CN115794356B - 基于ssh服务器的多线程同步连接处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多线程同步数据处理技术领域，特别涉及一种基于SSH服务器的多线程同步连接处理方法，包括：将读取、修改和保存变量值的线程作为整体操作；调用java的util.concurrent.atomic包中提供的多线程同步工具类，采用工具类创建原子类型变量；采用监视器进行线程实时监视，对管理容器中封装的事务处理线程的数据集进行并行处理。本发明通过使用原子变量实现线程同步，不需要重新调度回原线程，可以使线程同步得到简化，从而降低消耗资源。

Description

基于SSH服务器的多线程同步连接处理方法

技术领域

本发明涉及多线程同步数据处理技术领域，特别涉及一种基于SSH服务器的多线程同步连接处理方法。

背景技术

Secure Shell(SSH) 是由 IETF(The Internet Engineering Task Force)制定的建立在应用层基础上的安全网络协议，SSH协议是应用层协议。它是专为远程登录会话(甚至可以用Windows远程登录Linux服务器进行文件互传)和其他网络服务提供安全性的协议，SSH协议可有效弥补网络中的漏洞。通过SSH，可以把所有传输的数据进行加密，也能够防止DNS欺骗和IP欺骗。还有一个额外的好处就是传输的数据是经过压缩的，所以可以加快传输的速度。目前已经成为Linux系统的标准配置。

线程（thread）包含在进程之中，是操作系统能够进行运算调度的最小单位，也是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。线程同步是指同一进程中的多个线程互相协调工作从而达到一致性。之所以需要线程同步，是因为多个线程同时对一个数据对象进行修改操作时，可能会对数据造成破坏。

多线程同步的安全一般是基于Lock机制实现的，但受到Lock的性能影响，monitorenter与monitorexit这两个控制多线程同步的bytecode是依赖操作系统互斥（mutex）来实现的；但是互斥会导致线程挂起，并在较短的时间内又需要重新调度回原线程，导致较为消耗资源。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于SSH服务器的多线程同步连接处理方法，包括以下步骤：

S100：将读取、修改和保存变量值的线程作为整体操作；

S200：调用java的util.concurrent.atomic包中提供的多线程同步工具类，采用工具类创建原子类型变量；

S300：采用监视器进行线程实时监视，对管理容器中封装的事务处理线程的数据集进行并行处理。

可选的，在S200步骤中，创建原子类型变量的方式如下：

S210：创建具有常量性和原子性的原子类型，包含字段和属性；

S220：添加一个构造函数，在这个构造函数中为对象的所有字段赋值；将属性中的set访问器删除掉，同时将字段声明为只读；

S230：在构造函数和Get访问器中对对象的字段进行深度复制。

可选的，在S300步骤中，在管理容器中设置以原子方式增加的计数器，计数器采用AtomicInteger 表用原子方式更新int值；允许处理机遇数字类的工具和实用工具进行统一访问。

可选的，在S300步骤中，基于已连接节点，阻塞队列采用先进先出的顺序控制，添加元素时，若阻塞队列满则阻塞，返回阻塞队列中的元素个数，移除并返回阻塞队列的队头元素，若阻塞队列空则在阻塞队列的队尾添加一个元素。

