Qt实现TCP网络通信-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Qt实现TCP网络通信。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1、前言

在标准C++中没有提供专门用于套接字通信的类，所以只能使用操作系统提供的基于C语言的API函数，基于这些C的API函数我们也可以封装自己的C++类。或者我们可以使用Qt框架，它提供了用于套接字通信的类(TCP、UDP)这样我们就可以直接调用相关API即可。
使用Qt提供的类进行基于TCP的套接字通信需要使用两个类：

QTcpServer：服务器类，用于监听客户端连接以及和客户端建立连接。
QTcpSocket：通信套接字类，客户端与服务器都需要使用这个类。

最后要使用这两个类，我们需要在Qt的.pro文件中添加network(网络模块)。

2、QTcpServer

QTcpServer类用于监听客户端的连接以及和客户端建立连接，下面介绍一下这个类中常用的API：

2.1、成员函数

构造函数如下：

QTcpServer::QTcpServer(QObject *parent = Q_NULLPTR);

监听是否有客户端连接的API：

//监听客户端的Ip地址以及端口
bool QTcpServer::listen(const QHostAddress &address = QHostAddress::Any, quint16 port = 0);
// 判断当前对象是否在监听, 是返回true，没有监听返回false
bool QTcpServer::isListening() const;
// 如果当前对象正在监听返回监听的服务器地址信息, 否则返回 QHostAddress::Null
QHostAddress QTcpServer::serverAddress() const;
// 如果服务器正在侦听连接，则返回服务器的端口; 否则返回0
quint16 QTcpServer::serverPort() const

address：通过类QHostAddress可以封装IPv4、IPv6的IP地址，QHostAddress::Any表示任意IP地址。
port：指定的端口号。

每当有客户端成功连接服务器时，我们会通过下面这个API获取用于和客户端通信的套接字：

QTcpSocket *QTcpServer::nextPendingConnection();

2.2、信号

当接受新连接导致错误时，将会发出如下信号：

[signal] void QTcpServer::acceptError(QAbstractSocket::SocketError socketError);

每当有客户端连接时会发出如下信号：

[signal] void QTcpServer::newConnection();

3.1、QTcpSocket

QTcpSocket是一个套接字通信类，不管是客户端还是服务器都需要使用。在Qt中发送和接收数据也属于IO操作。

3.1、成员函数

QTcpSocket的构造函数如下：

QTcpSocket::QTcpSocket(QObject *parent = Q_NULLPTR);

连接服务器，需要指定服务器绑定的IP以及端口：

[virtual] void QAbstractSocket::connectToHost(const QString &hostName, quint16 port, OpenMode openMode = ReadWrite, NetworkLayerProtocol protocol = AnyIPProtocol);

[virtual] void QAbstractSocket::connectToHost(const QHostAddress &address, quint16 port, OpenMode openMode = ReadWrite);

在Qt中不管调用读取操作函数接收数据，还是调用写函数发送数据，操作对象都是本地的由Qt框架维护的一块内存。因此，调用发送函数发送的数据不一定马上被发送到网络中，调用的接收函数也不是直接从网络中接收的数据。

接收数据的API：

// 指定可接收的最大字节数 maxSize 的数据到指针 data 指向的内存中
qint64 QIODevice::read(char *data, qint64 maxSize);
// 指定可接收的最大字节数 maxSize，返回接收的字符串
QByteArray QIODevice::read(qint64 maxSize);
// 将当前可用操作数据全部读出，通过返回值返回读出的字符串
QByteArray QIODevice::readAll();

发送数据的API：

// 发送指针 data 指向的内存中的 maxSize 个字节的数据
qint64 QIODevice::write(const char *data, qint64 maxSize);
// 发送指针 data 指向的内存中的数据，字符串以 \0 作为结束标记
qint64 QIODevice::write(const char *data);
// 发送参数指定的字符串
qint64 QIODevice::write(const QByteArray &byteArray);

