Qt實現客戶端與服務器消息發送

這里用Qt來簡單設計實現一個場景，即：

（1）兩端：服務器QtServer和客戶端QtClient

（2）功能：服務端連接客戶端，兩者能夠互相發送消息，傳送文件，並且顯示文件傳送進度。

環境：VS20013 + Qt5.11.2 + Qt設計師

先看效果：

一、基本概念

客戶端與服務器的基本概念不說了，關於TCP通信的三次握手等等，在《計算機網絡》里都有詳細介紹。這里說下兩者是如何建立起通信連接的。

（1）IP地址：首先服務器和每一個客戶端都有一個地址，即IP地址。（底層的MAC地址，不關心，因為TCP通信以及IP，是七層架構里面的網絡層、傳輸層了，底層透明）。對於服務器來說，客戶端的數量及地址是未知的，除非建立了連接。但是對於客戶端來說，必須知道服務器的地址，因為兩者之間的連接是由客戶端主動發起的。

（1）端口號：軟件層面的端口號，指的是 “應用層的各種協議進程與運輸實體進行層間交互的一種地址”。簡而言之，每一個TCP連接都是一個進程，操作系統需要為每個進程分配一個協議端口（即每一個客戶端與服務端的連接，不是兩台主機的連接，而是兩個端口的連接）。但一台主機通常會有很多服務，很多進程，單靠一個IP地址不能標識某個具體的進程或者連接。所以用端口號來標識訪問的目標服務器以及服務器的目標服務類型。端口號也有分類，但這不是本文的重點，詳見教材。

（3）TCP連接：總的來說，TCP的連接管理分為單個階段：建立連接 -> 數據傳送 -> 連接釋放。在（2）里說到，每個TCP連接的是具體IP地址的主機的兩個端口，即TCP連接的兩個端點由IP地址和端口號組成，這即是套接字（socket）的概念：套接字socket = IP + 端口號。

因此，我們要通過通過套接字來建立服務端與客戶端的通信連接。

二、Qt相關類

QTcpSocket：提供套接字

QTcpServer：提供基於TCP的服務端，看官方文檔的解釋如下：

This class makes it possible to accept incoming TCP connections. You can specify the port or have QTcpServer pick one automatically. You can listen on a specific address or on all the machine’s addresses.

這個解釋里面提到兩點：

（1）指定端口：即開通哪一個端口用於建立TCP連接；

（2）監聽：監聽（1）中指定的端口是否有連接的請求。

三、寫服務器和客戶端的具體流程

（1）服務器：

1. 創建並初始化 QTcpServer 對象；
2. 啟動服務器監聽，通過調用成員函數 listen(QHostAddress::Any, 端口號)；
3. 連接 QTcpServer 對象的 newConnection 信號槽，當有客戶端鏈接時，客戶端會發送 newConnection 信號給服務器，觸發槽函數接受鏈接（得到一個與客戶端通信的套接字 QTcpSocket）;
4. QTcpsocket 對象調用成員函數 write，發送數據給客戶端；
5. 當客戶端有數據發送來，QTcpSocket 對象就會發送 readyRead 信號，關聯槽函數讀取數據；
6. 連接 QTcpsocket 對象的 disconnected 信號槽，當客戶端對象調用成員函數 close，會觸發 QTcpsocket 對象的 disconnected 信號，進而觸發槽函數進行相應處理。

（2）客戶端：

1. 創建並初始化 QTcpSocket 對象；
2. QTcpSocket 調用 connectToHost(QHostAddress("IP"), 端口號)，連接服務器IP和端口號；
3. QTcpsocket 對象調用成員函數 write，發送數據給服務器；
4. 連接QTcpsocket 對象的 connected() 信號槽，當客服端成功連接到服務器后觸發 connected() 信號；
5. 連接QTcpsocket 對象的 readyread() 信號槽，當客戶端接收到服務端發來數據時觸發 readyread() 信號；
6. 連接 QTcpsocket 對象的 disconnected 信號槽，當客戶端對象調用成員函數 close，會觸發 QTcpsocket 對象的 disconnected 信號，進而觸發槽函數進行相應處理。

四、UI設計

客戶端：

服務端：

五、服務端實現

我們先要在工程文件中加入network

QT       += core gui network

下面我們來看看服務器程序步驟：

1、初始化 QTcpServer 對象

TCP_server = new QTcpServer();

2、啟動服務器監聽

TCP_server->listen(QHostAddress::Any,9988);//9988為端口號

3、連接 QTcpServer 對象的 newConnection 信號槽，當有客戶端鏈接時，客戶端會發送 newConnection 信號給服務器，觸發槽函數接受鏈接（得到一個與客戶端通信的套接字 QTcpSocket）

connect(TCP_server, SIGNAL(newConnection()), this, SLOT(slot_newconnect()));

// 在與 newConnection 信號連接的槽函數中，獲取與相應客戶端通信的套接字
TCP_connectSocket = mServer->nextPendingConnection();

4、QTcpsocket 對象調用成員函數 write，發送數據給客戶端

TCP_connectSocket->write(msg.toUtf8());

