QT从入门到入土（九）——TCP/IP网络通信（以及文件传输）

引言

TCP/IP通信（即SOCKET通信）是通过网线将服务器Server端和客户机Client端进行连接，在遵循ISO/OSI模型的四层层级构架的基础上通过TCP/IP协议建立的通讯。控制器可以设置为服务器端或客户端。

关于TCP/IP协议可详看：TCP/IP协议详解 - 知乎 (zhihu.com)

总的来说，TCP/IP通讯有两个部分：

客户端和服务器
QTcpServer（监听套接字）和QTcpSocket（通讯套接字）

监听套接字，顾名思义，监听关于各种通讯的状态，一旦进行通讯，监听套接字会启动通讯套接字，进行通讯

客户端使用connectToHost函数主动连接服务器后，服务器会触发newConnectio这个槽函数，并进行取出QTcpServer（监听套接字），将相关内容取出并赋给QTcpSocket（通讯套接字）。
客户端向服务器发送数据，触发readyRead（），进行处理，彼此传递时，原理都是这样的。

对双方来说都起作用的部分：

一旦建立连接，就会触发connected，服务器特殊一点，触发的是newConnectio
互传数据也是一样的，一旦接受到，就会触发readyread

服务器中，需要监听套接字以及通讯套接字，监听套接字用于监听客户端是否给服务器发送请求

本篇博文做了初步的学习与尝试，编写了一个客户端和服务器基于窗口通信以及文件传输的小例程。

一，客户端

客户端的代码比服务器稍简单，总的来说，使用QT中的QTcpSocket类与服务器进行通信只需要以下5步：

（1）创建QTcpSocket套接字对象

    socket = new QTcpSocket(this);

（2）使用这个对象连接服务器

    QString ip = ui.lineEdit_ip->text();//获取ip

    int port = ui.lineEdit_2->text().toInt();//获取端口数据

    socket->connectToHost(ip, port);

（3）使用write函数向服务器发送数据

    QByteArray data = ui.lineEdit_3->text().toUtf8();//获取lineEdit控件中的数据并发送给服务器

    socket->write(data);

（4）当socket接收缓冲区有新数据到来时，会发出readRead()信号，因此为该信号添加槽函数以读取数据

 connect(socket, &QTcpSocket::readyRead, this, &QTcpClinet::ReadData);

void QTcpClinet::ReadData()

{

    QByteArray buf = socket->readAll();

    ui.textEdit->append(buf);

}

（5）断开与服务器的连接（关于close()和disconnectFromHost()的区别，可以按F1看帮助）

socket->disconnectFromHost();

客户端例程：（新建一个qt项目QTcpClinet（客户机））

ui界面

本地回路ip：127.0.0.1 可以连接到本地ip（电脑内部循环的ip）

如果要和局域网其他ip连接 -> 在运行（win+R）+cmd+ipconfig ->ipv4地址查看本机ip

QTcpClinet.h

#include <QtWidgets/QWidget>

#include "ui_QTcpClinet.h"

#include"QTcpSocket.h"

#pragma execution_character_set("utf-8")

class QTcpClinet : public QWidget

{

    Q_OBJECT

public:

    QTcpClinet(QWidget *parent = Q_NULLPTR);

    ~QTcpClinet();

public slots:

    void on_btn_connect_clicked();

    void ReadData();

    void on_btn_push_clicked();

private:

    Ui::QTcpClinetClass ui;

    QTcpSocket* socket;//创建socket指针

};

QTcpClinet.cpp

#include "QTcpClinet.h"

QTcpClinet::QTcpClinet(QWidget *parent)

    : QWidget(parent)

{

    ui.setupUi(this);

    socket = new QTcpSocket(this);

}

QTcpClinet::~QTcpClinet()

{

    delete this->socket;//回收内存

}

void QTcpClinet::on_btn_connect_clicked()

{

  if (ui.btn_connect->text()==tr("连接服务器"))

  {

    QString ip = ui.lineEdit_ip->text();//获取ip

    int port = ui.lineEdit_2->text().toInt();//获取端口数据

    //取消已有的连接

    socket->abort();

    //连接服务器

    socket->connectToHost(ip, port);

    bool isconnect = socket->waitForConnected();//等待直到连接成功

    //如果连接成功

    if (isconnect)

