Qt实现客户端与服务器消息发送
2024-10-19 21:37:40
这里用Qt来简单设计实现一个场景，即：
（1）两端：服务器QtServer和客户端QtClient
（2）功能：服务端连接客户端，两者能够互相发送消息，传送文件，并且显示文件传送进度。
环境：VS20013 + Qt5.11.2 + Qt设计师
先看效果：
一、基本概念
客户端与服务器的基本概念不说了，关于TCP通信的三次握手等等，在《计算机网络》里都有详细介绍。这里说下两者是如何建立起通信连接的。
（1）IP地址：首先服务器和每一个客户端都有一个地址，即IP地址。（底层的MAC地址，不关心，因为TCP通信以及IP，是七层架构里面的网络层、传输层了，底层透明）。对于服务器来说，客户端的数量及地址是未知的，除非建立了连接。但是对于客户端来说，必须知道服务器的地址，因为两者之间的连接是由客户端主动发起的。
（1）端口号：软件层面的端口号，指的是 “应用层的各种协议进程与运输实体进行层间交互的一种地址”。简而言之，每一个TCP连接都是一个进程，操作系统需要为每个进程分配一个协议端口（即每一个客户端与服务端的连接，不是两台主机的连接，而是两个端口的连接）。但一台主机通常会有很多服务，很多进程，单靠一个IP地址不能标识某个具体的进程或者连接。所以用端口号来标识访问的目标服务器以及服务器的目标服务类型。端口号也有分类，但这不是本文的重点，详见教材。
（3）TCP连接：总的来说，TCP的连接管理分为单个阶段：建立连接 -> 数据传送 -> 连接释放。在（2）里说到，每个TCP连接的是具体IP地址的主机的两个端口，即TCP连接的两个端点由IP地址和端口号组成，这即是套接字（socket）的概念：套接字socket = IP + 端口号。
因此，我们要通过通过套接字来建立服务端与客户端的通信连接。
二、Qt相关类
QTcpSocket：提供套接字
QTcpServer：提供基于TCP的服务端，看官方文档的解释如下：
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.
这个解释里面提到两点：
（1）指定端口：即开通哪一个端口用于建立TCP连接；
（2）监听：监听（1）中指定的端口是否有连接的请求。
三、写服务器和客户端的具体流程
（1）服务器：
- 创建并初始化 QTcpServer 对象；
- 启动服务器监听，通过调用成员函数 listen(QHostAddress::Any, 端口号)；
- 连接 QTcpServer 对象的 newConnection 信号槽，当有客户端链接时，客户端会发送 newConnection 信号给服务器，触发槽函数接受链接（得到一个与客户端通信的套接字 QTcpSocket）;
- QTcpsocket 对象调用成员函数 write，发送数据给客户端；
- 当客户端有数据发送来，QTcpSocket 对象就会发送 readyRead 信号，关联槽函数读取数据；
- 连接 QTcpsocket 对象的 disconnected 信号槽，当客户端对象调用成员函数 close，会触发 QTcpsocket 对象的 disconnected 信号，进而触发槽函数进行相应处理。
（2）客户端：
- 创建并初始化 QTcpSocket 对象；
- QTcpSocket 调用 connectToHost(QHostAddress("IP"), 端口号)，连接服务器IP和端口号；
- QTcpsocket 对象调用成员函数 write，发送数据给服务器；
- 连接QTcpsocket 对象的 connected() 信号槽，当客服端成功连接到服务器后触发 connected() 信号；
- 连接QTcpsocket 对象的 readyread() 信号槽，当客户端接收到服务端发来数据时触发 readyread() 信号；
- 连接 QTcpsocket 对象的 disconnected 信号槽，当客户端对象调用成员函数 close，会触发 QTcpsocket 对象的 disconnected 信号，进而触发槽函数进行相应处理。
四、UI设计
客户端：
服务端：
五、服务端实现
我们先要在工程文件中加入network
QT += core gui network
下面我们来看看服务器程序步骤：
1、初始化 QTcpServer 对象
TCP_server = new QTcpServer();
2、启动服务器监听
TCP_server->listen(QHostAddress::Any,9988);//9988为端口号
3、连接 QTcpServer 对象的 newConnection 信号槽，当有客户端链接时，客户端会发送 newConnection 信号给服务器，触发槽函数接受链接（得到一个与客户端通信的套接字 QTcpSocket）
connect(TCP_server, SIGNAL(newConnection()), this, SLOT(slot_newconnect()));
// 在与 newConnection 信号连接的槽函数中，获取与相应客户端通信的套接字
TCP_connectSocket = mServer->nextPendingConnection();
4、QTcpsocket 对象调用成员函数 write，发送数据给客户端
TCP_connectSocket->write(msg.toUtf8());
5、当客户端有数据发送来，QTcpSocket 对象就会发送 readyRead 信号，关联槽函数读取数据
connect(mSocket,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(slot_recvmessage()));
6、连接 QTcpsocket 对象的 disconnected 信号槽，当客户端对象调用成员函数 close，会触发 QTcpsocket 对象的 disconnected 信号，进而触发槽函数进行相应处理
