QT - 創建TCP Socket通信

QT創建TCP Socket通信

       最近在學習QT，瞭解到QT可以進行SOCKET網絡通信，進行學習，並建立一個簡單的聊天DEMO。爲了測試是否能與VS2012下的程序進行通信，在VS2012下建立一個客戶端程序，進行通信測試，發現可以進行通信。由此也可以證明，對於採用同一種通信協議(TCP)的兩個程序而言，不管是採用什麼編譯器，儘管採用的語法不同，仍是能夠進行通信的。下面先對QT的TCP通信機制進行簡單的介紹，然後再介紹基於QT的聊天DEMO具體的實現過程；最後介紹與VS2012下的程序通信。

1、QT的TCP Socket通信機制

        QT的TCP Socket通信仍然有服務端、客戶端之分。服務端通過監聽某個端口來監聽是否有客戶端連接到來，如果有連接到來，則建立新的SOCKET連接；客戶端通過IP和PORT連接服務端，當成功建立連接之後，就可進行數據的收發了。需要注意的是，在QT中，QT把SOCKET當成輸入輸出流來對待的，數據的收發是通過read()和write()來進行的，需要與我們常見的send()與recv()進行區分。

要在QT進行SOCKET通信，需要在 工程名.pro 文件中輸入 QT       += network，如下所示：

   a）：服務端通信機制

        在服務端，建立SOCKET通信需要用到兩個類QTcpServer和QTcpSocket。其中QTcpServer是用來建立QT的Server端對象，QTcpSocket是用來建立SOCKET通信的Socket套接字對象。通信建立流程如下所示：

1）：建立QTcpServer類的對象

QTcpServer* mp_TCPServer ;
mp_TCPServer = new QTcpServer();

2）：監聽

      QT中，通過listen()建立對端口的監聽。使用方式如下：mp_TCPServer->listen(地址類型， 端口號);

int port = ui->m_portLineEdit->text().toInt();	//獲得端口號
if(!mp_TCPServer->listen(QHostAddress::Any, port))
{
     QMessageBox::information(this, "QT網絡通信", "服務器端監聽失敗！");
     return;
}

其中，QHostAddress定義了集中特殊的IP地址，如

QHostAddress::Null表示一個空地址；

QHostAddress::LocalHost表示IPv4的本機地址127.0.0.1；

QHostAddress::LocalHostIPv6表示IPv6的本機地址；

QHostAddress::Broadcast表示廣播地址255.255.255.255；

QHostAddress::Any表示IPv4的任意地址；

QHostAddress::AnyIPv6表示IPv6的任意地址。

3）：關聯接收連接信號與槽函數

        服務端通過信號 SIGNAL:newConnection() 來判斷是否接收到了新的連接，當服務端接收到一個客戶端的連接時，就會觸發信號newConnection()，此時調用相應的槽函數（如自定義函數：ServerNewConnection()）保存新接收到的連接；所以需要在服務端監聽端口之後建立信號與槽函數的連接。通過connect函數建立聯繫：

connect(mp_TCPServer, SIGNAL(newConnection()), this, SLOT(ServerNewConnection()));

        在ServerNewConnection()函數中，通過nextPendingConnection()函數獲得連接客戶端的SOCKET套接字：

mp_TCPSocket = mp_TCPServer->nextPendingConnection();

4）：接收數據

        在QT中QT通過信號SIGNAL:readyRead()來判斷是否有數據傳入，當客戶端向服務端成功發送數據之後，就會在服務端觸發readyRead()信號，此時通過調用相應的自定義的槽函數（如：ServerReadData()）保存接收到的數據；通過connect函數建立信號readyRead()與槽函數ServerReadData()的連接：

connect(mp_TCPSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(ServerReadData()));

在接收函數ServerReadData()函數中通過read()函數獲取數據：

mp_TCPSocket->read(buffer, 1024);

需要注意的是read()函數有多個重載函數，保存接收數據的數據類型可以是QByteArray也可以是char*類型，根據個人習慣或者任務需求選擇合適的read()函數。不過，爲了保持一致性，建議選擇char*類型，一是因爲數據類型容易識別；二是因爲熟悉C\C++語言開發的對char*應該比較熟悉，防止使用上的錯誤。

