搭建Tomcat（一）---SocketServerSocket

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

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

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。
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？

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。

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。

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。

运行1：

在client端借用socket输出流时（这个方法毋庸置疑，毕竟这两段代码的本质目的就是为了这个）

我在客户端输入“你好！”

将在服务器端接收到“你好！”

运行2

我在浏览器输入：

也能在服务端拦截到这个信息（这是因为服务器一直在拦截识别8080端口的信息，不管出自哪里，所用通路是一样的）：

相关问题

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：

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。
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。
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：

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。
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。
通信：使用输入/输出流与服务器进行通信，发送和接收数据。
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

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。

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

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。

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

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。

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。