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如何用JAVA手写一个Tomcat

news 来源：原创 2025/5/23 14:14:50

一、初步理解Tomcat

Tomcat是什么？

Tomcat 是一个开源的 轻量级 Java Web 应用服务器，核心功能是 运行 Servlet/JSP。

Tomcat的核心功能？

Servlet 容器：负责加载、实例化、调用和销毁 Servlet。

HTTP 服务器：监听端口（默认 8080），解析 HTTP 请求，封装 HTTP 响应。

JSP 支持：将 JSP 文件编译为 Servlet 执行。

线程池管理：并发处理多个请求，提高性能。

二、Servlet的原理

Servlet框架

三、什么是socket

Socket（套接字）是计算机网络中用于进程间通信的核心技术，它允许不同主机或同一主机上的不同程序通过网络交换数据

Socket 是什么？

定义：Socket 是操作系统提供的抽象接口，本质上是通信的端点（Endpoint）。它封装了底层网络协议（如TCP/IP或UDP）的复杂性，提供了一组简单的API【API（Application Programming Interface，应用程序编程接口） 是软件系统之间交互的桥梁，定义了如何请求服务、传递数据以及返回结果的规则。】供应用程序使用。
关键要素：
- IP地址：标识网络中的主机。
- 端口号：标识主机上的具体服务（如HTTP默认80端口）。
- 协议：如TCP（可靠连接）或UDP（无连接）。

端口是逻辑抽象概念，并非物理硬件。

端口是操作系统用来区分不同网络服务的数字标识（范围0~65535）。

网卡（硬件）负责收发数据，而端口由操作系统通过协议栈（如TCP/IP）管理。

Socket 是软件技术，不是物理硬件。

Socket的作用

跨网络通信：使不同设备上的进程能够交换数据（例如浏览器与服务器交互）。
支持多种协议：可通过TCP、UDP等协议传输数据。
双向通信：建立连接后，双方可同时发送和接收数据。
灵活性：可用于构建各种网络应用（如Web服务器、聊天软件、文件传输等）。

为什么 Tomcat 需要 Socket？

Tomcat 是一个基于Java的Web服务器和Servlet容器，其核心功能依赖Socket实现：

HTTP请求处理：
- 当用户访问网站时，浏览器通过Socket（TCP连接）向Tomcat发送HTTP请求。
- Tomcat监听8080端口（默认），通过Socket接收请求数据，解析后交给Servlet处理。
- 处理完成后，再通过Socket将HTTP响应返回给浏览器。
连接管理：
- Tomcat使用ServerSocket监听端口，等待客户端连接。
- 每收到一个请求，Tomcat会创建一个新的Socket连接（或复用线程池中的连接）处理该请求，实现高并发。
协议支持：
- 除了HTTP/1.1（基于TCP Socket），Tomcat还支持HTTP/2、WebSocket等，这些协议最终都依赖Socket实现数据传输。

Tomcat 中的 Socket 工作流程

四、Tomcat框架及代码

网卡上需要注册端口号。

通过searchClassUtil类能获取类的全路径------>>根据全路径名生成类对象（反射）------>>获取类信息

public class HttpServletRequest {private String method;private String url;//............public String getMethod() {return method;}public void setMethod(String method) {this.method = method;}public String getUrl() {return url;}public void setUrl(String url) {this.url = url;}
}

public class HttpServletResponse {//输出流private OutputStream outputStream;public HttpServletResponse(OutputStream outputStream){this.outputStream = outputStream;}/*** 返回动态资源* @param context*/public void write(String context) throws IOException {//System.out.println(context);outputStream.write(context.getBytes());}/*** 返回静态资源*/public void writeHtml(String path) throws Exception {String resourcesPath = FileUtil.getResoucePath(path);File file = new File(resourcesPath);if(file.exists()){//静态文件存在System.out.println("静态文件存在");FileUtil.writeFile(file,outputStream);}else {System.out.println("静态文件不存在");write(ResponseUtil.getResponseHeader404());}}}


/*** tomcat路由*/
public class TomcatRoute {public static HashMap<String, HttpServlet> routes = new HashMap<>();static {List<String> paths  = SearchClassUtil.searchClass();  //获取全路径名//根据全路径名称生成类对象for (String path: paths) {try {Class clazz = Class.forName(path);  //生成类对象WDServlet webServlet = (WDServlet) clazz.getDeclaredAnnotation(WDServlet.class);routes.put(webServlet.url(), (HttpServlet) clazz.getDeclaredConstructor().newInstance());} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}}


public interface servlet {public void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException;
}

public abstract class HttpServlet implements servlet {public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {}public void doPost(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response){}@Overridepublic void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {if(request.getMethod().equals("GET")){doGet(request,response);}else if(request.getMethod().equals("POST")){doPost(request,response);}}
}


@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface WDServlet {String url() default "";
}


@WDServlet(url = "/myServlet")
public class MyFirstServlet extends HttpServlet {@Overridepublic void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {super.doPost(request, response);}@Overridepublic void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {System.out.println("Hello World");response.write(ResponseUtil.getResponseHeader200("hello world  hhhhh"));}
}


@WDServlet(url = "/insert")
public class InsertServlet extends HttpServlet {@Overridepublic void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)  throws IOException {System.out.println("我是insert......");}@Overridepublic void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {super.doPost(request, response);}
}

@WDServlet(url = "/delete")
public class DeleteServlet extends HttpServlet {@Overridepublic void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {super.doPost(request, response);}@Overridepublic void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {super.doGet(request, response);}
}

/*** tomcat主启动类*/
public class MyTomcat {static HashMap<String, HttpServlet> routes = TomcatRoute.routes; //tomcat路由\/*** 分发器*/public  void dispatch(HttpServletRequest request ,HttpServletResponse response) throws IOException {HttpServlet servlet = routes.get(request.getUrl());  //if(servlet!=null){ //说明请求的就是我们的servletservlet.service(request,response);}}/*** socket 启动* @throws IOException*/public  void start() throws IOException {ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(4700);  //1.指定监听的端口号//2.对端口进行监听while (true){Socket socket = serverSocket.accept();//阻塞监听//3.打开输入流，解析客户端发来的内容InputStream inputStream = socket.getInputStream(); //输入流HttpServletRequest request = new HttpServletRequest();BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));  //将字节流转换成字符流String str = reader.readLine();request.setMethod(str.split("\\s")[0]);request.setUrl(str.split("\\s")[1]);//4.打开输出流OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();HttpServletResponse response = new HttpServletResponse(outputStream);dispatch(request,response);}}//socketpublic static void main(String[] args) throws IOException {MyTomcat myTomcat = new MyTomcat();myTomcat.start();}
}