目录
- 0 引言
- 1 HTTP基本知识
- 1.1 请求类型
- 1.2 HTTP请求报文格式
- 1.3 HTTP响应报文格式
- 1.4 拓展:GET vs POST 请求方法
- GET请求
- 请求报文:
- 响应报文
- POST请求
- 请求报文
- 响应报文
- 其他注意事项
- 示例:
- GET请求示例
- POST请求示例
- 2 实战
- 2.1 QtNetwork模块介绍
- 2.2 编程实现HTTP客户端
- 2.3 编程实现HTTP服务器
- 🙋♂️ 作者:海码007
- 📜 专栏:C++专栏
- 💥 标题:【QT HTTP】使用QtNetwork模块制作基于HTTP请求的C/S架构
- ❣️ 寄语:书到用时方恨少,事非经过不知难。
- 🎈 最后:文章作者技术和水平有限,如果文中出现错误,希望大家能指正!
0 引言
- 最近项目涉及到网络HTTP相关内容,需要处理客户端发送的POST、GET等请求。所以本文使用QT的QtNetwork模块来实现一个简单的发送POST、GET请求的客户端,然后响应POST、GET请求的服务器。
- 本文涉及到一些HTTP的基本知识,可以参考博主之前的文章:计算机网络HTTP协议
1 HTTP基本知识
1.1 请求类型
HTTP(Hypertext Transfer Protocol)协议 定义了多种请求方法,也称为HTTP请求类型或HTTP动词。这些请求方法表示客户端希望对特定资源执行的操作。以下是常见的HTTP请求类型、其功能和应用场景:
-
GET:
- 功能: 用于从服务器获取指定资源的信息。请求的参数通常附在URL后面,通过查询字符串传递。
- 应用场景: 用于查看网页、下载文件、获取数据等。是幂等的,不应该对服务器产生影响。(我们输入一个网址,其实就是从服务器获得一个HTML文件,然后浏览器内核再根据其将内容绘制出来)
-
POST:
- 功能: 用于向服务器提交数据,通常用于表单提交。请求的参数通常包含在请求体中。
- 应用场景: 用于创建新资源、提交表单数据、上传文件等。可能对服务器产生影响。不是幂等的,多次相同的POST请求可能产生不同的结果。
-
PUT:
- 功能: 用于向服务器上传新资源,或者更新已存在的资源。请求的参数通常包含在请求体中。
- 应用场景: 用于创建或更新资源。是幂等的,多次相同的PUT请求应该产生相同的结果。
-
DELETE:
- 功能: 用于请求服务器删除指定的资源。
- 应用场景: 用于删除指定资源。是幂等的,多次相同的DELETE请求应该产生相同的结果。
-
PATCH:
- 功能: 用于对资源进行部分更新。请求的参数通常包含在请求体中,表示对资源的局部修改。
- 应用场景: 用于对资源进行局部更新,而不是替换整个资源。
-
HEAD:
- 功能: 类似于GET请求,但服务器只返回响应头,不返回实体主体。常用于检查资源的元信息,如是否存在、是否已经修改等。
- 应用场景: 用于获取资源的头部信息,而不需要获取整个资源的内容。
-
OPTIONS:
- 功能: 用于获取目标资源支持的通信选项。客户端可以通过这个方法了解服务器支持的方法。
- 应用场景: 用于确定服务器支持的方法,以及支持的头信息等。
-
TRACE:
- 功能: 用于在目标服务器上执行一个消息环回测试,客户端发送的请求会在最终的服务器上返回,用于诊断和调试。
- 应用场景: 主要用于网络诊断,通常不会在实际应用中直接使用。
选择适当的HTTP请求类型取决于具体的操作和业务需求。每种请求类型都有其独特的功能和应用场景,使其适用于不同的情境。
1.2 HTTP请求报文格式
HTTP请求报文是客户端发送给服务器的文本信息,包含请求的各种参数和头信息。它的基本格式如下:
<Method> <Request-URI> <HTTP-Version>
<Headers><Optional Request Body>
其中,各部分的含义如下:
<Method>
:HTTP请求方法,例如GET、POST、PUT等。<Request-URI>
:请求的资源标识符,通常是一个URL。<HTTP-Version>
:使用的HTTP协议版本,例如HTTP/1.1。<Headers>
:包含多行的头部信息,每行都包含一个头字段和对应的值。<Optional Request Body>
