QT网络编程

Qt 给用户提供了网络编程的接口，包括TCP、UDP、HTTP三种协议的API以及各种类，可以了解一下。

而在 QT 中想要使用网络编程，必须在pro文件中添加 network 模块，否则无法包含网络编程所需的头文件。

UDP

UDP是传输层的协议，该协议是无输出，不可靠，面向数据包，全双工的通信协议。

QT为 UDP 协议专门设置了两个类：QUdpSocket 以及 QNetworkDatagram 。

QUdpSocket类

该类是专门用于 Udp 的类，包含 Udp 协议所需的绑定、接收数据包、发送数据包等API。

bind(const QHostAddress&,quint16)	函数	绑定端口号	类似linux中的bind
receiveDatagram()	函数	返回一个 QNetworkDatagram类型的数据包	类似linux中的recvfrom
writeDatagram()	函数	发送一个QNetworkDatagram类型的数据包	类型linux中的sendto
readyRead	信号	当一个端口号可以读取时即可触发该信号	类似linux中的多路转接：select、poll和epoll等

QNetworkDatagram

该类表明一个数据包，可以从该类所实例化的对象中读取所需的数据、发送端的端口号和 ip 地址

QNetworkDatagram(const QByteArray&,const QHostAddress&,quint16)	方法	QNetworkDatagram的构造函数，用于创建一个对象
data()	方法	获取数据包中的数据，返回一个 QByteArray 对象
sederAddress（）	方法	获取数据包发送者的 IP 地址
sederPort()	方法	获取数据包发送者的 端口号

和Linux不同的是，linux的接收和发送函数：recvfrom 和 sendto ，它们都需要一个  sockaddr 的结构体对象来获取发送端的 IP 地址和端口号，而QT则是将其拆开，数据包中直接包含对端的IP地址和端口号

UDP回显服务器

首先写服务器的代码，在 pro 文件添加 network 模块后，即可使用上述API。

在服务器一侧我们使用 listWidget 控件，用来显示所有接收的数据。 

然后在头文件中添加 QUdpSocket 对象，用来后续接收客户端的消息。 

 

然后在构造函数中我们初始化 socket 后，需要先进行信号槽绑定然后再进行端口号绑定。

 必须先进行信号槽绑定再进行端口号绑定，这是为了防止如果有客户端发起请求了，但是信号槽函数未绑定，导致该请求丢失的情况。

 然后再写好槽函数，写好接收和显示逻辑。

 

UDP回显客户端

同样的，在pro文件中添加network模块后即可使用UDP的API。

客户端需要发送数据和接收数据，因此除了 listWidget 来显示数据之外，还需要 lineEidt 和 pushbutton 两个控件，分别用来输入数据和发送数据。

 

 在头文件中添加控件的槽函数，其他和Server一样。

而在构造函数中，除了初始化 socket 之外，还需要绑定 readyRead 信号和process槽函数，因为客户端也需要接收服务器发送的数据。 

而pushButton 的槽函数就需要先从 lineEdit 中读取文件，然后再创建一个 QNetworkDatagram 对象，用来发送数据，该数据包必须包含服务器的 IP 地址和 端口号。

而接收服务器发送的数据就直接显示在 listWidget 上。 

 

可以看到成功的发送和接收到数据了。

 

TCP

TCP是一个可靠、面向连接、面向字节流、全双工的传输层协议，它的API稍微比UDP复杂，但是也很简单。

其核心类有两个：QTcpServer 和 QTcpSocket。

QTcpServer

该类专门用于监听端口，和获取客户端连接。

listen(const QHostAddress&,quint16)	方法	绑定指定的端口号和IP地址，并且启动监听	类似linx中的bind和listen的结合体
nextPendingConnection()	方法	从系统中获取一个已经建立好的tcp连接，返回一个 QTcpSocket 对象。 通过该对象可以进行通信	类似linux 中的 accept
newConnection	信号	有新的客户端建立好连接后即触发	在linux中类似多路转接的通知机制

QTcpSocket

 和 QUdpSocket 类似，该类用于进程间通信。

readAll()	方法	读取接收缓冲区的所有数据 返回一个 QByteArray 对象	类似linux中的read
write(const QByteArray & )	方法	把数据写入 socket 对象中	类似linux的write
deleteLater	方法	将该 socket 对象设为无效，在下一次事件循环中析构该对象	类似 java 中的自动回收机制，不过我们这里是半自动的
connectToHost(const QHostAddress&,quint16)	方法	向服务器发送连接请求，进行三次握手操作	类似 linux 中的 connect 函数
readyRead	信号	有数据到达并准备时触发	类似多路复用
disconnected	信号	当断开连接时触发	类似多路复用

