Qt网络编程——QTcpServer和QTcpSocket

核心API

QTcpServer用于监听端口和获取客户端连接

名称	类型	说明	对标原生API
listen(const QHostAddress&, quint16 port)	方法	绑定指定的地址和端口号，并开始监听	bind和listen
nextPendingConnection()	方法	从系统中获取到一个建立好的tcp连接 返回一个QTcpSocket，表示这个客户端的连接 通过这个socket对象完成和客户端之间的通信	accept
newCondition()	信号	有新的客户端建立好连接之后触发	无（类似IO多路复用的通知机制）

QTcpSocket用于客户端和服务器之前的数据交互

tcp读取的数据是字节流，因此读取和返回的都是字节数组，这和udp的QNetworkDatagram数据报不一样

事件循环，可以简单理解为是Qt程序内部一个带有“生物钟”这样的东西，周期性执行一些逻辑

名称	类型	说明	对标原生API
readAll()	方法	读取当前接收缓冲区的所有数据 返回QByteArray对象	read
write(const QByteArray&)	方法	将数据写入socket当中	write
deleteLater	方法	暂时把socket对象标记为无效 Qt会在下一个事件循环中构造释放该对象	无
readyRead	信号	有数据到达并准备就绪时触发	无
disconnected	信号	连接断开时触发	无

QByteArray是字节数组，可以和QString互相转换

• QString的构造函数可以把QByteArray转换成QString
• QString的toUtf8函数可以把QString转成QByteArray

TCP回显服务器

用这些接口，写一个回显服务器。

创建项目之后，如果要进行网络编程，第一步就是在.pro文件中加入network模块

界面：

widget.h：

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H#include <QWidget>
#include <QTcpServer>
QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACEclass Widget : public QWidget
{Q_OBJECTpublic:Widget(QWidget *parent = nullptr);~Widget();void processConnection();QString process(const QString request);
private:Ui::Widget *ui;QTcpServer *tcpServer;
};
#endif // WIDGET_H

widget.cpp：

• 绑定和监听端口号一定是要等准备工作做完之后再进行，比如说如何处理连接、如何处理请求等…

• 需要手动释放clientSocket，因为它是每个客户端都有这样一个对象，而QTcpServer和QUdpServer都是只有一份。如果不对断开连接的客户端进行释放，累计的客户端会越来越多，这会导致两个问题：文件描述符泄漏和内存泄漏。

  也不能直接delete clientSocket，因为当前槽函数主要是围绕clientSocket来进行操作的，一旦delete，其他逻辑就无法使用clientSocket，使用要保证delete操作是最后一步，而且不会被return或者抛出异常给跳过。

  Qt提供了deleteLater，不是立即销毁，而是告诉Qt，下一轮事件循环中，再进行上述销毁操作。

  槽函数是在事件循环中进行的，进入下一轮事件循环表明上一轮事件肯定结束了。

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include<QMessageBox>
#include<QTcpSocket>
Widget::Widget(QWidget *parent): QWidget(parent), ui(new Ui::Widget)
{ui->setupUi(this);//修改窗口标题this->setWindowTitle("tcp服务器");//创建QTcpServer实例tcpServer = new QTcpServer(this);//连接信号槽(如何处理连接)connect(tcpServer, &QTcpServer::newConnection, this, &Widget::processConnection);//绑定并监听端口号if(!tcpServer->listen(QHostAddress::Any, 8080)){QMessageBox::critical(this, "服务器启动失败", tcpServer->errorString());return;}
}Widget::~Widget()
{delete ui;
}void Widget::processConnection()
{//拿到socket对象QTcpSocket *clientSocket = tcpServer->nextPendingConnection();//peerAddress表示对端的ip地址QString log = "[" + clientSocket->peerAddress().toString() + ":" + QString::number(clientSocket->peerPort()) + "] online";//显示到界面ui->listWidget->addItem(log);//通过信号槽处理客户端发来的请求connect(clientSocket, &QTcpSocket::readyRead, this, [=](){//读取请求QString request = clientSocket->readAll();//处理请求const QString &response = process(request);//返回响应clientSocket->write(response.toUtf8());//记录日志QString log = "[" + clientSocket->peerAddress().toString() + ":" + QString::number(clientSocket->peerPort()) + "]"+ "req: " + request + ", resp: " + response;ui->listWidget->addItem(log);});//客户端断开连接//disconnected表示已经断开，是一个信号connect(clientSocket, &QTcpSocket::disconnected, this, [=](){QString log = "[" + clientSocket->peerAddress().toString() + ":" + QString::number(clientSocket->peerPort()) + "] offline";ui->listWidget->addItem(log);//手动释放clientSocketclientSocket->deleteLater();});
}QString Widget::process(const QString request)
{return request;
}

此段代码，从某种意义上来说，不够严谨，因为tcp是面向字节流的，可能会分为多段。

更好的做法是，将收到的数据，放到一个较大字节的缓冲区当中，然后按照约定好的协议，进行数据解析提取。

TCP回显客户端

ui界面：

对于客户端，使用的就是QTcpSocket，QTcpServer只是在服务端使用的

• 调用connectToHost函数，此时系统就开始和对方服务器三次握手，三次握手也是需要时间的，而这个函数并不会阻塞等待握手完毕，是一个非阻塞的函数。
  所以需要搭配waitForConnected，等待连接建立成功

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include<QMessageBox>
Widget::Widget(QWidget *parent): QWidget(parent), ui(new Ui::Widget)
{ui->setupUi(this);//设置窗口标题this->setWindowTitle("客户端");//创建socket对象实例socket = new QTcpSocket(this);//和服务器建立连接socket->connectToHost("127.0.0.1", 8080);//连接信号槽connect(socket, &QTcpSocket::readyRead, this, [=](){//读取响应内容QString response = socket->readAll();//响应内容显示到界面ui->listWidget->addItem("server say# " + response);});//等待连接建立结果if(!socket->waitForConnected()){QMessageBox::critical(this, "连接服务器失败", socket->errorString());return;}}Widget::~Widget()
{delete ui;
}void Widget::on_pushButton_clicked()
{//获取输入框内容const QString &text = ui->lineEdit->text();//发送到服务器socket->write(text.toUtf8());//将发送的消息显示到界面ui->listWidget->addItem("client say#" + text);//清空输入框内容ui->lineEdit->setText("");
}

Linux当中写Tcp服务器的时候，如果多个客户端同时访问，就只会生效一个，然后引入线程，每个客户端一个线程；

而这里并没有出现这类情况，这是因为之前是写的两层循环，里面的循环没有结束，导致外层循环不能快速调用到accpet，导致第二个客户端无法进行处理。

引入多线程，本质上就是将双重循环，化简成两个独立的循环。

Qt里面的信号槽机制，就无需写这些循环，比较方便。