QT從入門到入土（九）——TCP/IP網路通訊（以及檔案傳輸）

引言

TCP/IP通訊（即SOCKET通訊）是通過網線將伺服器Server端和客戶機Client端進行連線，在遵循ISO/OSI模型的四層層級構架的基礎上通過TCP/IP協議建立的通訊。控制器可以設定為伺服器端或客戶端。

關於TCP/IP協議可詳看：TCP/IP協議詳解 - 知乎 (zhihu.com)

總的來說，TCP/IP通訊有兩個部分：

客戶端和伺服器
QTcpServer（監聽套接字）和QTcpSocket（通訊套接字）

監聽套接字，顧名思義，監聽關於各種通訊的狀態，一旦進行通訊，監聽套接字會啟動通訊套接字，進行通訊

客戶端使用connectToHost函式主動連線伺服器後，伺服器會觸發newConnectio這個槽函式，並進行取出QTcpServer（監聽套接字），將相關內容取出並賦給QTcpSocket（通訊套接字）。
客戶端向伺服器傳送資料，觸發readyRead（），進行處理，彼此傳遞時，原理都是這樣的。

對雙方來說都起作用的部分：

一旦建立連線，就會觸發connected，伺服器特殊一點，觸發的是newConnectio
互傳資料也是一樣的，一旦接受到，就會觸發readyread

伺服器中，需要監聽套接字以及通訊套接字，監聽套接字用於監聽客戶端是否給伺服器傳送請求

本篇博文做了初步的學習與嘗試，編寫了一個客戶端和伺服器基於視窗通訊以及檔案傳輸的小例程。

一，客戶端

客戶端的程式碼比伺服器稍簡單，總的來說，使用QT中的QTcpSocket類與伺服器進行通訊只需要以下5步：

（1）建立QTcpSocket套接字物件

    socket = new QTcpSocket(this);

（2）使用這個物件連線伺服器

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

    int port = ui.lineEdit_2->text().toInt();//獲取埠資料

    socket->connectToHost(ip, port);

（3）使用write函式向伺服器傳送資料

    QByteArray data = ui.lineEdit_3->text().toUtf8();//獲取lineEdit控制元件中的資料併發送給伺服器

    socket->write(data);

（4）當socket接收緩衝區有新資料到來時，會發出readRead()訊號，因此為該訊號新增槽函式以讀取資料

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

void QTcpClinet::ReadData()

{

    QByteArray buf = socket->readAll();

    ui.textEdit->append(buf);

}

（5）斷開與伺服器的連線（關於close()和disconnectFromHost()的區別，可以按F1看幫助）

socket->disconnectFromHost();

客戶端例程：（新建一個qt專案QTcpClinet（客戶機））

ui介面

本地迴路ip：127.0.0.1 可以連線到本地ip（電腦內部迴圈的ip）

如果要和區域網其他ip連線 -> 在執行（win+R）+cmd+ipconfig ->ipv4地址檢視本機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;//建立socket指標

};

QTcpClinet.cpp

#include "QTcpClinet.h"

QTcpClinet::QTcpClinet(QWidget *parent)

    : QWidget(parent)

{

    ui.setupUi(this);

    socket = new QTcpSocket(this);

}

QTcpClinet::~QTcpClinet()

{

    delete this->socket;//回收記憶體

}

void QTcpClinet::on_btn_connect_clicked()

{

  if (ui.btn_connect->text()==tr("連線伺服器"))

  {

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

    int port = ui.lineEdit_2->text().toInt();//獲取埠資料

    //取消已有的連線

    socket->abort();

    //連線伺服器

    socket->connectToHost(ip, port);

    bool isconnect = socket->waitForConnected();//等待直到連線成功

    //如果連線成功

    if (isconnect)

    {

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

        ui.btn_push->setEnabled(true);//按鈕使能

        //修改按鍵文字

        ui.btn_connect->setText("斷開伺服器連線");

        //接收緩衝區（伺服器）資訊

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

    }

    else

    {

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

    }

  }

  else

  {

      //斷開連線

      socket->disconnectFromHost();

      ui.btn_connect->setText("連線伺服器");

      ui.btn_push->setEnabled(false);//關閉傳送按鈕使能

  }

}

//接收緩衝區資訊函式

void QTcpClinet::ReadData()

{

    QByteArray buf = socket->readAll();

    ui.textEdit->append(buf);