可选的，在S300步骤中，进行线程实时监视包括：

S310：将过滤器设置为任何数据字段，捕获操作的输入和输出参数，通过过滤器进行非破坏性过滤；

S320：捕获包括映像路径、命令行、用户和会话 ID的进程信息，捕获每个操作的线程堆栈；

S330：采用进程树工具显示在监视中引用的进程的关系，进行进程提示，并保存日志记录。

可选的，在S300步骤中，在进行线程实时监视时，若发现事务处理线程异常，则通过异常事务回滚尝试解决，解决成功时进行数据提交。

可选的，在SSH服务器进行线程连接时，进行加密算法、密钥交换算法和完整性校验处理；

其中，加密算法采用对称加密和非对称加密：在认证用户连接时采用非对称加密，在用户连接之后开始数据传输时采用对称加密。

可选的，数据传输时采用AES算法进行对称加密，在加解密中，每轮密钥都由种子密钥经过密钥扩展算法形成，密钥扩展算法中的明文、密文和轮子密钥采用矩阵表示。

可选的，在S300步骤中，在管理容器中配置有线程分配规则，数据集进行并行处理的过程包括：

将事务处理线程的数据集加载到内存中；

若监视器发现事务处理线程出现阻塞，则从内存中读取数据集；

根据线程分配规则从数据集中识别出待处理数据；

将待处理数据加入缓冲区，事务处理线程由缓冲区获取待处理数据进行线程处理。

可选的，在S310步骤中，捕获操作中的非破坏性过滤包括：

首先，对数据进行归一化处理；

其中，通过计算皮尔逊卡方值来表示不同列数据的相关系数；

最后，若两列数据的相关系数大于预设的相关阈值，则对两列数据选择其中一列作为捕获数据。

本发明的基于SSH服务器的多线程同步连接处理方法，通过将读取、修改和保存变量值的线程作为整体操作，调用java的util.concurrent.atomic包中提供的多线程同步工具类，采用工具类创建原子类型变量，使用原子变量实现线程同步，采用监视器进行线程实时监视，利用工具类和原子类型变量对线程的数据集进行并行处理，不需要重新调度回原线程，可以使线程同步得到简化，从而降低消耗资源。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种基于SSH服务器的多线程同步连接处理方法流程图；

图2为本发明的基于SSH服务器的多线程同步连接处理方法实施例中采用的创建原子类型变量的方式流程图；

图3为本发明的基于SSH服务器的多线程同步连接处理方法实施例中进行线程实时监视的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例提供了一种基于SSH服务器的多线程同步连接处理方法，包括以下步骤：

S100：将读取、修改和保存变量值的线程作为整体操作；

S200：调用java的util.concurrent.atomic包中提供的多线程同步工具类，采用工具类创建原子类型变量；

S300：采用监视器进行线程实时监视，对管理容器中封装的事务处理线程的数据集进行并行处理。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过将读取、修改和保存变量值的线程作为整体操作，调用java的util.concurrent.atomic包中提供的多线程同步工具类，采用工具类创建原子类型变量，使用原子变量实现线程同步，采用监视器进行线程实时监视，利用工具类和原子类型变量对线程的数据集进行并行处理，不需要重新调度回原线程，可以使线程同步得到简化，从而降低消耗资源。

在一个实施例中，在S200步骤中，创建原子类型变量的方式如下：

S210：创建具有常量性和原子性的原子类型，包含字段和属性；

S220：添加一个构造函数，在这个构造函数中为对象的所有字段赋值；将属性中的set访问器删除掉，同时将字段声明为只读；

S230：在构造函数和Get访问器中对对象的字段进行深度复制。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案创建类型的目的是存储一组相关的数据，若数据量不是很大的时候，将它声明为Struct比Class会获得更高的效率；将原子类型声明为具有原子性和常量性，可以避免可能出现的数据不一致问题；通过在构造函数和Get访问器中，对对象的字段进行深度复制，例如在Get访问器中创建一个新的数组，并将Address对象本身的数组内容进行了拷贝，然后返回给调用者，此时，再次运行前面的代码，由于变量指向了新创建的这个数组对象，而非Address对象内部的数组对象，所以对于变量的修改将不再影响，可以避免在类型的外部修改类型内部数据。

在一个实施例中，在S300步骤中，在管理容器中设置以原子方式增加的计数器，计数器采用AtomicInteger 表用原子方式更新int值；允许处理机遇数字类的工具和实用工具进行统一访问。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过计数器的int值更新进行线程调配控制的计量，通过允许处理机遇数字类的工具和实用工具进行统一访问，能够实现线程处理的加速，提高线程处理效率。

在一个实施例中，在S300步骤中，基于已连接节点，阻塞队列采用先进先出的顺序控制，添加元素时，若阻塞队列满则阻塞，返回阻塞队列中的元素个数，移除并返回阻塞队列的队头元素，若阻塞队列空则在阻塞队列的队尾添加一个元素。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案在多线程处理的协调方面，采用阻塞队列控制，阻塞队列以“先进先出”的顺序控制方式，根据阻塞队列满是否存在阻塞，制定是否在阻塞队列的队尾添加元素，通过该控制方式，能够实现多线程同步的协调性。