:可选的请求体,用于包含请求时需要发送的数据,例如POST请求中的表单数据。
以下是一个具体的例子:
GET /index.html HTTP/1.1
Host: www.example.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64; rv:99.0) Gecko/20100101 Firefox/99.0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8
Accept-Language: en-US,en;q=0.5
Connection: keep-alive
Upgrade-Insecure-Requests: 1
在这个例子中:
- 请求方法是GET。
- 请求的资源标识符是
/index.html
。 - 使用的HTTP协议版本是HTTP/1.1。
- 请求头部包含了
Host
、User-Agent
、Accept
等字段,每个字段都以<header-name>: <header-value>
的形式呈现。 - 由于GET请求通常不包含请求体,因此没有
<Optional Request Body>
部分。
对于包含请求体的请求,例如POST请求,请求体会紧随请求头部,并用一个空行分隔。例如:
POST /submit-form HTTP/1.1
Host: www.example.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64; rv:99.0) Gecko/20100101 Firefox/99.0
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 23username=johndoe&password=123
在这个例子中,请求体包含了表单数据username=johndoe&password=123
,并通过Content-Type
头字段指定了数据的格式。
1.3 HTTP响应报文格式
HTTP响应报文是服务器返回给客户端的文本信息,包含了服务器对客户端请求的响应。其基本格式如下:
<HTTP-Version> <Status-Code> <Reason-Phrase>
<Headers><Optional Response Body>
其中,各部分的含义如下:
<HTTP-Version>
:使用的HTTP协议版本,例如HTTP/1.1。<Status-Code>
:一个三位数的状态码,表示服务器对请求的处理结果。<Reason-Phrase>
:状态码的文本描述,描述了状态码的原因。<Headers>
:包含多行的头部信息,每行都包含一个头字段和对应的值。<Optional Response Body>
:可选的响应体,用于包含服务器返回给客户端的数据。
以下是一个具体的例子:
HTTP/1.1 200 OK
Date: Mon, 15 Nov 2023 12:00:00 GMT
Server: Apache
Content-Type: text/html
Content-Length: 1234
Connection: keep-alive<html><head><title>Hello, World!</title></head><body><h1>Welcome to my website!</h1></body>
</html>
在这个例子中:
- 使用的HTTP协议版本是HTTP/1.1。
- 状态码是200,表示请求成功。
- 原因短语是"OK",为状态码的文本描述。
- 响应头部包含了
Date
、Server
、Content-Type
等字段。 - 由于这是一个简单的HTML响应,响应体包含了一个HTML文档。
对于包含响应体的响应,例如HTML页面、JSON数据等,响应体会紧随响应头部,并用一个空行分隔。响应体的格式和内容取决于服务器的实际响应。
1.4 拓展:GET vs POST 请求方法
GET和POST请求在HTTP中的请求报文和响应报文中有一些区别,这主要涉及到数据的传递方式和一些特定的语义约定。
GET请求
请求报文:
- 参数传递: GET请求的参数通常附在URL的查询字符串中,通过
?
