QT网络通信

九、网络

1. 基础概念

1.1 TCP/UDP

TCP/UDP

UDP TCP 协议相同点：都存在于传输层，全双工通信

TCP：全双工通信、面向连接、可靠

TCP（即传输控制协议）：是一种面向连接的传输层协议，它能提供高可靠性通信(即数据无误、数据无丢失、数据无失序、数据无重复到达的通信)。

高可靠原因：1.三次握手、四次挥手

2. 序列号和应答机制

3. 超时，错误重传机制

适用场景

适合于对传输质量要求较高的通信

在需要可靠数据传输的场合，通常使用TCP协议

MSN/QQ等即时通讯软件的用户登录账户管理相关的功能通常采用TCP协议

UDP：全双工通信、面向无连接、不可靠

UDP（User Datagram Protocol）用户数据报协议，是不可靠的无连接的协议。在数据发送前，因为不需要进行连接，所以可以进行高效率的数据传输。

适用场景

发送小尺寸数据（如对DNS服务器进行IP地址查询时）

适合于广播/组播式通信中。

MSN/QQ/Skype等即时通讯软件的点对点文本通讯以及音视频通讯通常采用UDP协议

1.2 IP地址与端口号

IP地址

1. IP地址是Internet中主机的标识，本质:  二进制

    IP地址一般分割为 ４个八位二进制的数（４字节－32位）

2. Internet中的主机要与别的机器通信必须具有一个IP地址

3. IP地址(长度)为32位（IPv4），128位（IPv6），目前ipv6还未普及，主要学习ipv4

4. 每个数据包都必须携带目的IP地址和源IP地址，路由器依靠此信息为数据包选择路由 

5. 表示方法 :  点分十进制

  点分十进制表示就是用4组从0~255的数字，来表示一个IP地址。

端口号Port

1. 为了区分一台主机接收到的数据包应该给哪个进程来进行处理，使用端口号来区别

     （通过 IP地址 找到哪台主机  通过 port端口号 来找到哪台主机的哪个进程）

2. TCP端口号与UDP端口号独立 （UDP port为8888，TCP port也可为8888 ）

3. 端口号一般由IANA (Internet Assigned Numbers Authority) 管理

4. 端口(sin_prot)用2个字节表示 2byte  （IP地址占4个字节）

众所周知端口(被占用): 1~1023（1~255之间为众所周知端口，通常由UNIX系统占用）

比如文件传输端口 TFTP  端口号为 69 

已登记端口：1024~49151   (----可用来建立与其它主机的会话----) 

动态或私有端口：49152~65535  --固定某些服务使用--

自定义的端口号建议使用2000以上，且非豹子号（例如6666/8888等）。

仅以使用2000以上，非豹子号的端口号，本次授课采用8887

2、准备工作

与数据库编程一样，Qt的网络功能需要在.pro项目配置文件中增加network模块。

网络编程主要用到两个类：

• QTcpServer

表示一个基于Tcp的服务器，需要注意的是，此类直接继承了QObject类，不继承QIODevice类，因此不具备任何IO的能力。

• QTcpSocket

表示一个基于TCP的Socket连接，间接继承了QIODevice类，因此使用此类对象进行IO读写。

3、相关函数

// 构造函数，堆内存开辟
QTcpServer::​QTcpServer(QObject * parent = 0)

// 开启监听服务，等待客户端发起连接
// 参数1：监听来源（那个网段的IP地址），默认值表示不加任何限制
// 参数2：服务器占用的端口号。默认值为0表示随机选取。8887
bool QTcpServer::​listen(const QHostAddress & address = QHostAddress::Any, quint16 port = 0)

// 查看当前是否正在监听
bool QTcpServer::​isListening() const

// 关闭监听服务
void QTcpServer::​close()

#include "dialog.h"
#include "ui_dialog.h"Dialog::Dialog(QWidget *parent) :
    QDialog(parent),
    ui(new Ui::Dialog)
{
    ui->setupUi(this);
    // 抢占前台
    setWindowFlags(Qt::WindowStaysOnTopHint);
    server = new QTcpServer(this);    // 开启监听
    bool result = server->listen(QHostAddress::Any,8887);
    if(!result)
    {
        ui->textBrowser->append("监听失败");
        return;
    }
    ui->textBrowser->append("监听开启成功，端口号为8887");
}Dialog::~Dialog()
{
    // 关闭监听功能
    if(server->isListening()) // 判断是否正在监听
    {
        server->close();
    }
    delete ui;
}

客户端

// 构造函数，堆区开辟
QTcpSocket::​QTcpSocket(QObject * parent = 0)

