搭建Tomcat（一）---Socket&ServerSocket

目录

引入1

引入2--socket

流程

Socket（应用程序之间的通讯保障）

网卡(计算机之间的通讯保障)

端口

端口号

实例

client端

解析

server端

解析

相关方法

问题1：ServerSocket和Socket有什么关系？

ServerSocket

Socket

关系和作用总结

问题2：ServerSocket和Socket的区别？

一、构造方法与参数

二、核心方法

三、通信过程

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引入1

Tomcat是一个开源的Java Web服务器和Servlet容器，它遵循Servlet和JavaServer Pages（JSP）规范。Tomcat的架构主要包含两个核心组件：连接器（Connector）和容器（Container）。

那么Tomcat究竟是做什么的呢？--- 服务器开发

简而言之，一句话总结，tomcat就是一个用来 承载项目的web容器**。**

众所周知，我们自己创建的项目是不能随意访问的。

要想让网络能够随意访问这些项目，就要把它们丢进tomcat中。

上面将项目丢进tomcat的操作 ，就是实现其中配置的项目接受http请求。

使用tomcat的过程，就是实现以下路径的转变：

经过上述简单概念，对tomcat的作用和概念有了简单的了解，接下来引入另一个重要概念：Socket。

引入2--socket

如下的关系图是两个应用程序（或两台计算机）之间传输数据的构造图：

流程

简述不同计算机程序之间是如何互传信息的流程：

本台应用程序A输出一些数据信息，并且通过socket传输给本台操作系统对数据进行处理后变成由0和1组成的二进制数据流信号，进而被本台的网卡通过计算机网络（WiFi等）传输给另一台计算机的网卡接收，经另一台计算机的操作系统处理信息后，通过socket传输给应用程序B上展示。

以上就是一个完整的工作流程。

Socket（应用程序之间的通讯保障）

Socket（套接字）是网络通信中的一个抽象接口，它提供了进程间通信的端点。**Socket允许同一台计算机或不同计算机上的应用程序通过网络进行通信，实现了跨网络的进程间通信。**Socket不仅包含了IP地址和端口号等通信信息，还提供了数据传输和接收的接口。通过Socket，应用程序可以建立网络连接、发送和接收数据，实现网络通信的各种功能。

（每个Socket都对应一个来源，多个socket对应多个来源；Socket会一直保存来源线程，我们只需要通过Response直接返回到socket上即可！）

网卡(计算机之间的通讯保障)

网卡通常安装在计算机的主板插槽中，或者通过USB、PCIe等接口与计算机连接。它的主要功能是实现计算机与网络之间的数据交换，即将计算机内部的数据通过网络传输到外部，同时将外部网络的数据传输到计算机内部。

简而言之，网卡就是相互之间通过计算机网络 接收和发送0101这种信息的一种物理硬件。

端口

端口是网络通信中的逻辑接口，用于区分不同的服务和应用进程。每个端口都有一个唯一的标识符，即端口号 ，用于标识特定的服务或应用进程。当计算机通过网络发送数据时，数据会被封装成数据包，并标记上目标端口号，以便接收端能够正确识别和处理。端口的作用在于确保数据能够准确地被发送到目标服务或应用进程，实现网络通信的精确性和可靠性。

端口号

1. 作用：端口号用于唯一标识一个网络服务或应用程序。当计算机接收到一个数据包时，它会检查数据包中的目标端口号，并将数据包发送到监听该端口的服务或应用程序。
2. 范围：端口号的范围通常是0到65535。其中，0到1023是系统保留端口，通常被用于常见的网络服务，如HTTP（80端口）、HTTPS（443端口）、FTP（21端口）等。这些端口通常被系统或管理员保留，不建议普通用户随意使用。1024到65535是用户端口或动态端口，可以由用户根据需要自由分配。

如下，就是一个对端口号应用的例子：

通过端口号实现一台计算机上不同网络服务或应用程序的区分，以保证数据信息能够准确无误的传输。

实例

下面来实现客户端向服务端发送信息，以及服务端接收到并且输出的代码：

client端

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintStream;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //客户端只需要从本地IP地址向指定的端口去发送
        Socket socket=new Socket("127.0.0.1",8080);
        //打开输出流--准备传送数据
        OutputStream outputStream=socket.getOutputStream();
        //创建输出流类型的流数据类型参数
        PrintStream printStream=new PrintStream(outputStream);
        Scanner in=new Scanner(System.in);
        String x=in.nextLine();//获取一行的数据
        printStream.println(x);
        printStream.close();
        in.close();
    }
}