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(); //建立新连接的槽
void slot_sendmessage(); //发送消息的槽
void slot_recvmessage(); //接收消息的槽
void slot_disconnect(); //取消连接的槽
private:
Ui::m_tcpServer *ui;
QTcpServer *TCP_server; //QTcpServer服务器
QTcpSocket *TCP_connectSocket; //与客户端连接套接字
};
#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()));
//调用listen函数监听同时绑定IP和端口号
if(TCP_server->listen(QHostAddress::LocalHost,10000)) //判断listen是否成功，成功则继续执行，连接新接收信号槽
{
this->connect(TCP_server,SIGNAL(newConnection()),this,SLOT(slot_newconnect())); //将服务器的新连接信号连接到接收新连接的槽
}
else
{
QMessageBox::critical(this,"错误","IP绑定错误，请关闭其它服务端或更改绑定端口号");
}
}
TCP_Server::~TCP_Server()
{
delete ui;
}
//建立新连接的槽
void TCP_Server::slot_newconnect()
{
if(TCP_server->hasPendingConnections()) //查询是否有新连接
{
TCP_connectSocket = TCP_server->nextPendingConnection(); //获取与真实客户端相连的客户端套接字
ui->textBrowser->append("client login!"); //若有新连接，则提示
this->connect(TCP_connectSocket,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(slot_recvmessage())); //连接客户端的套接字的有新消息信号到接收消息的槽
this->connect(TCP_connectSocket,SIGNAL(disconnected()),this,SLOT(slot_disconnect())); //连接客户端的套接字取消连接信号到取消连接槽
}
}
//发送消息的槽
void TCP_Server::slot_sendmessage()
{
QString sendMessage = ui->lineEdit->text(); //获取单行文本框内要发送的内容
if(TCP_connectSocket != nullptr && !sendMessage.isEmpty()) //确保有客户端连接，并且发送内容不为空
{
TCP_connectSocket->write(sendMessage.toLatin1()); //发送消息到客户端
QString localDispalyMessage = "send to client: " + sendMessage \
+ QDateTime::currentDateTime().toString(" yyyy-M-dd hh:mm:ss") + tr("\n");
ui->textBrowser->append(localDispalyMessage); //将要发送的内容显示在listwidget
}
ui->lineEdit->clear();
}
//接收消息的槽
void TCP_Server::slot_recvmessage()
{
if(TCP_connectSocket != nullptr) //与客户端连接的socket，不是nullptr，则说明有客户端存在
{
QByteArray array = TCP_connectSocket->readAll(); //接收消息
QHostAddress clientaddr = TCP_connectSocket->peerAddress(); //获得IP
int port = TCP_connectSocket->peerPort(); //获得端口号
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); //将接收到的内容加入到listwidget
}
}
//取消连接的槽
void TCP_Server::slot_disconnect()
{
if(TCP_connectSocket != nullptr)
{
ui->textBrowser->append("client logout!");
TCP_connectSocket->close(); //关闭客户端
TCP_connectSocket->deleteLater();
}
}
六、客户端实现
下面我们来看看客户端程序步骤：
1、初始化 QTcpSocket 对象
TCP_server = new QTcpSocket();
2、QTcpSocket 调用 connectToHost(QHostAddress("IP"), 端口号)，连接服务器IP和端口号
TCP_sendMesSocket->connectToHost("127.0.0.1",10000);
3、QTcpsocket 对象调用成员函数 write，发送数据给服务器
//取发送信息编辑框内容
QString msg = ui->sendEdit->toPlainText();
TCP_sendMesSocket->write(msg.toUtf8());//转编码
4、连接QTcpsocket 对象的 connected() 信号槽，当客服端成功连接到服务器后触发 connected() 信号