// 连接到服务器
// 参数1：服务器的IP地址
// 参数2：服务器的端口号
// 参数3：打开模式。默认读写模式
void QAbstractSocket::​connectToHost(const QString & hostName,
            quint16 port, 
            OpenMode openMode = ReadWritel)[virtual]

#include "dialog.h"
#include "ui_dialog.h"Dialog::Dialog(QWidget *parent) :
    QDialog(parent),
    ui(new Ui::Dialog)
{
    ui->setupUi(this);
    setWindowFlags(Qt::WindowStaysOnTopHint);    connect(ui->pushButtonConn,SIGNAL(clicked()),
            this,SLOT(btnConnClickedSlot()));
    connect(ui->pushButtonSend,SIGNAL(clicked()),
            this,SLOT(btnSendClickedSlot()));    socket = new QTcpSocket(this);
}Dialog::~Dialog()
{
    // 如果数据流处于打开状态
    if(socket->isOpen())
    {
        // 如果打开则关闭
        socket->close();
    }
    delete ui;
}void Dialog::btnConnClickedSlot()
{
    // 获取用户输入的IP和端口
    QString ip = ui->lineEditIp->text();
    int port = ui->spinBox->value();    // 建立连接
    socket->connectToHost(ip,port);
}void Dialog::btnSendClickedSlot()
{}

我们怎么直到，是否有客户端连接了那？

所有通知类，第一时间想到到的信号槽。

// 每当有新的连接可以用时，就会发出此信号
void QTcpServer::​newConnection() [signal]

// 连接成功的信号
void QAbstractSocket::​connected()[signal]

// 连接失败的信号
void QAbstractSocket::​disconnected()[signal]

#include "dialog.h"
#include "ui_dialog.h"Dialog::Dialog(QWidget *parent) :
    QDialog(parent),
    ui(new Ui::Dialog)
{
    ui->setupUi(this);
    setWindowFlags(Qt::WindowStaysOnTopHint);    connect(ui->pushButtonConn,SIGNAL(clicked()),
            this,SLOT(btnConnClickedSlot()));
    connect(ui->pushButtonSend,SIGNAL(clicked()),
            this,SLOT(btnSendClickedSlot()));    socket = new QTcpSocket(this);
    connect(socket,SIGNAL(connected()),
            this,SLOT(connectedSlot()));
    connect(socket,SIGNAL(disconnected()),
            this,SLOT(disconnectedSlot()));
}Dialog::~Dialog()
{
    // 如果数据流处于打开状态
    if(socket->isOpen())
    {
        // 如果打开则关闭
        socket->close();
    }
    delete ui;
}void Dialog::btnConnClickedSlot()
{
    // 获取用户输入的IP和端口
    QString ip = ui->lineEditIp->text();
    int port = ui->spinBox->value();    // 建立连接
    socket->connectToHost(ip,port);
}void Dialog::btnSendClickedSlot()
{}// 连接成功
void Dialog::connectedSlot()
{
    // 屏蔽连接按钮
    ui->pushButtonConn->setEnabled(false);
    ui->pushButtonConn->setText("已连接");    // 释放发送按钮
    ui->pushButtonSend->setEnabled(true);
}// 断开连接
void Dialog::disconnectedSlot()
{
    // 释放连接按钮
    ui->pushButtonConn->setEnabled(true);
    ui->pushButtonConn->setText("连接");    // 屏蔽发送按钮
    ui->pushButtonSend->setEnabled(false);
}

// 返回与客户端连接的QTcpSocket对象
QTcpSocket * QTcpServer::​nextPendingConnection()[virtual]

// 获取对面（客户端）的IP地址
// 返回值为IP地址封装类
QHostAddress QAbstractSocket::​peerAddress() const