}

//傳送按鈕事件

void QTcpClinet::on_btn_push_clicked()

{

    QByteArray data = ui.lineEdit_3->text().toUtf8();//獲取lineEdit控制元件中的資料併發送給伺服器

    socket->write(data);

    //判斷是否寫入成功

    bool iswrite = socket->waitForBytesWritten();

    if (iswrite)

    {

        //寫入成功

    }

    else

    {

        //沒有寫入成功

    }

}

二，伺服器（需要一直執行哦）

伺服器除了使用到了QTcpSocket類，還需要用到QTcpSever類。即便如此，也只是比客戶端複雜一點點，用到了6個步驟：

（1）建立QTcpSever物件

    server = new QTcpServer(this);

（2）偵聽一個埠，使得客戶端可以使用這個埠訪問伺服器

    server->listen(QHostAddress::Any, 6677);//監聽所有ip和6677埠

（3）當伺服器被客戶端訪問時，會發出newConnection()訊號，因此為該訊號新增槽函式，並用一個QTcpSocket物件接受客戶端訪問

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

void TcpServer::ClientConnect()

{

    //解析所有客戶連線

    while (server->hasPendingConnections())

    {

        //連線上後通過socket（QTcpSocket物件）獲取連線資訊

        socket = server->nextPendingConnection();

        QString str = QString("[ip:%1,port:%2]").arg(socket->peerAddress().toString()).arg(socket->peerPort());//監聽客戶端是否有訊息傳送

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

    }

}

（4）使用socket的write函式向客戶端傳送資料

socket->write(data);

（5）當socket接收緩衝區有新資料到來時，會發出readRead()訊號，因此為該訊號新增槽函式以讀取資料

//監聽客戶端是否有訊息傳送

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

//獲取客戶端向伺服器傳送的資訊

void TcpServer::ReadData1()

{

    QByteArray buf = socket->readAll();//readAll最多接收65532的資料

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

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

    //socket->write("ok");//伺服器接收到資訊後返回一個ok

}

（6）取消偵聽

server->close();

伺服器例程：（新增一個新的qt專案TcpServer（伺服器））

ui介面

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;//一個客戶端對應一個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);

   //客戶機連線訊號槽

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

}

TcpServer::~TcpServer()

{

    server->close();

    server->deleteLater();

}

void TcpServer::on_btn_listen_clicked()

{

    if (ui.btn_listen->text()=="偵聽")

    {

        //從輸入框獲取埠號

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

        //偵聽指定埠的所有ip

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

        {

            //若出錯，則輸出錯誤資訊

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

            return;

        }

        //修改按鍵文字

        ui.btn_listen->setText("取消偵聽");

    }

    else

    {

        socket->abort();

        //取消偵聽

        server->close();

        //修改按鍵文字

        ui.btn_listen->setText("偵聽");

    }

}

void TcpServer::ClientConnect()

{

    //解析所有客戶連線

    while (server->hasPendingConnections())

    {

        //連線上後通過socket獲取連線資訊

        socket = server->nextPendingConnection();

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

        //提示連線成功

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

        //複選框選項為連線伺服器的ip

        ui.comboBox->addItem(str);

        //將socket地址放入combobox屬性內

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

        //監聽客戶端是否有訊息傳送

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

    }

}

//獲取客戶端向伺服器傳送的資訊

void TcpServer::ReadData1()

{

    QByteArray buf = socket->readAll();//readAll最多接收65532的資料

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

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

}

//伺服器向客戶端傳送資訊

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中需要寫入char型別的元素或QByteArray型別的元素

效果展示：

三，TCP/IP檔案傳輸

上文實現了訊息的傳輸，由於socket->readAll();（readAll最多接收65532的資料），因此對於大檔案的傳輸用此方法是不可取的。

TCP/IP檔案傳輸的思路：

客戶端和伺服器連線
客戶端選擇檔案，併發送檔案給伺服器（傳送的是檔案的幀頭，格式：檔名&大小）
伺服器觸發readyRead，然後解析檔案幀頭（獲取檔名和大小），並返回客戶端一個ok訊息
客戶端觸發readyRead，然後傳送檔案資料，通過progressBar顯示進度
伺服器再次觸發readyRead，接收檔案資料，並儲存（通過ishead判斷接收的是檔案幀頭還是檔案資料）