5）：發送數據

       在QT中，通過write函數向外部發送數據：

int sendRe = mp_TCPSocket->write(sendMsgChar, strlen(sendMsgChar));
if( -1 == sendRe)
{
   QMessageBox::information(this, "QT網絡通信", "服務端發送數據失敗！");
}

   b）：客戶端通信機制

        客戶端的通信機制與服務端相比要相對簡單，只用到了QTcpSocket一個類。

1）：建立QTcpSocket類的對象

建立Socket的套接字：

QTcpSocket* mp_clientSocket;
mp_clientSocket = new QTcpSocket();

2）：連接服務端

客戶端通過connectToHost(IP, Port)函數連接服務端

mp_clientSocket->connectToHost(ip, port);

3）：接收數據

       客戶端接收數據與服務端接收數據的機制是相同的。通過readyRead()信號是否被觸發來判斷是否有數據傳入，如果該信號被觸發，則調用自定義函數（如：ClientRecvData()）來保存接收到的數據。通過connect()函數，將信號readyRead()與槽函數ClientRecvData()建立映射關係。

在槽函數ClientRecvData()中通過read()函數接收數據，具體使用方法請參考服務端接收數據。

4）：發送數據

客戶端發送數據也是通過write()函數來實現，具體使用方法請參考服務端發送數據

2、QT基於TCP Socket的通信實例

該部分主要是DEMO的具體實現。

   a）：服務端示例

1）：在sockettcpserver.h中添加具體如下代碼：

private:
    Ui::SocketTCPServer *ui;

    QTcpServer *mp_TCPServer;
    QTcpSocket *mp_TCPSocket;
private slots:

    void OnBtnInitSocket();
    void OnBtnSendData();
    void ServerReadData();
    void ServerNewConnection();
    void sServerDisConnection();

2）：在構造函數中添加如下代碼：

ui->m_portLineEdit->setText("5550");
    connect(ui->m_initSocketBtn, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(OnBtnInitSocket()));
    connect(ui->m_sendData, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(OnBtnSendData()));

3）：ServerNewConnection()具體實現：

//獲取客戶端連接
    mp_TCPSocket = mp_TCPServer->nextPendingConnection();
    if(!mp_TCPSocket)
    {
        QMessageBox::information(this, "QT網絡通信", "未正確獲取客戶端連接！");
        return;
    }
    else
    {
        QMessageBox::information(this, "QT網絡通信", "成功接受客戶端的連接");
        connect(mp_TCPSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(ServerReadData()));
        connect(mp_TCPSocket, SIGNAL(disconnected()), this, SLOT(sServerDisConnection()));
    }

4）：ServerReadData()具體實現：

char buffer[1024] = {0};
    mp_TCPSocket->read(buffer, 1024);
    if( strlen(buffer) > 0)
    {
        QString showNsg = buffer;
        ui->m_recvDataTextEdit->append(showNsg);
    }
    else
    {
        QMessageBox::information(this, "QT網絡通信", "未正確接收數據");
        return;
    }

5）：OnBtnInitSocket()具體實現：

mp_TCPServer = new QTcpServer();
    int port = ui->m_portLineEdit->text().toInt();
    if(!mp_TCPServer->listen(QHostAddress::Any, port))
    {
        QMessageBox::information(this, "QT網絡通信", "服務器端監聽失敗！");
        return;
    }
    else
    {
        QMessageBox::information(this, "QT網絡通信", "服務器監聽成功！");
    }
    connect(mp_TCPServer, SIGNAL(newConnection()), this, SLOT(ServerNewConnection()));

6）：OnBtnSendData()具體實現：

char sendMsgChar[1024] = {0};
    QString sendMsg = ui->m_inputTextEdit->toPlainText();
    if(sendMsg.isEmpty())
    {
        QMessageBox::information(this, "QT網絡通信", "發送數據爲空，請輸入數據");
        return;
    }
    strcpy_s(sendMsgChar, sendMsg.toStdString().c_str());
    if(mp_TCPSocket->isValid())
    {
        int sendRe = mp_TCPSocket->write(sendMsgChar, strlen(sendMsgChar));
        if( -1 == sendRe)
        {
            QMessageBox::information(this, "QT網絡通信", "服務端發送數據失敗！");
        }
    }
    else
    {
        QMessageBox::information(this, "QT網絡通信", "套接字無效！");
    }