解析

接下来开始解析上述的代码：

Socket socket=new Socket("127.0.0.1",8080);

"127.0.0.1"是本地IP，8080是一个端口号，这一条表示声明一个Socket对象，用于建立本地客户端与服务器之间的连接，通过8080端口。

 OutputStream outputStream=socket.getOutputStream();

通过Socket对象的getOutputStream()方法获取输出流；这个输出流用于向服务器发送数据

 PrintStream printStream=new PrintStream(outputStream);

创建一个PrintStream对象，将OutputStream作为参数传入（将将 OutputStream 包装成 PrintStream）

为什么使用PrintStream?

PrintStream提供了丰富的打印方法，使得向输出流写入数据变得更加方便，（如 print(), println(), printf() 等），这些方法可以自动将参数转换为字符串并写入到输出流中,同时，PrintStream还提供自动刷新功能，每次写入后都会自动调用 flush() 方法，确保数据被及时发送到输出流。
客户端的输出流一定要使用PrintStream吗？

1. 如果数据是纯字节数据 （如图像、音频文件等），那么直接使用 OutputStream 的 write() 方法就足够了，不需要将 OutputStream 包装成 PrintStream。

2. 如果数据是文本数据 ，并且需要格式化输出（如添加换行符、格式化数字等），那么使用 PrintStream 会更加便捷。

3. 在客户端向服务器发送文本数据时 ，虽然可以直接使用 OutputStream 的 write(byte[] b, int off, int len) 方法来发送字符串的字节表示（通过字符串的 getBytes() 方法获取字节数组），但这样做需要手动处理字符串的编码和转换，而且不方便添加换行符等文本格式。因此，使用 PrintStream 可以简化这些操作。

Scanner in=new Scanner(System.in);
String x=in.nextLine();//获取一行的数据

键盘输出一行作为传送信息

 printStream.println(x);
 printStream.close();
 in.close();

使用PrintStream的println()方法将用户输入的字符串发送到服务器；其中println()方法会在字符串末尾自动添加换行符，并将其写入到输出流中。

完成这一切后，关闭scanner和printStream。

server端

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class Server {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        run();
    }
    public static void run() throws IOException {
        ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(8080); //0~65535监听接口
        while(true){//一直等待客户端连接（无限循环）
            //无限循环就意味着需要做出解除方法
            Socket socket= serverSocket.accept();//接收到client信息后，将获取的请求初始化给Socket（阻塞监听）
            //输出客户端给我们发来的程序
            InputStream inputStream=socket.getInputStream(); //打开输入流-接收输入的信息--并赋值给inputStream
            int count=0;
            while(count==0){
                count= inputStream.available(); //获取可读出的字节数
            }
            byte[] bytes=new byte[count]; //开辟适合大小的byte数组
            inputStream.read(bytes);// 从输入流中读取数据到byte数组
            String context=new String(bytes);//将输入流转化为字符串输出
            System.out.println(context);
        }
    }
}

解析

接下来开始解析上述的代码：

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);

创建一个监听端口8080的ServerSocket实例。端口号8080是任选的，但必须是0到65535之间的有效端口。

while (true)服务器持续运行，等待客户端连接。

Socket socket = serverSocket.accept();

accept方法会阻塞（暂停执行），直到一个客户端连接到服务器。一旦有连接，它就返回一个Socket实例，用于与该客户端通信。

 //输出客户端给我们发来的程序
            InputStream inputStream=socket.getInputStream(); //打开输入流-接收输入的信息--并赋值给inputStream
            int count=0;
            while(count==0){
                count= inputStream.available(); //获取可读出的字节数
            }
            byte[] bytes=new byte[count]; //开辟适合大小的byte数组
            inputStream.read(bytes);// 从输入流中读取数据到byte数组
            String context=new String(bytes);//将输入流转化为字符串输出
            System.out.println(context);

• InputStream inputStream = socket.getInputStream();：从客户端连接获取输入流，用于读取客户端发送的数据（创建输入流）。
• int count = 0; while (count == 0) { count = inputStream.available(); }：这段代码读取输入流中可用的字节数。
• byte[] bytes = new byte[count];：根据available()返回的字节数创建一个字节数组。
• inputStream.read(bytes);：从输入流中读取数据到字节数组。
• String context = new String(bytes);：将字节数组转换为字符串。方便下一步输出。
• System.out.println(context);：在控制台上打印从客户端接收到的字符串。