5、當客戶端有數據發送來，QTcpSocket 對象就會發送 readyRead 信號，關聯槽函數讀取數據

connect(mSocket,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(slot_recvmessage()));

6、連接 QTcpsocket 對象的 disconnected 信號槽，當客戶端對象調用成員函數 close，會觸發 QTcpsocket 對象的 disconnected 信號，進而觸發槽函數進行相應處理

connect(mSocket,SIGNAL(disconnected()),this,SLOT(slot_disconnect()));

TCP_Server.h

#ifndef TCP_SERVER_H
#define TCP_SERVER_H

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

namespace Ui {
class TCP_Server;
}

class TCP_Server : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit TCP_Server(QWidget *parent = nullptr);
    ~TCP_Server();

private slots:
    void slot_newconnect(); //建立新連接的槽
    void slot_sendmessage(); //發送消息的槽
    void slot_recvmessage(); //接收消息的槽
    void slot_disconnect(); //取消連接的槽

private:
    Ui::m_tcpServer *ui;

    QTcpServer *TCP_server; //QTcpServer服務器
    QTcpSocket *TCP_connectSocket; //與客戶端連接套接字
};

#endif // TCP_SERVER_H

 

TCP_Server.cpp

#include "tcp_server.h"
#include "ui_tcp_server.h"
#include <QMessageBox>
#include <QDateTime>

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

    //初始化
    TCP_server = new QTcpServer();
    TCP_connectSocket = nullptr;
    connect(ui->pushButton_send,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(slot_sendmessage()));

    //調用listen函數監聽同時綁定IP和端口號
    if(TCP_server->listen(QHostAddress::LocalHost,10000)) //判斷listen是否成功，成功則繼續執行，連接新接收信號槽
    {
        this->connect(TCP_server,SIGNAL(newConnection()),this,SLOT(slot_newconnect()));  //將服務器的新連接信號連接到接收新連接的槽
    }
    else
    {
        QMessageBox::critical(this,"錯誤","IP綁定錯誤，請關閉其它服務端或更改綁定端口號");
    }
}

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

//建立新連接的槽
void TCP_Server::slot_newconnect()
{
    if(TCP_server->hasPendingConnections())  //查詢是否有新連接
    {
        TCP_connectSocket = TCP_server->nextPendingConnection(); //獲取與真實客戶端相連的客戶端套接字
        ui->textBrowser->append("client login!"); //若有新連接，則提示

        this->connect(TCP_connectSocket,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(slot_recvmessage())); //連接客戶端的套接字的有新消息信號到接收消息的槽
        this->connect(TCP_connectSocket,SIGNAL(disconnected()),this,SLOT(slot_disconnect())); //連接客戶端的套接字取消連接信號到取消連接槽
    }
}

//發送消息的槽
void TCP_Server::slot_sendmessage()
{
    QString sendMessage = ui->lineEdit->text(); //獲取單行文本框內要發送的內容
    if(TCP_connectSocket != nullptr && !sendMessage.isEmpty()) //確保有客戶端連接，並且發送內容不為空
    {
        TCP_connectSocket->write(sendMessage.toLatin1());   //發送消息到客戶端

        QString localDispalyMessage = "send to client: " + sendMessage \
                        + QDateTime::currentDateTime().toString(" yyyy-M-dd hh:mm:ss") + tr("\n");
        ui->textBrowser->append(localDispalyMessage);   //將要發送的內容顯示在listwidget
    }

    ui->lineEdit->clear();
}

//接收消息的槽
void TCP_Server::slot_recvmessage()
{
    if(TCP_connectSocket != nullptr) //與客戶端連接的socket，不是nullptr，則說明有客戶端存在
    {
        QByteArray array = TCP_connectSocket->readAll();    //接收消息
        QHostAddress clientaddr = TCP_connectSocket->peerAddress(); //獲得IP
        int port = TCP_connectSocket->peerPort();   //獲得端口號

        QDateTime datetime = QDateTime::currentDateTime();

        QString sendMessage = tr("recv from :") + clientaddr.toString() + tr(" : ") \
                                + QString::number(port) + tr("   ") + datetime.toString("yyyy-M-dd hh:mm:ss") + tr("\n");
        sendMessage += array;

        ui->textBrowser->append(sendMessage);   //將接收到的內容加入到listwidget
    }
}

//取消連接的槽
void TCP_Server::slot_disconnect()
{
    if(TCP_connectSocket != nullptr)
    {
        ui->textBrowser->append("client logout!");
        TCP_connectSocket->close(); //關閉客戶端
        TCP_connectSocket->deleteLater();
    }
}

六、客戶端實現

下面我們來看看客戶端程序步驟：

1、初始化 QTcpSocket 對象

TCP_server = new QTcpSocket();

2、QTcpSocket 調用 connectToHost(QHostAddress("IP"), 端口號)，連接服務器IP和端口號

TCP_sendMesSocket->connectToHost("127.0.0.1",10000); 

