【Qt】网络

目录

一、Udp Socket

二、Tcp Socket

三、HTTP

在进行网络编程之前，需要在项目中的 .pro 文件中添加 network 模块
有时添加之后要手动编译一下项目，使 Qt Creator 能够加载对应模块的头文件

一、Udp Socket

主要的类有两个：QUdpSocket 和 QNetworkDatagram

QUdpSocket 表示一个 UDP 的 socket 文件

QNetworkDatagram 表示一个 UDP 数据报

代码示例：回显服务器

创建界面，包含一个 QListWidget 用来显示消息

widget.hpp

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>
#include <QUdpSocket>
#include <QMessageBox>
#include <QNetworkDatagram>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();

    void processRequest();
    QString process(const QString& request);

private:
    Ui::Widget *ui;
    QUdpSocket* socket;
};
#endif // WIDGET_H

widget.cpp

先连接信号槽，再绑定端口。若顺序反过来，可能会出现端口绑定好之后，立即接收到请求，但此时还没来得及连接信号槽，那么这个请求就有可能错过了

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    setWindowTitle("服务器");
    //实例化socket
    socket = new QUdpSocket(this);
    //连接信号槽
    connect(socket, &QUdpSocket::readyRead, this, &Widget::processRequest);
    //绑定端口
    bool ret = socket->bind(QHostAddress::Any, 9090);
    if(!ret) {
        QMessageBox::critical(nullptr, "服务器启动出错", socket->errorString());
        return;
    }

}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::processRequest()
{
    //读取请求
    const QNetworkDatagram& requestDatagram = socket->receiveDatagram();
    QString request = requestDatagram.data();
    //根据请求计算响应
    const QString& response = process(request);
    //将响应写回客户端
    QNetworkDatagram responseDatagram(response.toUtf8(), requestDatagram.senderAddress(), requestDatagram.senderPort());
    socket->writeDatagram(responseDatagram);
    //打印日志
    QString log = "[" + requestDatagram.senderAddress().toString() + ":" + \
            QString::number(requestDatagram.senderPort()) + "] request:" + \
            request + ", response:" + response;
    ui->listWidget->addItem(log);
}

//本代码实现的是回显服务器，所以process方法中不包含实质性的业务代码
QString Widget::process(const QString &request) {
    return request;
}

代码示例：回显客户端

创建界面，包含一个 QLineEdit、QPushButton、QListWidget

widget.hpp

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>
#include <QUdpSocket>
#include <QMessageBox>
#include <QNetworkDatagram>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();
    
    void sendRequest();
    void recvResponse();

private:
    Ui::Widget *ui;
    QUdpSocket* socket;
};
#endif // WIDGET_H

widget.cpp

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

const QString SERVER_IP = "127.0.0.1";
const qint16 SERVER_PORT = 9090;

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    setWindowTitle("客户端");
    //实例化socket
    socket = new QUdpSocket(this);
    //连接按钮的信号槽
    connect(ui->pushButton, &QPushButton::clicked, this, &Widget::sendRequest);
    //连接socket的信号槽
    connect(socket, &QUdpSocket::readyRead, this, &Widget::recvResponse);
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::sendRequest()
{
    //获取输入框的内容
    const QString& text = ui->lineEdit->text();
    //构造请求数据
    QNetworkDatagram requestDatagram(text.toUtf8(), QHostAddress(SERVER_IP), SERVER_PORT);
    //发送请求
    socket->writeDatagram(requestDatagram);
    //消息添加到列表框中
    ui->listWidget->addItem("客户端:" + text);
    //清空输入框
    ui->lineEdit->setText("");
}

void Widget::recvResponse()
{
    //读取请求
    const QNetworkDatagram& responseDatagram = socket->receiveDatagram();
    QString response = responseDatagram.data();
    //消息添加入列表
    ui->listWidget->addItem(QString("服务器:") + response);
}

二、Tcp Socket

核心类是两个：QTcpServer 和 QTcpSocket

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

从系统中获取一个已经建立好的tcp连接

返回一个TcpSocket，表示这个连接

通过这个socket对象完成与客户端之间的通信

accept
newConnection信号有新的客户端建立好连接后触发无（类似与IO多路复用中的通知机制）

QTcpSocket 用于客户端和服务器之间的数据交互

QByteArray 用于表示一个字节数组，可以很方便的和 QString 进行相互转换

  • 使用 QString 的构造函数即可把 QByteArray 转成 QString
  • 使用 QString 的 toUtf8 函数即可把 QString 转成 QByteArray

代码示例：回显服务器

创建界面，包含一个 QListWidget，用于显示收到的数据

widget.h

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>
#include <QTcpServer>
#include <QTcpSocket>
#include <QMessageBox>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();

    void processConnection();
    QString process(const QString&);

private:
    Ui::Widget *ui;
    QTcpServer* tcpServer;
};
#endif // WIDGET_H

widget.cpp

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    setWindowTitle("服务端");
    //实例化tcpServer
    tcpServer = new QTcpServer(this);
    //信号槽处理新连接
    connect(tcpServer, &QTcpServer::newConnection, this, &Widget::processConnection);
    //监听端口
    bool ret = tcpServer->listen(QHostAddress::Any, 9090);
    if(!ret) {
        QMessageBox::critical(nullptr, "服务器启动出错", tcpServer->errorString());
        return;
    }
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::processConnection()
{
    //获取新连接对应的socket
    QTcpSocket* socket = tcpServer->nextPendingConnection();
    //打印日志
    QString log = "[" + socket->peerAddress().toString() + ":" + \
            QString::number(socket->peerPort()) + "]客户端上线";
    ui->listWidget->addItem(log);

