3 tomcat原理

1.先明确三个基础概念（类比现实场景）

2.三者的联系：如何协同工作传输数据？

场景举例：你用手机（设备 A）给朋友发微信消息（应用程序：微信）

网卡：数据的 “搬运工”

• 手机的无线网卡（硬件）负责将微信的数据转化为无线信号（Wi-Fi）发送出去，或接收朋友发来的无线信号。
• 关键点：网卡是 “物理层” 设备，只负责传输数据，不关心数据属于哪个应用（微信、抖音等）。

IP 地址：数据的 “导航地址”

• 你的手机有一个 IP 地址（如：192.168.1.100），朋友的手机也有一个 IP 地址（如：192.168.1.101）。
• 当你发送微信消息时，数据会附带源 IP（你的手机 IP）和目标 IP（朋友的手机 IP），类似在信封上写 “寄件人地址” 和 “收件人地址”，确保数据能从你家（你的设备）送到朋友家（朋友的设备）。
• 关键点：IP 地址只能定位到 “设备”，但无法定位到设备中的具体应用（如：微信、浏览器）。

端口号：数据的 “房间门”

• 你的手机上，微信应用程序会占用一个端口号（如：随机分配的 50001），朋友的手机上，微信服务器会占用一个固定端口号（如：微信服务器的端口号 443）。
• 当数据到达朋友的手机时，手机会根据端口号判断：“这个数据是给微信的，应该送到微信的‘房间’里”。
• 关键点：端口号用于区分同一设备上的不同应用，类似同一栋楼里的不同 “房间号”（客厅、卧室等）。

3.核心逻辑：IP 和端口的 “组合寻址”

IP 地址：确定数据要到达的 “设备”（如：XX 小区 X 栋 X 单元）。

端口号：确定数据要交给设备中的 “哪个应用程序”（如：X 单元中的 “客厅” 还是 “书房”）。

二者组合：称为套接字（Socket），格式为 IP地址:端口号（如：192.168.1.100:50001），唯一标识网络中一个设备的某个应用程序。

举例：

你访问网站 www.baidu.com 时：

百度服务器的 IP 地址（如：14.215.177.38）定位到百度的服务器设备；

服务器的端口号（如：80 或 443，HTTP/HTTPS 协议默认端口）定位到 “网页服务” 应用程序，返回网页数据给你的浏览器（浏览器可能用随机端口号如 60001 接收数据）。

4.疑问解答

• 网卡和 IP 地址有什么关系？

网卡是硬件，IP 地址是逻辑地址。

一张网卡可以绑定多个 IP 地址（如：服务器网卡可配置多个 IP），但一个 IP 地址通常对应一张网卡（设备）。

类比：一个房子（网卡）可以有多个门牌号（IP 地址），但一个门牌号（IP）只能对应一个房子（网卡）。

• 端口号是固定的吗？

知名端口（0-1023）：固定分配给常用服务，如：

80：HTTP 网页服务

443：HTTPS 加密网页服务

21：FTP 文件传输服务

动态端口（1024-65535）：由操作系统动态分配给应用程序，如：你打开微信时，系统会随机分配一个端口号（如 50001）。

• 为什么需要端口号？不能用 IP 直接区分应用吗？

因为一台设备可能同时运行多个应用（如：微信、浏览器、QQ），IP 地址只能定位到设备，无法区分具体应用。

类比：你家的门牌号（IP）只能找到你家，但快递员要把包裹交给 “爸爸”（微信）还是 “妈妈”（QQ），需要看 “房间号”（端口号）。

5.总结：三者协作的 “三层逻辑”

• 物理层（网卡）：负责数据的物理传输（搬快递的 “运输车”）。
• 网络层（IP 地址）：负责规划数据传输的路径（快递的 “地址导航”）。
• 传输层（端口号）：负责将数据交付给正确的应用程序（快递的 “签收人”）。

通过这三层协作，网络中的数据才能准确、高效地从一个应用程序（如你的微信）传输到另一个应用程序（朋友的微信）。作为初学者，先记住 “IP 找设备，端口找应用，网卡负责搬数据” 这个核心逻辑即可，后续再深入学习网络协议（如 TCP/IP）会更容易理解！

1.网络通信基础

网卡是计算机连接网络的硬件设备，就像计算机与网络之间的 “桥梁” 。在网卡上，需要注册端口号，比如常见的 8080 端口常被 Tomcat 使用，3306 端口常被 MySQL 数据库使用等。端口号的作用是在同一设备上区分不同的网络应用程序，它和 IP 地址组合起来能唯一标识网络中的一个应用程序，就如同门牌号和房间号能确定具体的房间一样。

2.Tomcat 与网卡的连接

Tomcat 软件与网卡之间通过 Socket 进行绑定连接 。Socket 是网络上运行的程序之间双向通信链路的终结点，是应用程序与操作系统网络功能交互的桥梁。在这个过程中，采用 BIO（阻塞型 IO）方式 ，也就是阻塞监听。以服务器端为例，当使用ServerSocket创建监听套接字并调用accept()方法时，就进入阻塞监听状态。如果没有监听到客户端的数据连接请求，程序就会一直卡在accept()方法这里，处于等待状态，直到有客户端连接过来，才会继续往下执行，获取与客户端通信的Socket对象 ，然后进行后续的数据交互操作。

