))
                return true;
            else
                return false;
        }

        private void PortScan()
        {
            double x;
            string xian;
            //显示扫描状态
            textBox4.AppendText("开始扫描...（可能需要请您等待几分钟）" + Environment.NewLine + Environment.NewLine);
            //循环抛出线程扫描端口
            for (int i = start; i <= end; i++)
            {
                x = (double)(i - start + 1) / (end - start + 1);
                xian = x.ToString("0%");
                port = i;
                //调用端口i的扫描操作
                Scan();
                //进度条值改变
                label5.Text = xian;
                label5.Refresh();
                progressBar1.Value = i;
            }
            textBox4.AppendText(Environment.NewLine + "扫描结束！" + Environment.NewLine);
            //输入框textbox只读属性取消
            textBox1.ReadOnly = false;
            textBox2.ReadOnly = false;
            textBox3.ReadOnly = false;
        }

        private void Scan()
        {
            int portnow = port;
            //创建TcpClient对象，TcpClient用于为TCP网络服务提供客户端连接
            TcpClient objTCP = null;
            try
            {
                //用于TcpClient对象扫描端口
                objTCP = new TcpClient(hostAddress, portnow);
                //扫描到则显示到显示框
                textBox4.AppendText("端口 " + port + " 开放！" + Environment.NewLine);
            }
            catch
            {
                //未扫描到，则会抛出错误
            }
        }
    }
}

运行结果

127.0.0.1代替自己的主机，不能用自己的主机地址

由于加载的太慢了，就不放动图了

三、端口扫描器多线程

将单线程的代码改一下，变为多线程的

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
using System.Net.Sockets;
using System.Threading;

namespace Port_Scanning
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
            //不进行跨线程检查
            CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;
        }

        //主机地址
        private string hostAddress;
        //起始端口
        private int start;
        //终止端口
        private int end;
        //端口号
        private int port;
        //定义线程对象
        private Thread scanThread;
        //定义端口状态数据（开放则为true，否则为false）
        private bool[] done = new bool[65526];
        private bool OK;

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                //初始化
                textBox4.Clear();
                label5.Text = "0%";
                //获取ip地址和始末端口号
                hostAddress = textBox1.Text;
                start = Int32.Parse(textBox2.Text);
                end = Int32.Parse(textBox3.Text);
                if (decideAddress())
                {
                    textBox1.ReadOnly = true;
                    textBox2.ReadOnly = true;
                    textBox3.ReadOnly = true;
                    //创建线程，并创建ThreadStart委托对象
                    Thread process = new Thread(new ThreadStart(PortScan));
                    process.Start();
                    //设置进度条的范围
                    progressBar1.Minimum = start;
                    progressBar1.Maximum = end;
                    //显示框显示
                    textBox4.AppendText("端口扫描器 v1.0.0" + Environment.NewLine + Environment.NewLine);
                }
                else
                {
                    //若端口号不合理，弹窗报错
                    MessageBox.Show("输入错误，端口范围为[0-65536]!");
                }
            }
            catch
            {
                //若输入的端口号为非整型，则弹窗报错
                MessageBox.Show("输入错误，端口范围为[0-65536]!");
            }
        }

        private bool decideAddress()
        {
            //判断端口号是否合理
            if ((start >= 0 && start <= 65536) && (end >= 0 && end <= 65536) && (start <= end))
                return true;
            else
                return false;
        }

        private void PortScan()
        {
            double x;
            string xian;
            //显示扫描状态
            textBox4.AppendText("开始扫描...（可能需要请您等待几分钟）" + Environment.NewLine + Environment.NewLine);
            //循环抛出线程扫描端口
            for (int i = start; i <= end; i++)
            {
                x = (double)(i - start + 1) / (end - start + 1);
                xian = x.ToString("0%");
                port = i;
                //使用该端口的扫描线程
                scanThread = new Thread(new ThreadStart(Scan));
                scanThread.Start();
                //使线程睡眠
                System.Threading.Thread.Sleep(100);
                //进度条值改变
                label5.Text = xian;
                progressBar1.Value = i;
            }
            while (!OK)
            {
                OK = true;
                for (int i = start; i <= end; i++)
                {
                    if (!done[i])
                    {
                        OK = false;
                        break;
                    }
                }
                System.Threading.Thread.Sleep(1000);
            }
            textBox4.AppendText(Environment.NewLine + "扫描结束！" + Environment.NewLine);
            textBox1.ReadOnly = false;
            textBox2.ReadOnly = false;
            textBox3.ReadOnly = false;
        }

        private void Scan()
        {
            int portnow = port;
            //创建线程变量
            Thread Threadnow = scanThread;
            //扫描端口，成功则写入信息
            done[portnow] = true; 
            //创建TcpClient对象，TcpClient用于为TCP网络服务提供客户端连接
            TcpClient objTCP = null;
            try
            {
                //用于TcpClient对象扫描端口
                objTCP = new TcpClient(hostAddress, portnow);
                //扫描到则显示到显示框
                textBox4.AppendText("端口 " + port + " 开放！" + Environment.NewLine);
            }
            catch
            {
                //未扫描到，则会抛出错误
            }
        }
    }
}

运行结果