QT 中基于 TCP 的网络通信

基础

基于 TCP 的套接字通信需要用到两个类：
1）QTcpServer：服务器类，用于监听客户端连接以及和客户端建立连接。
2）QTcpSocket：通信的套接字类，客户端、服务器端都需要使用。

这两个套接字通信类都属于网络模块 network 。

TCP协议是 双向连接，双向断开，即三次握手，四次挥手。

QTcpServer 类 API

QTcpServer 类用于监听客户端连接以及和客户端建立连接

公共成员函数
//构造函数
QTcpServer::QTcpServer(QObject *parent = Q_NULLPTR);//给监听的套接字设置监听
bool QTcpServer::listen(const QHostAddress &address = QHostAddress::Any, quint16 port = 0);
参数：address：通过类QHostAddress可以封装IPv4、IPv6格式的IP地址，QHostAddress::Any表示自动绑定port：如果指定为0表示随机绑定一个可用端口。返回值：绑定成功返回true，失败返回false// 判断当前对象是否在监听, 是返回true，没有监听返回false
bool QTcpServer::isListening() const;// 如果当前对象正在监听返回监听的服务器地址信息, 否则返回 QHostAddress::Null
QHostAddress QTcpServer::serverAddress() const;// 如果服务器正在侦听连接，则返回服务器的端口; 否则返回0
quint16 QTcpServer::serverPort() const//和客户端建立连接之后用于通信的QTcpSocket套接字对象，它是QTcpServer的一个子对象（会自动析构）
QTcpSocket *QTcpServer::nextPendingConnection();//阻塞等待客户端发起的连接请求，不推荐在单线程程序中使用，建议使用非阻塞方式处理新连接，即使用信号 newConnection()
bool QTcpServer::waitForNewConnection(int msec = 0, bool *timedOut = Q_NULLPTR);
参数：msec：指定阻塞的最大时长，单位为毫秒（ms）timeout：传出参数，如果操作超时timeout为true，没有超时timeout为false
信号
//当接受新连接导致错误时，将发射如下信号。socketError参数描述了发生的错误相关的信息。
[signal] void QTcpServer::acceptError(QAbstractSocket::SocketError socketError);//每次有新连接可用时都会发出 newConnection() 信号。
[signal] void QTcpServer::newConnection();

QTcpSocket 类 API

Qt中发送和接收数据也属于IO操作（网络IO），这个类的继承关系：

在这里插入图片描述

公共成员函数
//构造函数
QTcpSocket::QTcpSocket(QObject *parent = Q_NULLPTR);//连接服务器，需要指定服务器端绑定的IP和端口信息。
[virtual] void QAbstractSocket::connectToHost(const QString &hostName, quint16 port, OpenMode openMode = ReadWrite, NetworkLayerProtocol protocol = AnyIPProtocol);[virtual] void QAbstractSocket::connectToHost(const QHostAddress &address, quint16 port, OpenMode openMode = ReadWrite);//接收数据
// 指定可接收的最大字节数 maxSize 的数据到指针 data 指向的内存中
qint64 QIODevice::read(char *data, qint64 maxSize);// 指定可接收的最大字节数 maxSize，返回接收的字符串
QByteArray QIODevice::read(qint64 maxSize);// 将当前可用操作数据全部读出，通过返回值返回读出的字符串
QByteArray QIODevice::readAll();//发送数据
// 发送指针 data 指向的内存中的 maxSize 个字节的数据
qint64 QIODevice::write(const char *data, qint64 maxSize);// 发送指针 data 指向的内存中的数据，字符串以 \0 作为结束标记
qint64 QIODevice::write(const char *data);// 发送参数指定的字符串
qint64 QIODevice::write(const QByteArray &byteArray);
信号
//通信的过程中，如果该类对象发射出readyRead()信号，说明对端发送的数据达到了，之后就可以调用 read 函数接收数据了。
[signal] void QIODevice::readyRead();//调用connectToHost()函数并成功建立连接之后发出connected()信号。
[signal] void QAbstractSocket::connected();//在套接字断开连接时发出disconnected()信号。
[signal] void QAbstractSocket::disconnected();
其他

1）在Qt中不管调用读操作函数接收数据，还是调用写函数发送数据，操作的对象都是本地的由Qt框架维护的一块内存。
2）因此，调用了发送函数数据不一定会马上被发送到网络中，调用了接收函数也不是直接从网络中接收数据。

QT 套接字通信流程

服务器端

1）创建套接字服务器 QTcpServer 对象

2）通过 QTcpServer 对象设置监听，即：QTcpServer::listen()

