Qt网络编程之一


网络编程目录

*Qt中有关网络编程的类

*HTTP和FTP高层网络操作

*使用QTcpSocket和QTcpServer进行TCP编程

*使用QUdpSocket进行UDP编程

*使用QHostInfo解析主机名

*对于网络代理的支持

*Bearer Management Support

网络编程

QtNetwork模块提供了我们实现TCP/IP客户端和服务器端的类。它提供了诸如实现特定应用层协议的QFtp类，代表底层网络协议的类：QTcpSocket、QTcpServer和QUdpSocket，以及使用普遍协议进行网络操作的高层次类：QNetworkRequest、QNetworkReply和QNetworkAccessManager。它同样提供了用于实现bearer management的类：QNetworkConfigure、QNetworkConfigureManager和QNetworkSession。

Qt中用于网络编程的类

下面的类用于支持Qt的网络编程





关于HTTP和FTP的高层网络操作

Network Access API是常见网络操作类的集合。该API对使用的特定操作和协议(例如：在HHTP上获取和上传数据)，并且仅仅暴露一般的类、函数和信号或是高层次的概念。

网络请求是由QNetworkRequest类呈现的，该类也作为一个包含于请求相关信息的容器，例如：任何头部信息和

使用的加密方式。在一个请求对象被创建的时候，指定的URL就可用来决定该请求所使用的协议。目前对于HHTP、FTP和本地文件的URL都支持下载和上传。

网络操作的协同工作是由QNetworkAccessManagement类实现的。一旦一个请求被创建，该类就用来分发请求和发送信号报告请求处理的进度。manager同样也用来协同在客户端使用cookies存储数据、授权请求和代理的使用。

网络请求的应答是由QNetworkReply类来呈现的，当一个请求被分发后它就会由QnetworkAccessManager创建。

QNetworkReply提供的信号可以被用来单独的检测每一个应答，或者开发者也可以选择使用manager的信号来达到这种目的，而放弃使用查询应答信息的方式。由于QNetworkReply是QIODevice的子类，应答信息可以被同步或者异步处理；例如阻塞或者非阻塞操作。

每一个应用或库都可以创建一个或者多个QNetworkAccessManager实例来处理网络通信。

使用QFtp写FTP客户端






FTP(文件传输协议)是一种通常被使用来浏览远程主机目录和文件传输的协议。

FTP使用两个网络连接，一个用于传输命令一个用于传输数据。FTP协议有一个状态，需要客户端在传输数据之前发送几个命令。FTP客户端建立一个连接，并且通过会话保持该连接一直被打开。在每一路会话中可以发生多个传输操作。

QFtp类提供对FTP协议客户端的支持。它有如下特性：

*非阻塞操作。QFtp是异步的。你可以调度一系列的命令使某一个命令在控制权返回到Qt的事件处理循环后再执行。

*命令ID。每一个命令都有一个唯一的ID，你可以使用该ID跟踪该命令的执行情况。例如：QFtp针对每一个执行的命 令使用命令ID发送commandStarted()和commandFinished()信号。

*数据传输的进度指示。无论处在数据发送的什么阶段，QFtp都发送信号(QFtp::dataTransferProgress(),

QNetworkReply::downloadProgress(), and QNetworkReply::uploadProgress())。你可以连接这些信号到

QProgressBar::setProgress() 或者 QProgressDialog::setProgress()。

*QIODevice支持。该类提供了从QIODevice上下载和上传数据的支持，额外的基于QByteArray的API。

这里有两种主要使用QFtp的方式。最常用的方法就是保持跟踪命令ID，并且通过连接到合适的信号获知每个

命令的执行情况。另外一种方法就是一次调度所有的命令，并且仅仅连接到done()信号，该信号在所有调度的

命令都执行完后才发送。第一种方式需要做更多的工作，但是它给予你对每个命令的执行更大的控制权，并且

允许你依据前一个命令的执行执行结果来初始化后面的命令。该方式也允许你提供更多的反馈信息给用户。

FTP示例展示了如何编写一个FTP客户端。依据低层次的类QTcpSocket和QTcpServer编写你自己的FTP(或者HTTP)服务器也是有可能的。

使用QTcpSocket和QTcpServer进行TCP编程




TCP(传输控制协议)是被大多数英特网协议(包括HTTP和FTP)使用的底层网络协议，主要用于数据传输。它是可靠的，面向流和面向连接的传输协议。它特别适合于连续的数据传输。