在一个实施例中，在S300步骤中，进行线程实时监视包括：

S310：将过滤器设置为任何数据字段，捕获操作的输入和输出参数，通过过滤器进行非破坏性过滤；

S320：捕获包括映像路径、命令行、用户和会话 ID的进程信息，捕获每个操作的线程堆栈；

S330：采用进程树工具显示在监视中引用的进程的关系，进行进程提示，并保存日志记录。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案在捕获操作的输入和输出参数时，采用过滤器进行字段非破坏性过滤的方式进行捕获，可以在保障线程的完整，同时捕获进程信息和每个操作的线程堆栈，可以由此得到进程的关系，实现了线程的实时监视；采用进程树工具显示能够直观反映进程情况，通过进程提示进行全程掌控，若存在问题可以及时响应并处理；通过采用日志记录保存，能够便于需要时进行查询。

在一个实施例中，在S300步骤中，在进行线程实时监视时，若发现事务处理线程异常，则通过异常事务回滚尝试解决，解决成功时进行数据提交。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案对于实时监视中发现的线程异常，通过异常事务回滚方式尝试解决，解决成功时进行数据提交，可以自动修正线程处理，进一步提高线程处理效率和准确性。

在一个实施例中，在SSH服务器进行线程连接时，进行加密算法、密钥交换算法和完整性校验处理；

其中，加密算法采用对称加密和非对称加密：在认证用户连接时采用非对称加密，在用户连接之后开始数据传输时采用对称加密。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案在SSH服务器进行线程连接时，进行加密算法、密钥交换算法和完整性校验处理，可以提高线程处理的安全性；加密算法采用对称加密和非对称加密结合，非对称加密有一对密钥即公钥和私钥，使用公钥对数据加密，加密之后使用私钥去解密，采用这种方式进行用户连接认证能够保障密钥本身的安全性；在此基础上，数据传输采用对称加密，可以利用对称加密的加密强度高特点，使得加密数据很难破解，能够提高数据传输的安全性。

在一个实施例中，数据传输时采用AES算法进行对称加密，在加解密中，每轮密钥都由种子密钥经过密钥扩展算法形成，密钥扩展算法中的明文、密文和轮子密钥采用矩阵表示。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案数据传输的对称加密采用AES算法进行，方案加密算法的安全性强，密钥建立时间短、灵敏性好以及内存需求低，占用资源少，不会降低线程处理效率。

在一个实施例中，密钥扩展算法包括矩阵的列混合变换，若密钥字节较长则拆分为多个16个字节组，例如可以将128字节拆分为8个16个字节组，每个16个字节组采用一个4×4矩阵表示，列混合变换后矩阵中第j列(1 ≤j≤4)的列元素混合式如下：

上式中，表示列混合变换后矩阵中第1行第j列的元素；表示列混合变换后矩阵中第2行第j列的元素；表示列混合变换后矩阵中第3行第j列的元素；表示列混合变换后矩阵中第4行第j列的元素；表示列混合变换前矩阵中第1行第j列的元素；表示列混合变换前矩阵中第2行第j列的元素；表示列混合变换前矩阵中第3行第j列的元素；表示列混合变换前矩阵中第4行第j列的元素。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案对每轮密钥都在密钥扩展算法中采用矩阵的列混合变换进行密钥处理，提高密钥的安全性；若密钥包含的字节较长，采用字节组拆分简化变换运算过程，提高运算效率；通过将各字节组以矩阵表示，结合采用上述算法进行列混合变换运算，实现密钥扩展，保障加密后数据的安全。

在一个实施例中，在S300步骤中，在管理容器中配置有线程分配规则，数据集进行并行处理的过程包括：

将事务处理线程的数据集加载到内存中；

若监视器发现事务处理线程出现阻塞，则从内存中读取数据集；

根据线程分配规则从数据集中识别出待处理数据；

将待处理数据加入缓冲区，事务处理线程由缓冲区获取待处理数据进行线程处理。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过将事务处理线程的数据集加载到内存中，用于在事务处理线程出现阻塞进行读取，结合线程分配规则从读取的数据集中识别出待处理数据并加入缓冲区，供事务处理线程获取进行线程处理，可以防止阻塞对线程处理效率的不利影响，能够保障线程处理的连续性，从而保障线程处理速度，提高效率。