// 返回对面的（客户端）端口号
quint16 QAbstractSocket::​peerPort() const

// 转换为IP地址字符串，在计算机中会自动增加一个前缀
QString QHostAddress::​toString() const

客户端.cpp

#include "dialog.h"
#include "ui_dialog.h"Dialog::Dialog(QWidget *parent) :
    QDialog(parent),
    ui(new Ui::Dialog)
{
    ui->setupUi(this);
    setWindowFlags(Qt::WindowStaysOnTopHint);    connect(ui->pushButtonConn,SIGNAL(clicked()),
            this,SLOT(btnConnClickedSlot()));
    connect(ui->pushButtonSend,SIGNAL(clicked()),
            this,SLOT(btnSendClickedSlot()));    socket = new QTcpSocket(this);
    connect(socket,SIGNAL(connected()),
            this,SLOT(connectedSlot()));
    connect(socket,SIGNAL(disconnected()),
            this,SLOT(disconnectedSlot()));
}Dialog::~Dialog()
{
    // 如果数据流处于打开状态
    if(socket->isOpen())
    {
        // 如果打开则关闭
        socket->close();
    }
    delete ui;
}void Dialog::btnConnClickedSlot()
{
    // 获取用户输入的IP和端口
    QString ip = ui->lineEditIp->text();
    int port = ui->spinBox->value();    // 建立连接
    socket->connectToHost(ip,port);
}void Dialog::btnSendClickedSlot()
{}// 连接成功
void Dialog::connectedSlot()
{
    // 屏蔽连接按钮
    ui->pushButtonConn->setEnabled(false);
    ui->pushButtonConn->setText("已连接");    // 释放发送按钮
    ui->pushButtonSend->setEnabled(true);
}// 断开连接
void Dialog::disconnectedSlot()
{
    // 释放连接按钮
    ui->pushButtonConn->setEnabled(true);
    ui->pushButtonConn->setText("连接");    // 屏蔽发送按钮
    ui->pushButtonSend->setEnabled(false);
}

服务端.cpp

#include "dialog.h"
#include "ui_dialog.h"Dialog::Dialog(QWidget *parent) :
    QDialog(parent),
    ui(new Ui::Dialog)
{
    ui->setupUi(this);
    // 抢占前台
    setWindowFlags(Qt::WindowStaysOnTopHint);
    server = new QTcpServer(this);    // 开启监听
    bool result = server->listen(QHostAddress::Any,8887);
    if(!result)
    {
        ui->textBrowser->append("监听失败");
        return;
    }
    ui->textBrowser->append("监听开启成功，端口号为8887");
    connect(server,SIGNAL(newConnection()),this,
            SLOT(newConnectionSlot()));
}Dialog::~Dialog()
{
    // 关闭监听功能
    if(server->isListening()) // 判断是否正在监听
    {
        server->close();
    }
    delete ui;
}void Dialog::newConnectionSlot()
{
    // 如果不是第一次连接，就踢掉上一个人
    if(socket != NULL)
    {
        // 踢掉上一个人
        socket->close();
    }    // 保存当前连接对象
    socket = server->nextPendingConnection();    // 获取对面的IP地址
    QString ip = socket->peerAddress().toString();    // 获取对面的端口号
    quint16 port = socket->peerPort();    ip.prepend("新连接来了！").append(":").append(QString::number(port));    ui->textBrowser->append(ip);
}

// 构造函数
// 参数事Qt的读写类，可以是QFile，也可以是QTcpSocket........
QTextStream::​QTextStream(QIODevice * device)

// 输出字符串内容，支持链式调用
QTextStream &	operator<<(const QString & string)

// 有数据可读时发射
void QIODevice::​readyRead()[signal]

// 读取最大长度为maxlen个QChar的内容，返回值为读取的字符串
QString QTextStream::​read(qint64 maxlen)

// 读取所有字符
QString QTextStream::​readAll()

// 一次读取一行文本
// 参数为一行文本的最大字符数
QString QTextStream::​readLine(qint64 maxlen = 0)

dialog.cpp 服务端

void Dialog::readyReadSlot()
{
    // 创建文本对象
    QTextStream input(socket);
    // 读取内容
    QString text = input.read(128);
    ui->textBrowser->append(text);
}

dialog.cpp 客户端

// 发送信息
void Dialog::btnSendClickedSlot()
{
    QString text = ui->lineEditSend->text();
    if(text == "")
    {
        QMessageBox::warning(this,"提示","请输入发送的内容");
        return;
    }    // 方法一：QTextStream 文本流
    // QTextStream直接使用Unicode编码，适合Qt与Qt之间通信。
    // 简化文本的读写操作
    QTextStream output(socket);
    // 发送数据
    output << text;
}

dialog.cpp 服务端

void Dialog::readyReadSlot()
{
//    // 创建文本对象
//    QTextStream input(socket);
//    // 读取内容
//    QString text = input.read(128);
//    ui->textBrowser->append(text);    // 读取所有内容
    QByteArray bufer = socket->readAll();
    // QByteArray -> QString
    QString text(bufer);
    // 显示
    ui->textBrowser->append(text);
}

dialog.cpp 客户端

void Dialog::btnSendClickedSlot()
{
    QString text = ui->lineEditSend->text();
    if(text == "")
    {
        QMessageBox::warning(this,"提示","请输入发送的内容");
        return;
    }    // 方法一：QTextStream 文本流
    // QTextStream直接使用Unicode编码，适合Qt与Qt之间通信。
    // 简化文本的读写操作
//    QTextStream output(socket);
//    // 发送数据
//    output << text;    // 方法二、QByteArray
    // 以字节为单位，可以与其他编程语言通信
    // 可以操作非文本内容
    // QString -> QByteArray
    QByteArray buffer = text.toUtf8();
    socket->write(buffer);
}