    {

        ui.textEdit->append("The connection was successful!!");

        ui.btn_push->setEnabled(true);//按钮使能

        //修改按键文字

        ui.btn_connect->setText("断开服务器连接");

        //接收缓冲区（服务器）信息

        connect(socket, &QTcpSocket::readyRead, this, &QTcpClinet::ReadData);

    }

    else

    {

        ui.textEdit->append("The connection falied!!");

    }

  }

  else

  {

      //断开连接

      socket->disconnectFromHost();

      ui.btn_connect->setText("连接服务器");

      ui.btn_push->setEnabled(false);//关闭发送按钮使能

  }

}

//接收缓冲区信息函数

void QTcpClinet::ReadData()

{

    QByteArray buf = socket->readAll();

    ui.textEdit->append(buf);

}

//发送按钮事件

void QTcpClinet::on_btn_push_clicked()

{

    QByteArray data = ui.lineEdit_3->text().toUtf8();//获取lineEdit控件中的数据并发送给服务器

    socket->write(data);

    //判断是否写入成功

    bool iswrite = socket->waitForBytesWritten();

    if (iswrite)

    {

        //写入成功

    }

    else

    {

        //没有写入成功

    }

}

二，服务器（需要一直运行哦）

服务器除了使用到了QTcpSocket类，还需要用到QTcpSever类。即便如此，也只是比客户端复杂一点点，用到了6个步骤：

（1）创建QTcpSever对象

    server = new QTcpServer(this);

（2）侦听一个端口，使得客户端可以使用这个端口访问服务器

    server->listen(QHostAddress::Any, 6677);//监听所有ip和6677端口

（3）当服务器被客户端访问时，会发出newConnection()信号，因此为该信号添加槽函数，并用一个QTcpSocket对象接受客户端访问

connect(server, &QTcpServer::newConnection, this, &TcpServer::ClientConnect);

void TcpServer::ClientConnect()

{

    //解析所有客户连接

    while (server->hasPendingConnections())

    {

        //连接上后通过socket（QTcpSocket对象）获取连接信息

        socket = server->nextPendingConnection();

        QString str = QString("[ip:%1,port:%2]").arg(socket->peerAddress().toString()).arg(socket->peerPort());//监听客户端是否有消息发送

        connect(socket, &QTcpSocket::readyRead, this, &TcpServer::ReadData1);

    }

}

（4）使用socket的write函数向客户端发送数据

socket->write(data);

（5）当socket接收缓冲区有新数据到来时，会发出readRead()信号，因此为该信号添加槽函数以读取数据

//监听客户端是否有消息发送

connect(socket, &QTcpSocket::readyRead, this, &TcpServer::ReadData1);

//获取客户端向服务器发送的信息

void TcpServer::ReadData1()

{

    QByteArray buf = socket->readAll();//readAll最多接收65532的数据

    QString str = QString("[ip:%1,port:%2]").arg(socket->peerAddress().toString()).arg(socket->peerPort());

    ui.textEdit_server->append(str +QString(buf));

    //socket->write("ok");//服务器接收到信息后返回一个ok

}

（6）取消侦听

server->close();

服务器例程：（添加一个新的qt项目TcpServer（服务器））

ui界面

TcpServer.h

#include <QtWidgets/QWidget>

#include"ui_TcpServer.h"

#include"qtcpserver.h"

#include"qtcpsocket.h"

class TcpServer : public QWidget

{

    Q_OBJECT

public:

    TcpServer(QWidget *parent = Q_NULLPTR);

    ~TcpServer();

public slots:

    void on_btn_server_clicked();

    void on_btn_listen_clicked();

private:

    Ui::TcpServerClass ui;

    QTcpServer* server;

    QTcpSocket* socket;//一个客户端对应一个socket

    void ClientConnect();

    void ReadData1();

};

TcpServer.cpp

#include "TcpServer.h"

#include"qstring.h"

#include"qdebug.h"

#pragma execution_character_set("utf-8")

TcpServer::TcpServer(QWidget *parent)

    : QWidget(parent)

{

    ui.setupUi(this);

    server = new QTcpServer(this);

   //客户机连接信号槽

    connect(server, &QTcpServer::newConnection, this, &TcpServer::ClientConnect);

}

TcpServer::~TcpServer()

{

    server->close();

    server->deleteLater();

}

void TcpServer::on_btn_listen_clicked()

{

    if (ui.btn_listen->text()=="侦听")