3）基于 QTcpServer::newConnection() 信号检测是否有新的客户端连接

4）如果有新的客户端连接调用 QTcpSocket *QTcpServer::nextPendingConnection() 得到通信的套接字对象

5）使用通信的套接字对象 QTcpSocket 和客户端进行通信

客户端

1）创建通信的套接字类 QTcpSocket 对象

2）使用服务器端绑定的IP和端口连接服务器 QAbstractSocket::connectToHost()

3）使用 QTcpSocket 对象和服务器进行通信

服务器/客户端 TCP通信案列

服务器端
//头文件
class MainWindow : public QMainWindow
{Q_OBJECTpublic:explicit MainWindow(QWidget *parent = 0);~MainWindow();private slots:void on_startServer_clicked();void on_sendMsg_clicked();private:Ui::MainWindow *ui;QTcpServer* m_server;QTcpSocket* m_tcp;
};

//源文件
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :QMainWindow(parent),ui(new Ui::MainWindow)
{ui->setupUi(this);setWindowTitle("TCP - 服务器");// 创建 QTcpServer 对象m_server = new QTcpServer(this);// 检测是否有新的客户端连接connect(m_server, &QTcpServer::newConnection, this, [=](){m_tcp = m_server->nextPendingConnection();ui->record->append("成功和客户端建立了新的连接...");m_status->setPixmap(QPixmap(":/connect.png").scaled(20, 20));// 检测是否有客户端数据connect(m_tcp, &QTcpSocket::readyRead, this, [=](){// 接收数据QString recvMsg = m_tcp->readAll();ui->record->append("客户端Say: " + recvMsg);});// 客户端断开了连接connect(m_tcp, &QTcpSocket::disconnected, this, [=](){ui->record->append("客户端已经断开了连接...");m_tcp->deleteLater();m_status->setPixmap(QPixmap(":/disconnect.png").scaled(20, 20));});});
}MainWindow::~MainWindow()
{delete ui;
}// 启动服务器端的服务按钮
void MainWindow::on_startServer_clicked()
{unsigned short port = ui->port->text().toInt();// 设置服务器监听m_server->listen(QHostAddress::Any, port);ui->startServer->setEnabled(false);
}// 点击发送数据按钮
void MainWindow::on_sendMsg_clicked()
{QString sendMsg = ui->msg->toPlainText();m_tcp->write(sendMsg.toUtf8());ui->record->append("服务器Say: " + sendMsg);ui->msg->clear();
}
客户端
//头文件
class MainWindow : public QMainWindow
{Q_OBJECTpublic:explicit MainWindow(QWidget *parent = 0);~MainWindow();private slots:void on_connectServer_clicked();void on_sendMsg_clicked();void on_disconnect_clicked();private:Ui::MainWindow *ui;QTcpSocket* m_tcp;
};

//源文件
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :QMainWindow(parent),ui(new Ui::MainWindow)
{ui->setupUi(this);setWindowTitle("TCP - 客户端");// 创建通信的套接字对象m_tcp = new QTcpSocket(this);// 检测服务器是否回复了数据connect(m_tcp, &QTcpSocket::readyRead, [=](){// 接收服务器发送的数据QByteArray recvMsg = m_tcp->readAll();ui->record->append("服务器Say: " + recvMsg);});// 检测是否和服务器是否连接成功了connect(m_tcp, &QTcpSocket::connected, this, [=](){ui->record->append("恭喜, 连接服务器成功!!!");m_status->setPixmap(QPixmap(":/connect.png").scaled(20, 20));});// 检测服务器是否和客户端断开了连接connect(m_tcp, &QTcpSocket::disconnected, this, [=](){ui->record->append("服务器已经断开了连接, ...");ui->connectServer->setEnabled(true);ui->disconnect->setEnabled(false);});
}MainWindow::~MainWindow()
{delete ui;
}// 连接服务器按钮按下之后的处理动作
void MainWindow::on_connectServer_clicked()
{QString ip = ui->ip->text();unsigned short port = ui->port->text().toInt();// 连接服务器m_tcp->connectToHost(QHostAddress(ip), port);ui->connectServer->setEnabled(false);ui->disconnect->setEnabled(true);
}// 发送数据按钮按下之后的处理动作
void MainWindow::on_sendMsg_clicked()
{QString sendMsg = ui->msg->toPlainText();m_tcp->write(sendMsg.toUtf8());ui->record->append("客户端Say: " + sendMsg);ui->msg->clear();
}// 断开连接按钮被按下之后的处理动作
void MainWindow::on_disconnect_clicked()
{m_tcp->close();ui->connectServer->setEnabled(true);ui->disconnect->setEnabled(false);
}作者: 苏丙榅
链接: https://subingwen.cn/qt/socket-tcp/?highlight=%E5%A5%97%E6%8E%A5%E5%AD%97
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