3、QTcpsocket 對象調用成員函數 write，發送數據給服務器

//取發送信息編輯框內容
QString msg = ui->sendEdit->toPlainText();
TCP_sendMesSocket->write(msg.toUtf8());//轉編碼

4、連接QTcpsocket 對象的 connected() 信號槽，當客服端成功連接到服務器后觸發 connected() 信號

connect(TCP_sendMesSocket,SIGNAL(connected()),this,SLOT(slot_connected()));

5、連接QTcpsocket 對象的 readyread() 信號槽，當客戶端接收到服務端發來數據時觸發 readyread() 信號

connect(TCP_sendMesSocket,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(slot_recvmessage()));

6、連接 QTcpsocket 對象的 disconnected 信號槽，當客戶端對象調用成員函數 close，會觸發 QTcpsocket 對象的 disconnected 信號，進而觸發槽函數進行相應處理

connect(TCP_sendMesSocket, SIGNAL(disconnected()), this, SLOT(slot_disconnect()));

TCP_Client.h

#ifndef TCP_CLIENT_H
#define TCP_CLIENT_H

#include <QWidget>
#include <QTcpSocket>

namespace Ui {
class TCP_Client;
}

class TCP_Client : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit TCP_Client(QWidget *parent = nullptr);
    ~TCP_Client();

//與按鈕交互，故函數都設置為槽函數
private slots:
    void slot_connected(); //處理成功連接到服務器的槽
    void slot_sendmessage(); //發送消息到服務器的槽
    void slot_recvmessage(); //接收來自服務器的消息的槽
    void slot_disconnect(); //取消與服務器連接的槽

private:
    Ui::TCP_Client *ui;

    bool isconnetion; //判斷是否連接到服務器的標志位
    QTcpSocket *TCP_sendMesSocket; //發送消息套接字
};

#endif // TCP_CLIENT_H

TCP_Client.cpp

#include "tcp_client.h"
#include "ui_tcp_client.h"
#include <QHostAddress>
#include <QDateTime>
#include <QMessageBox>

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

    /***    初始化TCP   ***/
    this->setWindowTitle("TCP客戶端");
    this->isconnetion = false;
    //初始化sendMesSocket
    this->TCP_sendMesSocket = new QTcpSocket();

    //終止之前的連接，重置套接字
    TCP_sendMesSocket->abort();
    //給定IP和端口號，連接服務器
    this->TCP_sendMesSocket->connectToHost("127.0.0.1",10000); //QHostAddress::LocalHost等於127.0.0.1，所以兩者都可以互相替換

    //成功連接服務器的connected()信號連接到slot_connected() (注意：不是connect()信號)
    connect(TCP_sendMesSocket,SIGNAL(connected()),this,SLOT(slot_connected()));
    //發送按鈕的clicked()信號連接到slot_sendmessage()
    connect(ui->pushButton_send,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(slot_sendmessage()));
    //有新數據到達時的readyread()信號連接到slot_recvmessage()
    connect(TCP_sendMesSocket,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(slot_recvmessage()));
    //與服務器斷開連接的disconnected()信號連接到slot_disconnect()
    connect(TCP_sendMesSocket,SIGNAL(disconnected()),this,SLOT(slot_disconnect()));
}

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

//處理成功連接到服務器的槽
void TCP_Client::slot_connected()
{
    this->isconnetion = true;
    ui->textBrowser->append(tr("與服務器連接成功：") + QDateTime::currentDateTime().toString("yyyy-M-dd hh:mm:ss"));
}

//發送消息到服務器的槽
void TCP_Client::slot_sendmessage()
{
    if(this->isconnetion)
    {
        QString sendMessage = ui->lineEdit->text(); //從單行文本框獲得要發送消息
        if(!sendMessage.isEmpty())
        {
            //發送消息到服務器
            this->TCP_sendMesSocket->write(sendMessage.toLatin1());
            //本地顯示發送的消息
            QString localDispalyMessage = tr("send to server: ") + sendMessage \
                                            + QDateTime::currentDateTime().toString(" yyyy-M-dd hh:mm:ss") + tr("\n");
            ui->textBrowser->append(localDispalyMessage);
        }
        else
            QMessageBox::warning(this,"錯誤","消息不能為空!",QMessageBox::Ok);
    }
    else
        QMessageBox::warning(this,"錯誤","未連接到服務器!",QMessageBox::Ok);

    ui->lineEdit->clear();
}

//接收來自服務器的消息的槽
void TCP_Client::slot_recvmessage()
{
    //接收來自服務器的消息
    QByteArray byteArray = this->TCP_sendMesSocket->readAll();
    QString recvMessage = tr("recv from server: ") + byteArray + QDateTime::currentDateTime().toString(" yyyy-M-dd hh:mm:ss") + tr("\n");
    ui->textBrowser->append(recvMessage);
}

//取消與服務器連接的槽
void TCP_Client::slot_disconnect()
{
    QMessageBox::warning(this,"警告","與服務器的連接中斷",QMessageBox::Ok);
    //關閉並隨后刪除socket
    TCP_sendMesSocket->close();
    TCP_sendMesSocket->deleteLater();
}

參考：

QT之TCP通信