和&
符号进行连接,例如:http://example.com/resource?param1=value1¶m2=value2
。 - 请求体: GET请求通常没有请求体,因为它用于请求资源,而不是向服务器提交数据。
响应报文
- 响应体: GET请求的响应体包含了服务器返回的资源数据。
POST请求
请求报文
- 参数传递: POST请求的参数通常包含在请求体中,而不是在URL中,特别是用于提交表单数据或上传文件等场景。
- 请求体: POST请求的请求体包含了客户端提交给服务器的数据。
响应报文
- 响应体: POST请求的响应体包含了服务器对提交的数据的处理结果。
其他注意事项
- 安全性: POST请求的数据包含在请求体中,相对于GET请求,POST请求具有更好的安全性,因为它不会在URL中明文传递敏感信息。
- 幂等性: GET请求是幂等的,多次相同的GET请求应该产生相同的结果。POST请求是非幂等的,多次相同的POST请求可能会产生不同的结果。
示例:
GET请求示例
请求报文:
GET /resource?param1=value1¶m2=value2 HTTP/1.1
Host: example.com
响应报文:
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html
Content-Length: 1234<!DOCTYPE html>
<html><head><title>GET Response</title></head><body><h1>This is the response to a GET request.</h1></body>
</html>
POST请求示例
请求报文:
POST /submit-form HTTP/1.1
Host: example.com
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 27param1=value1¶m2=value2
响应报文:
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json
Content-Length: 45{"status": "success", "message": "POST response"}
总的来说,GET和POST请求的区别主要在于参数传递的方式、请求体的内容和请求的语义。GET适用于获取资源,而POST适用于向服务器提交数据。
2 实战
2.1 QtNetwork模块介绍
QtNetwork模块是Qt中用于网络编程的模块,提供了一系列用于处理网络通信的类和工具。以下是QtNetwork模块的一些主要功能:
-
TCP和UDP通信: 提供
QTcpSocket
和QUdpSocket
等类,用于实现TCP和UDP协议的通信。这些类使得在Qt应用程序中创建和管理网络连接变得相对简单。 -
HTTP客户端和服务器: 提供
QNetworkAccessManager
类,用于实现HTTP协议的客户端功能。它支持GET、POST等HTTP请求方法,并允许异步地发送和接收HTTP请求。 -
网络请求和响应处理: 提供
QNetworkRequest
和QNetworkReply
等类,用于构建和处理网络请求。这些类提供了丰富的功能,包括请求头的设置、数据的传输和响应的处理等。 -
FTP客户端: 提供
QFtp
类,用于实现FTP协议的客户端功能。它允许在Qt应用程序中进行文件传输操作。 -
网络代理: 支持网络代理设置,可以通过
QNetworkProxy
类配置网络代理,以便在需要时通过代理服务器进行网络通信。 -
网络协议支持: QtNetwork模块支持各种网络协议,包括IPv4和IPv6,SSL/TLS等。这使得Qt应用程序能够适应多种网络环境和安全需求。
-
网络状态监控: 提供
QNetworkConfiguration
和QNetworkConfigurationManager
类,用于监控和管理网络配置,以便在应用程序中适应不同的网络状态。 -
网络缓存: 提供
QNetworkDiskCache
等类,用于实现网络缓存,以提高应用程序的性能并减少对网络资源的依赖。
这些功能使QtNetwork成为一个强大的网络编程工具,适用于开发涉及网络通信的各种应用,从简单的客户端到复杂的服务器应用。
2.2 编程实现HTTP客户端
根据上述描述,可以知道,使用 QTcpSocket
和QUdpSocket
、QNetworkAccessManager
、QNetworkRequest
和QNetworkReply
等类可以实现简单的HTTP客户端。
接下来是代码:
#include <QCoreApplication>
#include <QNetworkAccessManager>
#include <QNetworkRequest>
#include <QNetworkReply>
#include <QDebug>
#include <QUrlQuery>int main(int argc, char *argv[])
{QCoreApplication a(argc, argv);// 创建网络访问管理器QNetworkAccessManager manager;// 创建HTTP请求QNetworkRequest getRequest(QUrl("http://example.com"));// 发送GET请求QNetworkReply *getReply = manager.get(getRequest);// 处理GET请求完成的信号QObject::connect(getReply, &QNetworkReply::finished, [&]() {if (getReply->error() == QNetworkReply::NoError) {qDebug() << "GET Response:" << getReply->readAll();} else {qDebug() << "GET Error:" << getReply->errorString();}getReply->deleteLater();});// 进入应用程序事件循环return a.exec();
}
在使用 Qt 进行网络请求时,尤其是在进行异步的网络操作时,需要进入应用程序的事件循环。这是因为 Qt 的事件循环负责处理事件,而网络请求的完成(比如接收到服务器的响应)通常是通过 Qt 的信号-槽机制来处理的。
让我们来详细解释一下:
-
异步操作: Qt 的网络操作通常是异步的,即在发起网络请求后,程序会继续执行后续的代码而不等待请求完成。这是为了确保应用程序的界面和其他部分能够保持响应性,不被阻塞。
-
信号-槽机制: 当网络请求完成时,
QNetworkReply
会发出finished
信号。你在代码中使用QObject::connect
来连接这个信号到一个槽函数,以便在请求完成时执行一些操作。 -