3.浏览器与服务器的通信过程

浏览器要与服务器进行通信，也得依靠网卡。浏览器把数据发送到本地网卡，然后通过计算机网络，数据到达服务器的网卡 。这个过程中，Socket 在其中起到保证通讯的作用。无论是浏览器与本地网卡，还是服务器网卡与 Tomcat 之间，都是通过 Socket 进行数据传输。即使浏览器和服务器不在同一台本地设备上，其通信原理也是一样的。当服务器网卡接收到数据后，Tomcat 会对数据进行 HTTP 信息解析 ，从中解析出 URL、端口、Cookie、method 等信息 。比如解析出的 URL 可以确定用户请求的是哪个资源，method 可以知道请求的类型（是 GET 请求还是 POST 请求等 ）。

4.Tomcat 中的项目与 Servlet

Tomcat 中运行的外部项目本质上就是一些文件夹 。这些文件夹里包含了多个 Servlet 文件，比如Aservlet.java、Bservlet.java等 。Servlet 是 Java 中用于处理 Web 请求和生成响应的组件，它们应继承 Servlet 接口，常见的如HttpServlet就继承了 Servlet 接口 。在 Tomcat 启动之前，会做一件重要的事情，就是设置 Servlet 路由。这个路由本质上是一个 HashMap ，它以键值对的形式存储数据。其中，键（K 值）为配置的 URL 地址，值（Value 值）为对应的 Servlet 对象 。当 Tomcat 启动时，会将项目中这些 Servlet 文件相关的信息加载进这个 HashMap 中 。例如，假设有一个Aservlet，它对应的访问 URL 是/项目名称/Aservlet ，那么在 HashMap 中就会有一条记录，键为/项目名称/Aservlet ，值为Aservlet这个对象。

5.URL 映射与请求处理

当浏览器发送一个请求到 Tomcat 服务器时，Tomcat 首先解析出请求中的 URL 和 method 等信息 。重点关注解析出的 URL，通过这个 URL，Tomcat 会在之前设置好的 Servlet 路由（即那个 HashMap ）中进行匹配。比如用户请求的 URL 是/项目名称/Aservlet ，Tomcat 就会拿着这个 URL 在 HashMap 中查找，找到键为/项目名称/Aservlet的记录，然后根据对应的值找到Aservlet对象，进而调用这个 Servlet 的相关方法来处理请求，比如doGet()或者doPost()方法 ，完成对用户请求的响应处理。

6.自定义 Servlet 与访问地址设置

在实际开发中，我们可以自己创建 Servlet。比如新建一个类，让它继承HttpServlet 。为了能让 Tomcat 识别这个 Servlet 的访问地址，我们需要使用@WebServlet注解 。在这个注解中写上对应的访问路径，比如@WebServlet("/aaaServlet") ，这里写的/aaaServlet就是这个 Servlet 的访问地址 ，它是整个 URL 拼图中的一部分。当项目启动后，Tomcat 会根据这个注解配置的地址，在 Servlet 路由的 HashMap 中进行相应的存储和管理 ，当有符合这个 URL 的请求到来时，就能准确找到对应的 Servlet 进行处理。 这样，从网络通信基础，到 Tomcat 与网卡的连接、浏览器和服务器的通信，再到 Tomcat 内部对项目和 Servlet 的管理以及请求处理，就形成了一个完整的 Web 应用处理流程。

1.@WebServlet 注解

@WebServlet 是一个注解 。注解就像是给代码做的标记 。@WebServlet 这个标记主要用来告诉 Web 服务器（比如 Tomcat ）这个 Servlet 类的一些配置信息，最重要的就是它的访问路径 。像 @WebServlet("/myFirstServlet") ，就表示这个 MyFirstServlet 类对应的 Servlet 可以通过 /myFirstServlet 这个路径来访问 。也就是说，当你在浏览器地址栏输入类似 http://localhost:8080/项目名/myFirstServlet （假设项目部署在本地 8080 端口 ）这样的地址时，Web 服务器就知道要找这个 MyFirstServlet 来处理请求。

2.路由

路由简单理解就是一种 “导航” 机制 。在 Web 应用里，当有很多个 Servlet 时（比如有处理用户登录的 Servlet、处理商品展示的 Servlet 等 ），Web 服务器需要知道每个请求该交给哪个 Servlet 去处理。就像你在一个城市里，要去不同的地方需要知道走哪条路，路由就是告诉 Web 服务器 “这个请求该走哪条路，该交给哪个 Servlet” 。

在 Tomcat 里，它用一个类似HashMap（一种数据结构，能存储键值对 ）的东西来做路由（如3.2中的图） 。@WebServlet 注解里配置的访问路径就是这个 HashMap 里的 “键” ，对应的 Servlet 类就是 “值” 。当有请求进来时，Web 服务器解析请求的 URL，然后在这个 HashMap 里找匹配的 “键” ，找到后就知道该让哪个 Servlet 去处理这个请求了 。

如果自己手写 Servlet 类，要用 @WebServlet 注解来配置这个 Servlet 的访问路径，这样 Web 服务器就能通过路由机制，准确找到这个 Servlet 来处理相应请求啦。