程式碼實現：

新建伺服器專案（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;//接收檔案的總大小

    int recvSize;//當前接收檔案的大小

    QByteArray filebuf;//當前接收的檔案資料

};

TcpServer.cpp

#include "TcpServer.h"

#include"qfile.h"

TcpServer::TcpServer(QWidget *parent)

    : QWidget(parent)

{

    ishead = true;

    ui.setupUi(this);

    server = new QTcpServer(this);

    //監聽1122埠的ip

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

    //如果有使用者連線觸發槽函式

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

}

void TcpServer::hasConnect()

{

    while (server->hasPendingConnections()>0)//判斷當前連線了多少人

    {

        //用socket和我們的客戶端連線，一個客戶端對應一個套接字socket

        socket = server->nextPendingConnection();

        //伺服器介面上輸出客戶端資訊

        ui.textEdit->append(QString("%1：新使用者連線").arg(socket->peerPort()));

        //如果客戶端傳送資訊過來了，觸發匿名函式

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

            QByteArray buf = socket->readAll();

            //用一個標誌位ishead判斷是頭還是資料位

            if (ishead)

            {

                //如果是頭，解析頭（檔名，檔案大小）

                QString str = QString(buf);

                ui.textEdit->append(str);

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

                fileName = strlist.at(0);//解析幀標頭檔案名

                fileSize = strlist.at(1).toInt();//解析幀標頭檔案大小

                ishead = false;//下次接收到的檔案就是我們的資料

                recvSize = 0;

                filebuf.clear();

                socket->write("ok");

            }

            else

            {

                //根據檔名和檔案大小接收和儲存檔案

                filebuf.append(buf);

                recvSize += buf.size();//每接收一次檔案，當前檔案大小+1

                //當接收檔案大小等於總檔案大小，即檔案資料接收完畢

                if (recvSize>=fileSize)

                {

                    //儲存檔案

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

                    file.open(QIODevice::WriteOnly);

                    file.write(filebuf);

                    file.close();

                    ishead = true;

                }

            }

            });

    }

}

新建客戶端專案（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();//獲取ip

    int port = ui.lineEdit_port->text().toInt();//獲取埠資料

    socket->connectToHost(ip, port);//連線伺服器

    //等待連線成功

    if (socket->waitForConnected())

    {

        ui.textEdit->append("<font color='green'>連線伺服器成功！</font>");

        ui.btn_open->setEnabled(true);

        //如果伺服器傳送資訊到客戶端，觸發匿名函式

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

            //讀取伺服器傳送的資訊（即緩衝區資訊）

            QByteArray buf = socket->readAll();

            if (buf=="ok")

            {

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

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

                {

                    //讀取檔案失敗

                    return;

                }

                qint64 currentlen = 0;//當前已經發送的大小

                qint64 allLength = file.size();//總檔案大小

                do

                {

                    char data[1024];

                    qint64 msize = file.read(data, 1024);//讀檔案放入打他陣列中，返回讀取到的大小

                    socket->write(data, msize);//把讀取到的data資料傳送給伺服器

                    currentlen += msize;//實時獲取當前傳送的檔案大小

                    ui.progressBar->setValue(currentlen *100 / allLength);//更新介面進度條

                } while (currentlen < allLength);//當傳送檔案等於檔案大小時，傳送完畢，迴圈結束

            }

            });

    }

    else

    {

        ui.textEdit->append("<font color='red'>連線伺服器失敗！</font>");

    }

}

//選擇檔案事件

void QTcpClient::on_btn_choose_clicked()

{

    QString path = QFileDialog::getOpenFileName(this, "開啟檔案", "", "(*.*)");

    ui.label_path->setText(path);

}

//傳送檔案事件

void QTcpClient::on_btn_open_clicked()

{

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

    //用QFileInfo：：fileName，size獲取檔名和大小 格式：檔名&大小

    //伺服器用該格式解析檔名和大小

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

    //將該格式傳送給伺服器 toUtf8：QString轉QByteArray或char型別

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

}

效果展示：

參考博文：(5條訊息) Qt網路程式設計之TCP通訊（二）檔案傳輸_毓樹麟風的部落格-CSDN部落格

(5條訊息) QTCpSocket檔案傳輸_Apollon_krj的部落格-CSDN部落格

QT從入門到入土（九）——TCP/IP網路通訊（以及檔案傳輸）