通过上面两个类可以实现 TCP 的回显服务器。

TCP回显服务器

和 UDP 的服务器一样，直接用一个 listWidget 用来显示所有数据。 

在头文件上设置好 QTcpServer 对象和槽函数。 

将 QTcpServer 的 newConnection 信号和对应的槽函数绑定，然后启动监听。

当一个客户端发起链接时，分未三个部分。

• 获取客户端的连接，并显示有客户端上线
• 绑定 readyRead 和 对应的槽函数（此处用的 lambda 表达式）
• 绑定 disconnected 和 对应的槽函数 

无论是客户端上线、还是接收到数据、又或者是断开连接，都会在 listWidget 上显示出来。

而 process 函数则是单纯的返回一个相同的QString罢了。 

 

TCP回显客户端 

和 UDP 回显客户端一样，采用 listWidget、lineEdit、pushButton 三个控件。 

头文件中添加 QTcpSocket 类和 pushButton 对应的槽函数。 

而在构造函数中，除了初始化 socket 之外，还需要将 socket 的 readyRead 信号和槽函数绑定在一起，用来显示在 listWidget 中。此外还需要通过 connectToHost 来和服务器建立连接 。

此外由于客户端还需要接收服务器发送的数据，因此也需要绑定函数。

而pushButton的槽函数则直接读取 lineEdit 上的文本，并且发送和服务器。 

 能够发现确实进行了互相通信。

不过让我们回忆下 linux 中我们是如何使用 TCP 进行通信的？

当一个客户端进行请求时，就为该客户端创建一个线程，在线程中进行管理，但是我们这里的QT明显不是这样的，这是为什么呢？实际上那是因为 代码缺陷， linux中采用的是双层循环方式，当一个客户端建立连接，那么直到客户端断开连接之前，服务器一直都会在内层循环中阻塞，无法到达 accept 中去，只能通过多线程的方式进行。 

而 QT 自带信号槽机制就很好的解决了这个问题，当有信号发生时才去处理，而 linux 除非采用 epoll 来将处理之外，基本只能通过多线程解决。

HTTP Client

实际上一个服务器不太可能采用图形化界面的，因此实际上 TCP 和 UDP 都使用的很少。

QT 中使用最多的是 HTTP。

QT 提供三个类用于和 HTTP 进行请求和获取操作。

• QNetworkAccessManager
• QNetworkRequest
• QNetworkReply 

QNetworkAccessManager

该类提供 HTTP 的核心操作。

方法	说明
get(const QNetworkRequest&)	以get 的方式发送一个请求
post(const QNetworkRequest&,const QByteArray&)	以 post 的方式发送一个请求

 当然，HTTP 有很多操作，比如delete、head之类的，不过这里就不一一赘述了。

QNetworkRequest

该类表示一个 Http 请求，不包含body

如果使用 post 发送一个带有 body 的请求，则需要另外单独的参数来传入 body。

方法	说明
QNetworkRequest(const QUrl&)	通过 URL 构造一个 HTTP 请求
setHeader(QNetworkRequest::KnownHeaders header, const QVariant& value)	设置请求头

其中，这个 setHeader 的 KnownHeader 是一个枚举类型，包括以下类型。

值	说明
ContentTypeHeader	描述body 类型
ContentLengthHeader	描述 body 长度
LocationHeader	用于重定向报文中指定重定向地址（响应才会用到）
CookieHeader	设置 cookie
UserAgentHeader	设置 User-Agent

选择了某一个枚举类型后， value 就必须是枚举类型对应的说明，比如如果选择的ContentTypeHeader，那么 value 就需要在 http Body 的四种格式：form-data，x-www-from-urlencoded，raw，binary 中选一个了。

QNetworkReply

这是 Http 的响应，它是 QIODevice 的子类

名称	类型	说明
error()	方法	获取出错状态
errorString()	方法	获取出错原因的文本
readAll()	方法	读取响应文本
header(QNetworkRequest::KnownHeaders header)	方法	读取响应指定header 的值
finished	信号	客户端收到完整的响应数据后触发

接着我们来试着使用这些API 来获取一个响应。

首先采用 plainTextEdit、lineEdit、pushButton 三个控件。

头文件中新增 QNetworkAccessManager 对象。 

然后在构造函数中初始化 manager。 

而pushButton的槽函数中，我们需要按顺序来发送请求。

首先是通过获取在 lineEdit 中的 文本，并且构建一个 url。

然后通过 url 来创建一个请求，最后通过 get 方法来发送请求，并且获取一个响应。

如果该响应已经接收完所有数据后，就进入响应绑定的槽函数中，将响应显示在 plainTextEdit 上 

 

可以看到确实是获取到了响应。