在一个实施例中，在S310步骤中，捕获操作中的非破坏性过滤包括：

首先，对数据进行归一化处理；

其中，通过计算皮尔逊卡方值来表示不同列数据的相关系数；

最后，若两列数据的相关系数大于预设的相关阈值，则对两列数据选择其中一列作为捕获数据。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案在捕获操作中的非破坏性过滤时，通过归一化处理使得数据特征具有相同的度量尺度，从而加速后续运算速度；采用皮尔逊卡方值作为相关系数，皮尔逊卡方的卡方值能够反映两个对象值之间的偏离程度；通过相关系数对范围敏感性，将其与预设的相关阈值对比，若相关系数大于预设的相关阈值，表示两列数据高度相关，几乎可以视为等同，因此，仅选择其中一个不会对捕获操作的结果造成较大影响，捕获操作的可靠性仍然在可控范围内，而通过这种过滤方式捕获的数据量减少，使得占用资源减少，在结果可靠的基础上，一方面节省运算资源，另一方面提高了效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种基于SSH服务器的多线程同步连接处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100：将读取、修改和保存变量值的线程作为整体操作；

S200：调用java的util.concurrent.atomic包中提供的多线程同步工具类，采用工具类创建原子类型变量；

S300：采用监视器进行线程实时监视，对管理容器中封装的事务处理线程的数据集进行并行处理；在管理容器中配置有线程分配规则，数据集进行并行处理的过程包括：

将事务处理线程的数据集加载到内存中；

若监视器发现事务处理线程出现阻塞，则从内存中读取数据集；

根据线程分配规则从数据集中识别出待处理数据；

将待处理数据加入缓冲区，事务处理线程由缓冲区获取待处理数据进行线程处理；

在S300步骤中，进行线程实时监视包括：

S310：将过滤器设置为任何数据字段，捕获操作的输入和输出参数，通过过滤器进行非破坏性过滤；

S320：捕获包括映像路径、命令行、用户和会话 ID的进程信息，捕获每个操作的线程堆栈；

S330：采用进程树工具显示在监视中引用的进程的关系，进行进程提示，并保存日志记录。

2.根据权利要求1所述的基于SSH服务器的多线程同步连接处理方法，其特征在于，在S200步骤中，创建原子类型变量的方式如下：

S210：创建具有常量性和原子性的原子类型，包含字段和属性；

S220：添加一个构造函数，在这个构造函数中为对象的所有字段赋值；将属性中的set访问器删除掉，同时将字段声明为只读；

S230：在构造函数和Get访问器中对对象的字段进行深度复制。

3.根据权利要求1所述的基于SSH服务器的多线程同步连接处理方法，其特征在于，在S300步骤中，在管理容器中设置以原子方式增加的计数器，计数器采用AtomicInteger 表用原子方式更新int值；允许处理机遇数字类的工具和实用工具进行统一访问。

4.根据权利要求1所述的基于SSH服务器的多线程同步连接处理方法，其特征在于，在S300步骤中，基于已连接节点，阻塞队列采用先进先出的顺序控制，添加元素时，若阻塞队列满则阻塞，返回阻塞队列中的元素个数，移除并返回阻塞队列的队头元素，若阻塞队列空则在阻塞队列的队尾添加一个元素。

5.根据权利要求1所述的基于SSH服务器的多线程同步连接处理方法，其特征在于，在S300步骤中，在进行线程实时监视时，若发现事务处理线程异常，则通过异常事务回滚尝试解决，解决成功时进行数据提交。

6.根据权利要求1所述的基于SSH服务器的多线程同步连接处理方法，其特征在于，在SSH服务器进行线程连接时，进行加密算法、密钥交换算法和完整性校验处理；

其中，加密算法采用对称加密和非对称加密：在认证用户连接时采用非对称加密，在用户连接之后开始数据传输时采用对称加密。

7.根据权利要求6所述的基于SSH服务器的多线程同步连接处理方法，其特征在于，数据传输时采用AES算法进行对称加密，在加解密中，每轮密钥都由种子密钥经过密钥扩展算法形成，密钥扩展算法中的明文、密文和轮子密钥采用矩阵表示。

8.根据权利要求1所述的基于SSH服务器的多线程同步连接处理方法，其特征在于，在S310步骤中，捕获操作中的非破坏性过滤包括：

首先，对数据进行归一化处理；

其中，通过计算皮尔逊卡方值来表示不同列数据的相关系数；

最后，若两列数据的相关系数大于预设的相关阈值，则对两列数据选择其中一列作为捕获数据。

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