相关方法

通过上述的讲解和应用，罗列了以下问题：

问题1：ServerSocket和Socket有什么关系？

ServerSocket

ServerSocket 类位于 java.net 包中，它用于创建一个服务器端套接字，该套接字可以监听来自客户端的连接请求。服务器通过绑定到一个特定的端口来等待客户端的连接。一旦有客户端尝试连接到该端口，ServerSocket 就会接受这个连接，并返回一个新的 Socket 实例，该实例代表了服务器与客户端之间的通信链路。

ServerSocket 的主要作用包括：

1. 监听端口：服务器绑定到一个特定的端口，等待客户端的连接请求。
2. 接受连接 ：通过 accept() 方法阻塞等待，直到一个客户端连接请求到达。
3. 返回通信链路 ：一旦连接建立，accept() 方法会返回一个 Socket 对象，用于后续的通信。

Socket

Socket 类同样位于 java.net 包中，它代表了一个客户端套接字，或者是一个服务器与客户端之间已经建立的通信链路（在服务器端，这个 Socket 对象是由 ServerSocket 的 accept() 方法返回的）。Socket 提供了输入流和输出流，用于在客户端和服务器之间发送和接收数据。

Socket 的主要作用包括：

1. 建立连接 ：客户端通过 Socket 类的构造函数或 connect() 方法尝试连接到服务器。
2. 获取输入/输出流 ：通过 getInputStream() 和 getOutputStream() 方法获取用于读取和写入数据的流。
3. 通信：使用输入/输出流与服务器进行通信，发送和接收数据。
4. 关闭连接 ：通过 close() 方法关闭与服务器的连接。

关系和作用总结

• ServerSocket 用于服务器端，负责监听端口和接受客户端的连接请求。
• Socket 用于客户端（或者服务器端与客户端之间的通信链路），负责建立连接、发送和接收数据。
• 服务器端通过 ServerSocket 接受连接后，会返回一个 Socket 对象，该对象用于与客户端进行后续的通信。
• 客户端通过 Socket 连接到服务器后，同样获得一个 Socket 对象（这个对象在客户端创建时就已经获得），用于与服务器进行通信。

问题2：ServerSocket和Socket的区别？

一、构造方法与参数

1. Socket

   • 常见的构造方法有：
     • Socket(String host, int port)：创建一个Socket并连接到指定主机上的指定端口。
     • Socket(InetAddress address, int port)：创建一个Socket并连接到指定IP地址和端口。

2. ServerSocket

   • 常见的构造方法有：
     • ServerSocket(int port)：创建一个绑定到指定端口的ServerSocket实例。
     • ServerSocket(int port, int backlog)：创建一个绑定到指定端口的ServerSocket实例，并设置客户端连接请求队列的长度。
     • ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr)：创建一个绑定到指定端口和IP地址的ServerSocket实例，并设置客户端连接请求队列的长度。

二、核心方法

1. Socket

   • connect(SocketAddress endpoint)：连接到服务器。
   • getInputStream()：获取输入流，用于从服务器接收数据。
   • getOutputStream()：获取输出流，用于向服务器发送数据。

2. ServerSocket

   • accept()：监听并接受客户端的连接。此方法会阻塞，直到有客户端连接为止。一旦连接建立，它会返回一个新的Socket对象，表示与客户端的连接。
   • getLocalPort()：获取服务器套接字绑定的本地端口。
   • isClosed()：检查ServerSocket是否已关闭。

三、通信过程

1. Socket

   • 客户端创建一个Socket对象，指定服务器地址和端口。
   • 客户端通过Socket对象的输出流向服务器发送数据。
   • 客户端通过Socket对象的输入流接收服务器的响应。

2. ServerSocket

   • 服务器创建一个ServerSocket对象，监听指定的端口。
   • 服务器调用ServerSocket对象的accept()方法，等待客户端的连接请求。
   • 一旦有客户端连接到服务器，ServerSocket会创建一个Socket对象与客户端进行通信。
   • 服务器通过Socket对象的输入流接收客户端发送的数据。
   • 服务器通过Socket对象的输出流发送响应给客户端。