    //通过信号槽处理接收到的请求
    connect(socket, &QTcpSocket::readyRead, [=]() {
        //读取请求
        QString request = socket->readAll();
        //根据请求处理响应
        QString response = process(request);
        //将响应写回客户端
        socket->write(response.toUtf8());
        //打印日志
        QString log = QString("[") + socket->peerAddress().toString() \
                + ":" + QString::number(socket->peerPort()) + "] request: " + \
                request + ", response: " + response;
        ui->listWidget->addItem(log);
    });

    //通过信号槽处理断开连接的情况
    connect(socket, &QTcpSocket::disconnected, this, [=]() {
        QString log = QString("[") + socket->peerAddress().toString() \
                + ":" + QString::number(socket->peerPort()) + "] 客⼾端下线";
        ui->listWidget->addItem(log);
        // 删除 socket
        socket->deleteLater();
    });
}

QString Widget::process(const QString& request) {
    return request;
}

删除socket时最好不要直接使用delete，而是使用deleteLate

因为整个槽函数都是围绕socket进行操作的，务必确保delete是函数中的最后一步。使用deleteLater更加保险，其不会立即销毁socket，而是在下一轮事件循环中再进行销毁操作。槽函数都是在事件循环中执行的，进入到下一轮事件循环，意味着上一轮事件循环肯定结束了（即槽函数肯定执行完成了）

代码示例：回显客户端

创建界面，包含一个 QLineEdit、QPushButton、QListWidget

widget.h

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>
#include <QTcpSocket>
#include <QMessageBox>
#include <QDebug>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();

    void processRequest();
    void processResponse();

private:
    Ui::Widget *ui;
    QTcpSocket* socket;
};
#endif // WIDGET_H

widget.cpp

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    setWindowTitle("客户端");
    //实例化socket
    socket = new QTcpSocket(this);
    //与服务端建立连接
    socket->connectToHost("127.0.0.1", 9090);
    //等待并确认连接是否出错
    if(!socket->waitForConnected()) {
        QMessageBox::critical(nullptr, "连接服务器出错", socket->errorString());
        exit(1);
    }
    //信号槽处理接收请求并响应
    connect(socket, &QTcpSocket::readyRead, this, &Widget::processResponse);
    //信号槽处理发送请求
    connect(ui->pushButton, &QPushButton::clicked, this, &Widget::processRequest);
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::processRequest()
{
    //获取输入框中的内容
    const QString& text = ui->lineEdit->text();
    //清空输入框中的内容
    ui->lineEdit->setText("");
    //将消息显示在界面上
    ui->listWidget->addItem(QString("客户端:") + text);
    //将消息发送给服务端
    socket->write(text.toUtf8());
}

void Widget::processResponse()
{
    QString response = socket->readAll();
    ui->listWidget->addItem(QString("服务端:") + response);
}

三、HTTP

关键类主要是三个：QNetworkAccessManager、QNetworkRequest、QNetworkReply

QNetworkAccessManager 提供了 HTTP 的核心操作

QNetworkRequest 表示一个 HTTP 请求（不含body）
若需要发送一个带有 body 的请求（如post），会在 QNetworkAccessManager 的 post 方法中通过单独的参数来传入 body

QNetworkRequest::KnownHeaders 是一个枚举类型，常用取值：

取值说明
ConnectTypeHeader描述body的类型
ConnectLengthHeader描述body的长度
LocationHeader用于重定向报文中指定重定向地址（响应中使用，请求中无使用场景）
CookieHeader设置cookie
UserAgentHeader设置User-Agent

QNetworkReply 表示一个 HTTP 响应，这个类同时也是 QIODevice 的子类

QNetworkReply 还有一个重要的信号 finished 会在客户端收到完整的响应数据之后触发

代码示例：HTTP客户端

创建界面，包含一个 QLineEdit、QPushButton、QPlainTextEdit

此处建议使用 QPlainTextEdit 而不是 QTextEdit，主要因为 QTextEdit 要进行富文本解析，若得到的 HTTP 响应体积过大，会导致界面渲染缓慢甚至被卡住

widget.h

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>
#include <QNetworkAccessManager>
#include <QNetworkReply>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();

    void processRequest();

private:
    Ui::Widget *ui;
    QNetworkAccessManager* manager;
};
#endif // WIDGET_H

widget.cpp

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    setWindowTitle("客户端");
    //实例化manager
    manager = new QNetworkAccessManager(this);
    //信号槽处理发送请求
    connect(ui->pushButton, &QPushButton::clicked, this, &Widget::processRequest);

}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::processRequest()
{
    //获取输入框中url
    QUrl url(ui->lineEdit->text());
    //构造HTTP请求
    QNetworkRequest request(url);
    //发送GET请求
    QNetworkReply* response = manager->get(request);

    //通过信号槽处理响应
    connect(response, &QNetworkReply::finished, [=]() {
        if(response->error() == QNetworkReply::NoError) {
            QString html(response->readAll());
            ui->plainTextEdit->setPlainText(html);
        }
        else {
            ui->plainTextEdit->setPlainText(response->errorString());
        }
        response->deleteLater();
    });
}

 

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