事件循环: 为了让信号-槽机制正常工作,需要进入应用程序的事件循环。调用
QCoreApplication::exec()
或者QEventLoop::exec()
启动事件循环,使得 Qt 可以不断地检查并处理事件队列。
在代码中,调用 return a.exec();
启动了事件循环。这样,当 GET
请求完成并发出 finished
信号时,相关的槽函数将会被执行。如果没有进入事件循环,这个槽函数将不会被触发,因为事件循环负责调度信号的处理。
简而言之,进入应用程序的事件循环是确保异步操作和信号-槽机制正常工作的关键步骤。如果你的应用程序没有事件循环,它将无法及时响应和处理异步操作的完成事件。
2.3 编程实现HTTP服务器
#ifndef MYHTTPSERVER_H
#define MYHTTPSERVER_H#include <QTcpServer>
#include <QTcpSocket>
#include <QUrlQuery>
#include <QDebug>class MyHTTPServer : public QTcpServer
{Q_OBJECTpublic:MyHTTPServer(QObject *parent = nullptr) : QTcpServer(parent) {}protected://--------------------------------------// 说明:这是 QTcpServer 类的虚函数,当有新的连接到达时,会被调用。// 日期:2023-11-15// 作者:何浩文//--------------------------------------void incomingConnection(qintptr socketDescriptor) override{QTcpSocket *socket = new QTcpSocket(this);socket->setSocketDescriptor(socketDescriptor);// 读取客户端请求connect(socket, &QTcpSocket::readyRead, [&]() {QByteArray requestData = socket->readAll();processRequest(requestData, socket);// 关闭连接socket->disconnectFromHost();});// 处理连接断开connect(socket, &QTcpSocket::disconnected, [&]() {socket->deleteLater();});}private://--------------------------------------// 说明:这个函数用于解析 HTTP 请求,分析请求的方法和路径,并调用相应的处理函数。// 日期:2023-11-15// 作者:海码007//--------------------------------------void processRequest(const QByteArray &requestData, QTcpSocket *socket){// 解析请求QString requestString = QString::fromUtf8(requestData);QStringList requestLines = requestString.split("\r\n");// 解析第一行,获取请求方法和路径QString firstLine = requestLines.first();QStringList parts = firstLine.split(" ");QString method = parts.value(0);QString path = parts.value(1);// 处理 GET 请求if (method == "GET"){handleGetRequest(path, socket);}// 处理 POST 请求else if (method == "POST"){handlePostRequest(path, requestData, socket);}}//--------------------------------------// 说明:处理 HTTP GET 请求的具体逻辑。// 日期:2023-11-15// 作者:海码007//--------------------------------------void handleGetRequest(const QString &path, QTcpSocket *socket){QTextStream responseStream(socket);responseStream.setAutoDetectUnicode(true);// 构造HTTP响应responseStream << "HTTP/1.1 200 OK\r\n"<< "Content-Type: text/html\r\n"<< "Connection: close\r\n"<< "\r\n"<< "<html><body><h1>Hello, World! (GET)</h1></body></html>";// 刷新并等待数据发送完毕socket->flush();socket->waitForBytesWritten();}//--------------------------------------// 说明:处理 HTTP POST 请求的具体逻辑。// 日期:2023-11-15// 作者:海码007//--------------------------------------void handlePostRequest(const QString &path, const QByteArray &requestData, QTcpSocket *socket){// 解析 POST 数据QUrlQuery postData(requestData);QString value = postData.queryItemValue("key");QTextStream responseStream(socket);responseStream.setAutoDetectUnicode(true);// 构造HTTP响应responseStream << "HTTP/1.1 200 OK\r\n"<< "Content-Type: text/html\r\n"<< "Connection: close\r\n"<< "\r\n"<< "<html><body><h1>Hello, " << value << "! (POST)</h1></body></html>";// 刷新并等待数据发送完毕socket->flush();socket->waitForBytesWritten();}
};#endif // MYHTTPSERVER_H