QT TCP通信：用QT制作一个TCPServer与TCPClient的通信

前言

之前项目上用到了TCP通信，作为TCP的服务端上位机与下位机进行控制信号传输。
这篇博客就对QT中使用TCP通信理一个简单的demo，做一个简单的TCP服务端和客户端的通信。
因为时间有限，这里就阐述一下基本原理和代码实现，具体的demo参考的是《QT5.9C++开发指南》

具体效果图如下

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1. TCP通信原理和流程阐述

1.1 TCP 通信原理简述

TCP通信主要是三次握手和四次挥手，前者是建立连接，后者是断开连接。

上图是三次握手的一个基本流程图：
首先客户机向服务器申请同步，即向服务器申请连接。
服务器接收到请求，返回一个确认帧，告诉客户机已经收到你的请求，同意连接。
客户机收到同意请求信息之后，还要告诉服务器它已经收到服务器的确认请求，接下来可以传输数据。

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上面是一个简单的TCP建立连接的阐述，那么回归到服务器端。在QT中，TCP服务器端使用QTcpServer用于端口监听和建立服务器，服务器和客户端之间在建立连接后，通信使用QTcpSocket，套接字Socket进行。

1.2 TCP服务端建立与通信流程

在QT中，使用QTcpServer::listen()函数开始服务器端监听，这里可以指定监听的IP地址和端口。这个表示服务器的IP和端口，监听向这个IP和端口发起请求的客户端。

当有新的客户端接入时，QTcpServer内部的incomingConnection()函数会创建一个与客户端连接的QTcpSocket对象，接着发射信号newConnection()。在newConnection()信号的槽函数中，可以用nextPendingConnection()接收客户端的连接，最后使用QTcpSocket与客户端通信。

1.3 TCP客户端通信流程

TCP客户端使用QTcpSocket与TCP服务器建立连接并通信。
客户端的QTcpSocket 实例首先通过 connectToHost()尝试连接到服务器，需要指定服务器的IP 地址和端口。
connectToHost()是异步方式连接服务器，不会阻塞程序运行，连接后发射 connected()信号。
如果需要使用阻塞方式连接服务器，则使用 waitForConnected()函数阻塞程序运行，直到连接成功或失败。
例如:

socket->connectToHost("192.168.1.100",1340);
	if(socket->waitForConnected(1000)
		qDebug("Connected!");

客户端与服务器建立socket连接后，就可以向缓冲区写数据或从接收缓冲区读取数据，实现数据的通信。当缓冲区有新数据进入时，会发射readyRead()信号，一般在此信号的槽函数里面读取缓冲区数据。

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2. 关键源码阐述

2.1 服务端代码

初始化TCP服务端，绑定信号与槽函数

    QTcpServer *tcpServer; //TCP服务器
    QTcpSocket *tcpSocket;//TCP通讯的Socket

	tcpServer=new QTcpServer(this);
    connect(tcpServer,SIGNAL(newConnection()),this,SLOT(onNewConnection()));

定义了一个TcpServer的对象tcpServer，将获取的newConnection()信号绑定到自定义的槽函数onNewConnection()上。

开始监听，选择IP和端口号

void MainWindow::on_actStart_triggered()
{//开始监听
    QString     IP=ui->comboIP->currentText();//IP地址
    quint16     port=ui->spinPort->value();//端口
    QHostAddress    addr(IP);
    tcpServer->listen(addr,port);//指定ip和端口，这里的IP就是默认IP端口也是控件的默认值端口
//    tcpServer->listen(QHostAddress::LocalHost,port);// Equivalent to QHostAddress("127.0.0.1").
	...
	...
}

下面这个函数绑定了一些tcp连接的状态信号和对应的处理函数。
对于接收到的tcpServer连接，使用nextPending函数创建socket进行通信。

void MainWindow::onNewConnection()
{
//    ui->plainTextEdit->appendPlainText("有新连接");
    tcpSocket = tcpServer->nextPendingConnection(); //创建socket

    connect(tcpSocket, SIGNAL(connected()),
            this, SLOT(onClientConnected()));
    onClientConnected();//

    connect(tcpSocket, SIGNAL(disconnected()),
            this, SLOT(onClientDisconnected()));

    connect(tcpSocket,SIGNAL(stateChanged(QAbstractSocket::SocketState)),
            this,SLOT(onSocketStateChange(QAbstractSocket::SocketState)));
    onSocketStateChange(tcpSocket->state());

    connect(tcpSocket,SIGNAL(readyRead()),
            this,SLOT(onSocketReadyRead()));
}

服务端发送数据函数：

void MainWindow::on_btnSend_clicked()
{//发送一行字符串，以换行符结束
    QString  msg=ui->editMsg->text();
    ui->plainTextEdit->appendPlainText("[out] "+msg);
    ui->editMsg->clear();
    ui->editMsg->setFocus();

    QByteArray  str=msg.toUtf8();
    str.append('\n');//添加一个换行符
    tcpSocket->write(str);
}

服务器读取数据

void MainWindow::onSocketReadyRead()
{//读取缓冲区行文本
//    QStringList   lines;
    while(tcpSocket->canReadLine())
        ui->plainTextEdit->appendPlainText("[in] "+tcpSocket->readLine());
//        lines.append(clientConnection->readLine());
}

2.2 客户端代码

对于客户端来说主要是socket通信

初始化客户端并绑定信号

    QTcpSocket  *tcpClient;  //socket
 	tcpClient=new QTcpSocket(this); //创建socket变量
     connect(tcpClient,SIGNAL(connected()),this,SLOT(onConnected()));
    connect(tcpClient,SIGNAL(disconnected()),this,SLOT(onDisconnected()));

    connect(tcpClient,SIGNAL(stateChanged(QAbstractSocket::SocketState)),
            this,SLOT(onSocketStateChange(QAbstractSocket::SocketState)));
    connect(tcpClient,SIGNAL(readyRead()),
            this,SLOT(onSocketReadyRead()));

连接到服务器

    QString     addr=ui->comboServer->currentText();
    quint16     port=ui->spinPort->value();
    tcpClient->connectToHost(addr,port);

发送数据

void MainWindow::on_btnSend_clicked()
{//发送数据
    QString  msg=ui->editMsg->text();
    ui->plainTextEdit->appendPlainText("[out] "+msg);
    ui->editMsg->clear();
    ui->editMsg->setFocus();

    QByteArray  str=msg.toUtf8();
    str.append('\n');
    tcpClient->write(str);
}

读取数据

void MainWindow::onSocketReadyRead()
{//readyRead()信号槽函数
    while(tcpClient->canReadLine())
        ui->plainTextEdit->appendPlainText("[in] "+tcpClient->readLine());
}

总结

这篇博客主要阐述了一下QT中TCP的服务端和客户端的连接与通信，以及简单收发数据。我这里把核心的逻辑提出来阐述了一下，具体的源码见绑定的资源。或者自己去异步社区下载一下书籍配套的源码。