QTcpSocket提供了一个TCP的接口。你可以使用QTcpSocket实现标准的网络协议，例如：POP3、SMTP和NNTP以及自定义协议。

在数据传输之前，必须建立一个到远程主机和端口的TCP连接。一旦该连接建立了，那么IP地址和端口号都可以通过QTcpSocket::peerAddress() 和 QTcpSocket::peerPort()获取。任何时候都可以关闭连接，并且数据传输也会立即停止。

QTcpSocket以异步的方式工作，并且通过发送信号报告状态变化和错误，这一点和QNetworkAccessManager以及QFtp类似。它依赖于事件循环检测到来的数据，并且自动刷新即将发出去的数据。你可以通过QTcpSocket::write()将数据写入到套接字中，并且通过QTcpSocket::read()读取数据。QTcpSocket代表了两个独立的数据流：一个是读数据流，另一个是写数据流。

由于QTcpSocket继承自QIODevice，你可以将它与QTextStream和QDataStream一起使用，当从一QTcpSocket中读取数据时，你必须通过调用QTcpSocket::bytesAvailable()确保有足够的数据可读。

如果你需要处理进入的TCP连接(例如，在一个服务器程序中)，那么就使用QTcpServer类。通过调用QTcpServer::listen()来建立服务器，并且连接到QTcpServer::newConnection()信号，该信号在每一个客户端连接后发送。在你自己的槽函数中，使用QTcpServer::nextPendingConnection()来接受该连接请求，并且返回QTcpSocket和客户端通信。

尽管大多数的这些函数都是异步工作的，但是也可以以同步方式使用QTcpSocket(例如阻塞)。为了实现阻塞操作，调用QTcpSocket的waitFor...()函数，这将挂起调用的进程知道信号被发送。例如：在调用非阻塞的QTcpSocket::connectToHost()函数后，可以调用QTcpSocket::waitForConnected()来阻塞该进程，知道connected()信号被发送。

同步的套接字通常使得代码有一个非常简单的控制流程。waitFor...()方法最大的弊端就是在waitFor...()函数阻塞的时候事件将得不到处理。如果在GUI线程中使用将导致用户界面冻结。基于这个原因，我们建议你只在非GUI线程中使用同步套接字。当使用同步套接字时，QTcpSocket不需要任何一个事件循环。

Fortune Client 和 Fortune Server两个示例展示了如何使用QTcpSocket和QTcpServer来编写基于TCP客户端-服务器的应用程序。也可以查看 Blocking Fortune Client示例来学习如何在一个单独的线程中使用同步QTcpSocket(此时没有使用事件循环)，Threaded Fortune Server是一个多线程的TCP服务器，在每一个活动的客户端只有一个线程。

使用QUdpSocket进行UDP编程






UDP(用户数据报协议)是一个轻量级的，不可靠的，面向数据报的，无连接协议。当可靠性不是很重要的时候就可以使用该协议。例如：一个用于报告时间的服务器可以使用UDP。如果包含时间的数据报丢失了，那么客户端只需发出另外一个请求。

QUdpSocket类允许你发送和接收UDP数据报。它继承自QAbstractSocket，因此它有共享了QTcpSocket的大多数接口。最主要的不同就是QUdpSocket以数据报的形式发送数据，而不像QTcpSocket使用连续的数据流。简言之，一个数据报就是一个有大小限制数据包(通常小于512bytes)，包含发送方的IP地址和端口号、接收方的IP地址和端口号以及要传输的数据。

QUdpSocket支持IPv4广播。广播通常是用于实现网络发现协议，例如寻找网络上拥有最大空余磁盘空间的主机。一个主机发出的数据报，网络上的其它主机都可以接收到。每一个主机都接收到一个请求，然后返回一个应答信息给发送者，表明当前可用磁盘空间。发广播的主机直到接收到所有其它主机的应答信息才从中选择可用磁盘空间最大的主机来存储数据。要广播一个数据报，仅仅只需要将该数据报发送给特殊的地址：QHostAddress::Broadcast (255.255.255.255)，或者是你本地网络的广播地址。

