Qt系列文章013-TCP通信

1 前言

  在前面讲完Qt的辅助网络请求类后，今天开始正式进入实践常用的网络通信方式——TCP通信, 这章主要讲解TCP通信的含义和Qt相关的Tcp类库详解，具体实践程序设计讲解放到下一章，本章主打基础知识讲解！

2 TCP概述

  TCP(Transmission Control Protocol) 是一种 被大多数Internet网络协议(如HTTP和FTP)用于数据传输的低级网络协议，它是可靠的、面向流、面向连接的传输协议，特别适合用于连续数据传输。
  TCP通信必须先建立TCP连接，通信端分为客户端和服务器端，通信原理三次握手(如下图所示)。

3 QTcp 类介绍

  Qt 提供QTcpSocket类和QTcpServer类用于建立TCP通信应用程序。服务器端程序必须使用QTcpServer用于端口监听，建立服务器;QTcpSocket用于建立连接后使用套接字(Socket)进行通信。
  QTcpServer是从QObject继承的类，它主要用于服务器端建立网络监听，创建网络Socket连接。QTepServer类的主要接口函数见下表:

  服务器端程序首先需要用 QTcpServer:listen() 开始服务器端监听，可以指定监听的IP地址和端口，一般一个服务程序只监听某个端口的网络连接。
  当有新的客户端接入时，QTcpServer内部的incomingConnection()函数会创建一一个 与客户端连接的QTcpSocket对象，然后发射信号newConnection()。 在newConnection(）信号的槽函数中，可以用nextPendingConnection()接受客户端的连接，然后使用QTcpSocket与客户端通信。
  所以在客户端与服务器建立TCP连接后，具体的数据通信是通过QTcpSocket完成的。
QTcpSocket类提供了TCP协议的接口，可以用QTcpSocket类实现标准的网络通信协议如POP3、SMTP和NNTP，也可以设计自定义协议。
  QTcpSocket是从QIODevice间接继承的类，所以具有流读写的功能。QTcpSocket和下一节要讲到的QUdpSocket的类继承关系如下图所示。

  QTcpSocket类除了构造函数和析构函数，其他函数都是从QAbstractSocket继承或重定义的。QAbstractSocket用于TCP通信的主要接口函数见下表：

4 调用交互

  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("127.0.0.1"，1340);
if (socket->waitForConnected(1000))
	qDebug("Connected!");

  与服务器端建立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readyRead0信号，一- 般在此信号的槽函数里读取缓冲区数据。
  QTcpSocket是从QIODevice间接继承的，所以可以使用流数据读写功能。- - 个QTcpSocket
实例既可以接收数据也可以发送数据，且接收与发射是异步工作的，有各自的缓冲区。
  作为演示TCP通信的实例，创建了一个TCPClient程序和一个TCPServer程序，两个程序的设计思路讲解放到下文具体详解。

总结：

TCPServer 程序具有如下的功能:

• 根据指定IP地址(本机地址)和端口打开网络监听，有客户端连接时创建socket连接;
• 采用基于行的数据通信协议，可以接收客户端发来的消息，也可以向客户端发送消息;
• 在状态栏显示服务器监听状态和socket的状态。

TCPClient程序具有如下的功能:

• 通过IP地址和端口号连接到服务器;
• 采用基于行的数据通信协议，与服务器端收发消息;
• 处理QTepSocket的StateChange()信号，在状态栏显示socket的状态。