3.2、信号

在使用QTcpSocket进行套接字通信的过程中，如果该类对象发射出了readyRead()信号，说明对端发送的数据达到了，之后可以调用read函数接收数据了。

[signal] void QIODevice::readyRead();

调用connectToHost()函数并成功建立连接之后发出connected()信号。

[signal] void QAbstractSocket::connected();

套接字与服务器断开连接发出disconnected信号。

[signal] void QAbstractSocket::disconnected();

4、TCP通信流程-实现简单的TCP聊天

4.1、服务器端通信流程

创建服务器对象QTcpServer。
通过QTcpServer对象设置监听，即使用listen()。
使用newConnection()信号判断是否有新的客户端建立连接。
若有新的客户端连接，则调用nextPendingConnection()得到通信的套接字对象。
使用QTcpSocket套接字对象与客户端进行通信。

4.2、服务器端UI

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上面的按钮和文本编辑框采用Material UI库的组件，直接导入Material组件库，然后再将控件提升即可，QGroupBox则是用qss进行简单的美化。如下是美化QGroupBox的qss代码:

QGroupBox {

border:3px solid rgb(53, 153, 252);

margin-top: 2.5ex;

}
QGroupBox::title {

color: rgb(0, 0, 0);

subcontrol-origin: margin;

subcontrol-position: top left;

left:10px;

top:0px;

padding: 0px;

}
QGroupBox::indicator {

width: 15px;

height: 15px;

}

4.3、导入Material组件库并提升控件

首先在项目文件中创建SDK的文件目录:
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然后将在Material组件库中编译好静态库文件和所有头文件导入SDK目录中。

然后再服务器的pro文件中导入Material的静态库和头文件:

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最后将控件提升即可。

4.4、服务器端源码

服务器端的源码如下:

#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H

#include <QMainWindow>
#include<QTcpServer>
#include<QTcpSocket>
#include<QPalette>
#include<QDebug>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class MainWindow; }
QT_END_NAMESPACE

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

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

private slots:
    void on_startServer_btn_clicked();

    void on_send_btn_clicked();

    void on_clear_btn_clicked();

private:
    Ui::MainWindow *ui;
    QTcpServer *m_tcpServer;
    QTcpSocket *m_tcpSocket;
};
#endif // MAINWINDOW_H

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    this->setWindowTitle("Tcp聊天-服务器");
    // 默认断开连接
    this->ui->statusbar->setStyleSheet(QString("color:red;"));
    this->ui->statusbar->showMessage("连接状态:断开");

    //创建服务器
    m_tcpServer = new QTcpServer(this);
    //当有客户端连接时
    connect(m_tcpServer,&QTcpServer::newConnection,this,[=](){
       m_tcpSocket = m_tcpServer->nextPendingConnection(); //获取与客户端通信的套接字
       //更新连接状态
       this->ui->statusbar->setStyleSheet(QString("color:green;"));
       this->ui->statusbar->showMessage("连接状态:连接");

       //当客户端发来数据时
       connect(m_tcpSocket,&QTcpSocket::readyRead,this,[=](){
           QByteArray data = m_tcpSocket->readAll();
           this->ui->record->append("客户端:"+data);
       });

       //客户端断开连接
       connect(m_tcpSocket,&QTcpSocket::disconnected,this,[=](){
           m_tcpSocket->close();
           m_tcpSocket->deleteLater();
           this->ui->statusbar->setStyleSheet(QString("color:red;"));
           this->ui->statusbar->showMessage("连接状态:断开");
       });
    });
}