    {

        //从输入框获取端口号

        int port = ui.lineEdit_port->text().toInt();

        //侦听指定端口的所有ip

        if (!server->listen(QHostAddress::Any, port))

        {

            //若出错，则输出错误信息

            qDebug() << server->errorString();

            return;

        }

        //修改按键文字

        ui.btn_listen->setText("取消侦听");

    }

    else

    {

        socket->abort();

        //取消侦听

        server->close();

        //修改按键文字

        ui.btn_listen->setText("侦听");

    }

}

void TcpServer::ClientConnect()

{

    //解析所有客户连接

    while (server->hasPendingConnections())

    {

        //连接上后通过socket获取连接信息

        socket = server->nextPendingConnection();

        QString str = QString("[ip:%1,port:%2]").arg(socket->peerAddress().toString()).arg(socket->peerPort());

        //提示连接成功

        ui.textEdit_server->append(str+"Connect to the server");

        //复选框选项为连接服务器的ip

        ui.comboBox->addItem(str);

        //将socket地址放入combobox属性内

        //ui.comboBox->setItemData(ui.comboBox->count()-1, QVariant((int)socket));

        //监听客户端是否有消息发送

        connect(socket, &QTcpSocket::readyRead, this, &TcpServer::ReadData1);

    }

}

//获取客户端向服务器发送的信息

void TcpServer::ReadData1()

{

    QByteArray buf = socket->readAll();//readAll最多接收65532的数据

    QString str = QString("[ip:%1,port:%2]").arg(socket->peerAddress().toString()).arg(socket->peerPort());

    ui.textEdit_server->append(str +QString(buf));

}

//服务器向客户端发送信息

void TcpServer::on_btn_server_clicked()

{

  if(ui.comboBox->count()== 0)return;

  //QTcpSocket* skt=  (QTcpSocket*)ui.comboBox->itemData(ui.comboBox->currentIndex()).value<int>();

  socket->write(ui.lineEdit1->text().toUtf8());

}

注意：write中需要写入char类型的元素或QByteArray类型的元素

效果展示：

三，TCP/IP文件传输

上文实现了消息的传输，由于socket->readAll();（readAll最多接收65532的数据），因此对于大文件的传输用此方法是不可取的。

TCP/IP文件传输的思路：

客户端和服务器连接
客户端选择文件，并发送文件给服务器（发送的是文件的帧头，格式：文件名&大小）
服务器触发readyRead，然后解析文件帧头（获取文件名和大小），并返回客户端一个ok消息
客户端触发readyRead，然后发送文件数据，通过progressBar显示进度
服务器再次触发readyRead，接收文件数据，并保存（通过ishead判断接收的是文件帧头还是文件数据）

代码实现：

新建服务器项目（TcpServer）

TcpServer.h

#pragma once

#include <QtWidgets/QWidget>

#include "ui_TcpServer.h"

#include"qtcpserver.h"

#include"qtcpsocket.h"

#pragma execution_character_set("utf-8")

class TcpServer : public QWidget

{

    Q_OBJECT

public:

    TcpServer(QWidget *parent = Q_NULLPTR);

    void hasConnect();

private:

    Ui::TcpServerClass ui;

    QTcpServer* server;

    QTcpSocket* socket;

    bool ishead;

    QString fileName;

    int fileSize;//接收文件的总大小

    int recvSize;//当前接收文件的大小

    QByteArray filebuf;//当前接收的文件数据

};

TcpServer.cpp

#include "TcpServer.h"

#include"qfile.h"

TcpServer::TcpServer(QWidget *parent)

    : QWidget(parent)

{

    ishead = true;

    ui.setupUi(this);

    server = new QTcpServer(this);

    //监听1122端口的ip

    server->listen(QHostAddress::Any, 1122);

    //如果有用户连接触发槽函数

    connect(server, &QTcpServer::newConnection, this, &TcpServer::hasConnect);

}

void TcpServer::hasConnect()

{

    while (server->hasPendingConnections()>0)//判断当前连接了多少人

    {

        //用socket和我们的客户端连接，一个客户端对应一个套接字socket

        socket = server->nextPendingConnection();

        //服务器界面上输出客户端信息

        ui.textEdit->append(QString("%1：新用户连接").arg(socket->peerPort()));

        //如果客户端发送信息过来了，触发匿名函数

        connect(socket, &QTcpSocket::readyRead, [=]() {

            QByteArray buf = socket->readAll();

