Qt实现客户端与服务器消息发送

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：

1. 创建并初始化 QTcpServer 对象；
2. 启动服务器监听，通过调用成员函数 listen(QHostAddress::Any, 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）;
4. QTcpsocket 对象调用成员函数 write，发送数据给客户端；
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；
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。

（2）客户端：

1. 创建并初始化 QTcpSocket 对象；
2. QTcpSocket 调用 connectToHost(QHostAddress("IP"), 端口号)，连接服务器IP和端口号；
3. QTcpsocket 对象调用成员函数 write，发送数据给服务器；
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；
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；
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。

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("
");
        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("
");
        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("
");
            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("
");
    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：

QT之TCP通信