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


void MainWindow::on_startServer_btn_clicked()
{
    unsigned short port = this->ui->port->text().toInt();
    //服务器监听指定的ip地址和端口
    m_tcpServer->listen(QHostAddress::Any,port);
    this->ui->startServer_btn->setEnabled(false);
}

void MainWindow::on_send_btn_clicked()
{
    //设置发送按钮的快捷键
    this->ui->send_btn->setShortcut(Qt::Key_Enter | Qt::Key_Return);
    //向客户端发送消息
    QString msg = this->ui->send->toPlainText();
    m_tcpSocket->write(msg.toUtf8());
    this->ui->record->append("服务器:"+msg);
    this->ui->send->clear();
}

void MainWindow::on_clear_btn_clicked()
{
    this->ui->record->clear();
}

4.5、客户端通信流程

创建通信的套接字类QTcpSocket对象。
使用connectToHost()绑定服务器的IP和端口。
使用QTcpSocket对象和服务器通信。

4.6、客户端UI

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4.7、客户端源码

客户端源码如下:

#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H

#include <QMainWindow>
#include<QTcpSocket>
#include<QDebug>
#include<QMessageBox>
#include<QHostAddress>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class MainWindow; }
QT_END_NAMESPACE

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

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

private slots:
    void on_conServer_btn_clicked();

    void on_dicon_btn_clicked();

    void on_clear_clicked();

    void on_send_btn_clicked();

private:
    Ui::MainWindow *ui;
    QTcpSocket *m_tcpSocket;
};
#endif // MAINWINDOW_H

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    this->setWindowTitle("Tcp聊天-客户端");
    m_tcpSocket = new QTcpSocket(this);
    // 默认断开连接
    this->ui->statusbar->setStyleSheet(QString("color:red;"));
    this->ui->statusbar->showMessage("连接状态:断开");
    //设置ip和port
    this->ui->ip->setText("127.0.0.1");
    this->ui->port->setText("8888");

    this->ui->dicon_btn->setEnabled(false);

    //客户端接收到服务器传输的数据
    connect(m_tcpSocket,&QTcpSocket::readyRead,this,[=](){
        QByteArray data = m_tcpSocket->readAll();
        this->ui->record->append("服务器:"+data);
    });

    //客户端连接服务器成功
    connect(m_tcpSocket,&QTcpSocket::connected,this,[=](){
        //更新连接状态
        this->ui->statusbar->setStyleSheet(QString("color:green;"));
        this->ui->statusbar->showMessage("连接状态:连接");
        QMessageBox::information(this,"信息","连接服务器成功!!");
        this->ui->record->append("连接服务器成功......");
        this->ui->conServer_btn->setEnabled(false);
        this->ui->dicon_btn->setEnabled(true);
    });
    //客户端断开连接
    connect(m_tcpSocket,&QTcpSocket::disconnected,this,[=](){
        // 默认断开连接
        this->ui->statusbar->setStyleSheet(QString("color:red;"));
        this->ui->statusbar->showMessage("连接状态:断开");
//        //释放资源
//        m_tcpSocket->close();
//        m_tcpSocket->deleteLater();
        //更改按钮状态
        this->ui->conServer_btn->setEnabled(true);
        this->ui->dicon_btn->setEnabled(false);
    });
}

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


void MainWindow::on_conServer_btn_clicked()
{
    QString ip = this->ui->ip->text();
    unsigned short port = this->ui->port->text().toInt();
    this->ui->conServer_btn->setEnabled(false);
    //连接服务器
    m_tcpSocket->connectToHost(QHostAddress(ip),port);
}

void MainWindow::on_dicon_btn_clicked()
{
    m_tcpSocket->close();
    //m_tcpSocket->deleteLater();
    this->ui->conServer_btn->setEnabled(true);
    this->ui->dicon_btn->setEnabled(false);
}


void MainWindow::on_clear_clicked()
{
    this->ui->record->clear();
}

void MainWindow::on_send_btn_clicked()
{
    this->ui->send_btn->setShortcut(Qt::Key_Enter | Qt::Key_Return);
    QString msg = this->ui->send->toPlainText();
    m_tcpSocket->write(msg.toUtf8());
    this->ui->record->append("客户端:"+msg);
    this->ui->send->clear();
}