探索Socket的定义以及Tomcat如何运用Socket机制有效接收并处理客户端请求

1.套接字(socket)概念

  套接字(socket)是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，远程主机的IP地址，远程进程的协议端口。

   应用层通过传输层进行数据通信时，TCP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个TCP协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接，许多计算机操作系统为应用程序与TCP/IP协议交互提供了套接字(Socket)接口。应用层可以和传输层通过Socket接口，区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信，实现数据传输的并发服务。

2.TCP/IP、Http、Socket 三者的关系 

  我们在传输数据时，可以只使用(传输层)TCP/IP协议，但是那样的话，如果没有应用层，便无法识别数据内容，如果想要使传输的数据有意义，则必须使用到应用层协议（应用程序用来生成数据），应用层协议有很多，比如HTTP、FTP、TELNET等，也可以自己定义应用层协议。WEB使用HTTP协议作应用层协议，以封装HTTP文本信息，然后使用TCP/IP做传输层协议将它发到网络上。

  HTTP是轿车，提供了封装或者显示数据的具体形式; Socket是发动机，提供了网络通信的能力。实际上，传输层的TCP是基于网络层的IP协议的，应用层HTTP协议又是基于传输层的TCP协议；Socket本身不算是协议，就像上面所说，它只是提供了一个针对TCP或者UDP编程的接口。 创建Socket连接时，可以指定使用的传输层协议，Socket可以支持不同的传输层协议(TCP或UDP)，当使用TCP协议进行连接时，该Socket连接就是一个TCP连接。

  Http基于TCP/IP 协议的一种更上层协议（应用层），也可以使用Socket去建立一个TCP连接，socket 是实现tcp一套接口，有create、listen、connect、accept、send、read和write等基础的函数提供，方便我们更好的来实现tcp网络传输。其具体关系如下图：

  Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。真正实现Tcp协议进行服务器之间数据的传输是由操作系统来完成的，但是操作系统不可能让应用程序直接调用，这样会存在安全性问题，所以封装出了Socket接口，来实现解耦。

3.Tomcat如何利用socket接受客户端数据

  Tomcat一般都是用来接受数据的，浏览器通过应用层http协议【http协议属于应用层其不关心底层传输方式，只关注数据的格式，这样服务器之前使用相同协议才能将数据按照某种格式正确解析出来】建立socket将数据发送到Tomcat所在的服务器，Tomcat就会可以通过socket接口从操作系统中将数据取出来。如下图：

4.利用 Socket 建立网络连接

  建立 Socket 连接至少需要一对套接字，其中一个运行于客户端，称为ClientSocket ，另一个运行于服务器端，称为ServerSocket 套接字之间的连接过程分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。

 1、服务器监听：服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态，等待客户端的连接请求。

    2、客户端请求：指客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的地址和端口号，然后就向服务器端套接字提出连接请求。

    3、连接确认：当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时，就响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发给 客户端，一旦客户端确认了此描述，双方就正式建立连接。而服务端套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求。

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