            //用一个标志位ishead判断是头还是数据位

            if (ishead)

            {

                //如果是头，解析头（文件名，文件大小）

                QString str = QString(buf);

                ui.textEdit->append(str);

                QStringList strlist = str.split("&");

                fileName = strlist.at(0);//解析帧头文件名

                fileSize = strlist.at(1).toInt();//解析帧头文件大小

                ishead = false;//下次接收到的文件就是我们的数据

                recvSize = 0;

                filebuf.clear();

                socket->write("ok");

            }

            else

            {

                //根据文件名和文件大小接收和保存文件

                filebuf.append(buf);

                recvSize += buf.size();//每接收一次文件，当前文件大小+1

                //当接收文件大小等于总文件大小，即文件数据接收完毕

                if (recvSize>=fileSize)

                {

                    //保存文件

                    QFile file(ui.lineEdit->text() + fileName);

                    file.open(QIODevice::WriteOnly);

                    file.write(filebuf);

                    file.close();

                    ishead = true;

                }

            }

            });

    }

}

新建客户端项目（QTcpClient）

QTcpClient.h

#include <QtWidgets/QWidget>

#include"ui_QTcpClient.h"

#include"qtcpsocket.h"

#pragma execution_character_set("utf-8")

class QTcpClient : public QWidget

{

    Q_OBJECT

public:

    QTcpClient(QWidget *parent = Q_NULLPTR);

public slots:

    void on_btn_connect_clicked();

    void on_btn_choose_clicked();

    void on_btn_open_clicked();

private:

    Ui::QTcpClientClass ui;

    QTcpSocket* socket;

};

QTcpClient.cpp

#include "QTcpClient.h"

#include"qfiledialog.h"

#include"qfileinfo.h"

QTcpClient::QTcpClient(QWidget *parent)

    : QWidget(parent)

{

    ui.setupUi(this);

    socket = new QTcpSocket(this);

}

void QTcpClient::on_btn_connect_clicked()

{

    QString ip = ui.lineEdit_ip->text();//获取ip

    int port = ui.lineEdit_port->text().toInt();//获取端口数据

    socket->connectToHost(ip, port);//连接服务器

    //等待连接成功

    if (socket->waitForConnected())

    {

        ui.textEdit->append("<font color='green'>连接服务器成功！</font>");

        ui.btn_open->setEnabled(true);

        //如果服务器发送信息到客户端，触发匿名函数

        connect(socket, &QTcpSocket::readyRead, [=]() {

            //读取服务器发送的信息（即缓冲区信息）

            QByteArray buf = socket->readAll();

            if (buf=="ok")

            {

                QFile file = (ui.label_path->text());

                if (!file.open(QIODevice::ReadWrite))

                {

                    //读取文件失败

                    return;

                }

                qint64 currentlen = 0;//当前已经发送的大小

                qint64 allLength = file.size();//总文件大小

                do

                {

                    char data[1024];

                    qint64 msize = file.read(data, 1024);//读文件放入打他数组中，返回读取到的大小

                    socket->write(data, msize);//把读取到的data数据发送给服务器

                    currentlen += msize;//实时获取当前发送的文件大小

                    ui.progressBar->setValue(currentlen *100 / allLength);//更新界面进度条

                } while (currentlen < allLength);//当发送文件等于文件大小时，发送完毕，循环结束

            }

            });

    }

    else

    {

        ui.textEdit->append("<font color='red'>连接服务器失败！</font>");

    }

}

//选择文件事件

void QTcpClient::on_btn_choose_clicked()

{

    QString path = QFileDialog::getOpenFileName(this, "打开文件", "", "(*.*)");

    ui.label_path->setText(path);

}

//发送文件事件

void QTcpClient::on_btn_open_clicked()

{

    QFileInfo info(ui.label_path->text());

    //用QFileInfo：：fileName，size获取文件名和大小 格式：文件名&大小

    //服务器用该格式解析文件名和大小

    QString head = QString("%1&%2").arg(info.fileName()).arg(info.size());

    //将该格式发送给服务器 toUtf8：QString转QByteArray或char类型

    socket->write(head.toUtf8());

}

效果展示：

参考博文：(5条消息) Qt网络编程之TCP通信（二）文件传输_毓树麟风的博客-CSDN博客

(5条消息) QTCpSocket文件传输_Apollon_krj的博客-CSDN博客