7）：sServerDisConnection()具體實現：

QMessageBox::information(this, "QT網絡通信", "與客戶端的連接斷開");
    return;

8）：ui界面設計具體如下：

   b）：客戶端示例

1）：在sockettcpclient.h中添加如下代碼：

private slots:
    void on_m_connectServerBtn_clicked();

    void on_pushButton_2_clicked();

    void ClientRecvData();

private:
    Ui::SocketTCPClient *ui;

    QTcpSocket *mp_clientSocket;

2）：在構造函數中添加如下代碼：

ui->m_serverIPLineEdit->setText("127.0.0.1");
    ui->m_serverPortLineEdit_2->setText("5550");

3）：on_m_connectServerBtn_clicked()函數具體實現如下：

mp_clientSocket = new QTcpSocket();
    QString ip = ui->m_serverIPLineEdit->text();\
    int port = ui->m_serverPortLineEdit_2->text().toInt();
    mp_clientSocket->connectToHost(ip, port);
    if(!mp_clientSocket->waitForConnected(30000))
    {
        QMessageBox::information(this, "QT網絡通信", "連接服務端失敗！");
        return;
    }
     connect(mp_clientSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(ClientRecvData()));

4）：on_pushButton_2_clicked()函數具體實現如下：

 //獲取TextEdit控件中的內容
    QString sendMsg = ui->m_sendTextEdit->toPlainText();
    char sendMsgChar[1024] = {0};
    strcpy_s(sendMsgChar, sendMsg.toStdString().c_str());
    int sendRe = mp_clientSocket->write(sendMsgChar, strlen(sendMsgChar));
    if(sendRe == -1)
    {
         QMessageBox::information(this, "QT網絡通信", "向服務端發送數據失敗！");
         return;
    }

5）：ClientRecvData()函數具體實現如下：

//將接收內容存儲到字符串中
    char recvMsg[1024] = {0};
    int recvRe = mp_clientSocket->read(recvMsg, 1024);
    if(recvRe == -1)
    {
        QMessageBox::information(this, "QT網絡通信", "接收服務端數據失敗！");
        return;
    }
    QString showQstr = recvMsg;
    ui->m_recvTextEdit_2->setText(showQstr);

6）：客戶端ui具體設計如下：

7）：最終實現如下圖所示：

需要具體工程文件的可以訪問：http://download.csdn.net/download/bailang_zhizun/10037740

3、基於QT的SOCKET程序與基於VS2012的SOCKET程序的通信

爲了驗證QT中SOCKET程序能否與VS2012中的SOCKET程序正常通信，編寫了一個VS2012版的客戶端程序，與QT版的服務端程序進行通信。雙方都採用正常方式編寫。經測試，雙方能夠正常通信。

結果如下所示：

PS:

1): 通過對兩各程序的對比，總的來說，QT版的實現方式要比VS2012版的實現方式簡單很多，因爲QT把SOCKET相關的類進行了很好的封裝，只暴露了幾個簡單的接口函數就能夠實現SOCET的通信；而VS2012版的類的封裝性不如QT，使用起來比較麻煩，需要記比較多的接口函數。

而且在QT中，基本上不需要翻看其他的內容，如果要查看某個函數的用法只需要按F1就可以，很方便；而VS2012版的，你懂得；

2): 其中我覺得區別最大的就是SOCKET通信的接收連接、接收數據的機制。在QT中，它採用的是信號-槽的形式，關於SOCKET通信的相關操作，可以通過信號的方式來觸發對應的函數；而在VS2012中，它的實現方式則就要傳統很多。比如拿服務端接收連接來說，QT只需要連接信號newConnection()與接收函數即可，不管會接收多少個連接，都會以非阻塞的方式在對應的槽函數中建立對應的套接字；而在VS2012中，接收一個連接很簡單，但是當要接收多個連接時，while循環顯然是不可用的，只能建立線程函數專門接收連接。

對於接收數據也是一樣的，QT只需要建立信號readyRead()與具體的槽函數的映射關係，然後在槽函數讀取數據即可。而在VS2012中，則需要通過while循環去接收數據，對於需要並行處理數據的程序來說，則需要引入多線程。

3): 本人只是對最常見的實現方式進行了對比，屬於比較小白的。如有不足之處，還請見諒並指出，大家共同進步。