QUdpSocket::bind()创建用于接收进入的数据报，这个和TCP服务器的 QTcpServer::listen()十分相似。无论什么时候当一个或者多个数据报到达时，QUdpSocket就会发送readyRead()信号。调用QUdpSocket::readDatagram()来读取数据报。

Broadcast Sender 和 Broadcast Receiver示例展示了如何使用Qt编写UDP发送者和UDP接收者。

QUdpSocket同样支持多播。Multicast Sender 和 Multicast Receiver示例展示了如何编写UDP多播客户端。

使用QHostInfo解析主机名称

在建立网络连接之前，QTcpSocket和QUdpSocket进行一个名称查询，将你连接的主机的名称翻译为一个IP地址。这个操作通常都是使用DNS(域名服务)协议。

QHostInfo提供了一个静态的方法，使得你可以自己完成这个查询操作。提供使用一个主机名、一个QObject指针和一个槽函数作为参数调用QHostInfo::lookupHost()，QHostInfo将会执行名称查询，并且在查询结束的时候调用已经指定的槽函数。实际的查询操作将会在一个单独的线程中完成，利用操作系统自己的方法进行名称查询操作。

QHostInfo也提供了一个称为QHostInfo::fromName()的静态方法，该方法将主机名作为参数和返回的结果。在这种情况下，查询操作与函数调用者在一个线程中完成。这个重载对于非GUI应用或将查询操作放在一个单独的，非GUI的线程中是十分有用的。(在一个GUI线程中调用这个函数可能会在它执行查询操作的时候导致你的UI冻结。)

支持网络代理

使用Qt进行网络通信可以通过代理完成，也就是在本地和远程的连接中指向或者过滤网络路径。

单个的代理是由QNetworkProxy类呈现的，该类用来描述和配置到代理的接连。不同层次的网络通信代理类型都得到了支持，由于SOCKS 5的支持，使得允许在一个低层次的网络流量使用代理，HTTP和FTP代理工作在协议层次。查看QNetworkProxy::ProxyType获取更多的信息。

代理可以在一个应用程序的单个套接字或者全部网络通信上使能。一个新打开的套接字在它被连接之前可以通过调用QAbstractSocket::setProxy()函数来使用代理。应用程序范围的代理可以通过调用QNetworkProxy::setApplicationProxy()函数对所有的套接字连接使能的。

代理工厂主要用于创建代理使用的策略。QNetworkProxyFactory是通过基于查询具体代理类型来支持代理的。 查询本身是使用QNetworkProxyQuery对象来编码的，该对象以基于关键的标准来选择使能的代理,,例如,代理的目的(TCP,UDP连接,TCP服务器,URL请求),本地的端口,远程主机和端口,使用的协议(HTTP,FTP等)。

QNetworkProxyFactory::proxyForQuery()被用来直接的查询工厂。一个应用程序范围的代理的策略可以通过传递一个factory给QNetworkProxyFactory::setApplicationProxyFactory()来实现，并且自定义的程序级代理策略可以通过创建QNetworkProxyFactor的子类实现，查看相应的类文档获取详细信息。

Bearer Management支持

Bearer Management控制着设备的连接状态，例如：应用程序可以启动和停止网络接口，并且在接入点之间透明的漫游。

QNetworkConfigurationManager类管理者设备所知的一系列网络配置。一个网络配置描述了启动网络接口的参数集合，并且使用QNetworkConfiguration类代表。

一个网络接口通过给定的网络配置打开一个QNetworkSession来完成启动。大多数情况下，基于特定平台默认的网络配置创建网络会话是合适的。默认的网络配置是函数QNetworkConfigurationManager::defaultConfiguration()返回的。

在一些平台上，平台要求应用程序在进行任何网络操作之前打开一个网络会话。这个可以通过

QNetworkConfigurationManager::capabilities()函数返回QNetworkConfigurationManager::NetworkSessionRequired

的值来测试。