connect(TCP_sendMesSocket,SIGNAL(connected()),this,SLOT(slot_connected()));
5、连接QTcpsocket 对象的 readyread() 信号槽，当客户端接收到服务端发来数据时触发 readyread() 信号
connect(TCP_sendMesSocket,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(slot_recvmessage()));
6、连接 QTcpsocket 对象的 disconnected 信号槽，当客户端对象调用成员函数 close，会触发 QTcpsocket 对象的 disconnected 信号，进而触发槽函数进行相应处理
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();
//与按钮交互，故函数都设置为槽函数
private slots:
void slot_connected(); //处理成功连接到服务器的槽
void slot_sendmessage(); //发送消息到服务器的槽
void slot_recvmessage(); //接收来自服务器的消息的槽
void slot_disconnect(); //取消与服务器连接的槽
private:
Ui::TCP_Client *ui;
bool isconnetion; //判断是否连接到服务器的标志位
QTcpSocket *TCP_sendMesSocket; //发送消息套接字
};
#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客户端");
this->isconnetion = false;
//初始化sendMesSocket
this->TCP_sendMesSocket = new QTcpSocket();
//终止之前的连接，重置套接字
TCP_sendMesSocket->abort();
//给定IP和端口号，连接服务器
this->TCP_sendMesSocket->connectToHost("127.0.0.1",10000); //QHostAddress::LocalHost等于127.0.0.1，所以两者都可以互相替换
//成功连接服务器的connected()信号连接到slot_connected() (注意：不是connect()信号)
connect(TCP_sendMesSocket,SIGNAL(connected()),this,SLOT(slot_connected()));
//发送按钮的clicked()信号连接到slot_sendmessage()
connect(ui->pushButton_send,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(slot_sendmessage()));
//有新数据到达时的readyread()信号连接到slot_recvmessage()
connect(TCP_sendMesSocket,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(slot_recvmessage()));
//与服务器断开连接的disconnected()信号连接到slot_disconnect()
connect(TCP_sendMesSocket,SIGNAL(disconnected()),this,SLOT(slot_disconnect()));
}
TCP_Client::~TCP_Client()
{
delete ui;
}
//处理成功连接到服务器的槽
void TCP_Client::slot_connected()
{
this->isconnetion = true;
ui->textBrowser->append(tr("与服务器连接成功：") + QDateTime::currentDateTime().toString("yyyy-M-dd hh:mm:ss"));
}
//发送消息到服务器的槽
void TCP_Client::slot_sendmessage()
{
if(this->isconnetion)
{
QString sendMessage = ui->lineEdit->text(); //从单行文本框获得要发送消息
if(!sendMessage.isEmpty())
{
//发送消息到服务器
this->TCP_sendMesSocket->write(sendMessage.toLatin1());
//本地显示发送的消息
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,"错误","消息不能为空!",QMessageBox::Ok);
}
else
QMessageBox::warning(this,"错误","未连接到服务器!",QMessageBox::Ok);
ui->lineEdit->clear();
}
//接收来自服务器的消息的槽
void TCP_Client::slot_recvmessage()
{
//接收来自服务器的消息
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);
}
//取消与服务器连接的槽
void TCP_Client::slot_disconnect()
{
QMessageBox::warning(this,"警告","与服务器的连接中断",QMessageBox::Ok);
//关闭并随后删除socket
TCP_sendMesSocket->close();
TCP_sendMesSocket->deleteLater();
}
参考：
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