C++ Qt 网络编程：QUdpSocket、QTcpSocket 与 Http 实战

注意在 .pro 加入 network。

主要源码：

// widget.h
#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H
#include <QWidget>
#include <QUdpSocket>
#include <QHostAddress>
#include <QMessageBox>
#include <QNetworkDatagram>
#include <QDateTime>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE

class Widget : public QWidget {
    Q_OBJECT
public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();
private:
    Ui::Widget *ui;
    QUdpSocket* socket;
    QString process2(const QString& s);
private slots:
    void process();
};
#endif // WIDGET_H

// widget.cpp
#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent), ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    socket = new QUdpSocket(parent);
    ui->listWidget->setObjectName(QString("UDP 服务器"));
    connect(socket, &QUdpSocket::readyRead, this, &Widget::process);
    // 注意一定要先连接槽函数再绑定端口号
    bool isconnect = socket->bind(QHostAddress::Any, 8081);
    if (!isconnect) {
        QMessageBox::critical(this, "错误", "服务器启动错误");
        return;
    }
    setWindowTitle("Udp 服务端");
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

QString Widget::process2(const QString& request)
{
    return request;
}

void Widget::process()
{
    QNetworkDatagram requestPacket = socket->receiveDatagram();
    QString request = requestPacket.data();
    QString response = process2(request);
    QNetworkDatagram responsePacket(response.toUtf8(), requestPacket.senderAddress(), requestPacket.senderPort());
    socket->writeDatagram(responsePacket);
    qint64 msTimestamp = QDateTime::currentMSecsSinceEpoch();
    QDateTime dateTime = QDateTime::fromMSecsSinceEpoch(msTimestamp);
    QString formatted = dateTime.toString("yyyy-MM-dd hh:mm:ss.zzz");
    QString log = "[" + formatted + " : " + requestPacket.senderAddress().toString() + ":" + QString::number(requestPacket.senderPort()) + "] req: " + request + ", resp: " + response;
    ui->listWidget->addItem(log);
}

UDP 回显客户端

1. 打开 ui 文件拖拽（保证可以主动给服务器发起请求）
2. 创建 QUdpSocket 类型的成员变量 socket
3. 构造函数中添加全局变量 SERVER_IP (127.0.0.1) 和 SERVER_PORT (9090)，初始化 socket 对象
4. 给按钮添加点击信号的槽函数：获取输入框内容，构造 UDP 请求数据包，发送请求，清空输入框
5. 处理服务器返回的响应：通过 readyRead 信号触发槽函数，读取响应数据显示到界面

主要源码：

// widget.h
#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H
#include <QWidget>
#include <QUdpSocket>
#include <QNetworkDatagram>
#include <QHostAddress>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE

class Widget : public QWidget {
    Q_OBJECT
public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();
private slots:
    void on_pushButton_clicked();
private:
    Ui::Widget *ui;
    QUdpSocket *socket;
private slots:
    void processResponse();
};
#endif // WIDGET_H

// widget.cpp
#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

QString SERVER_IP = "127.0.0.1";
quint16 SERVER_PORT = 8081;

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent), ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    socket = new QUdpSocket(parent);
    setWindowTitle("Udp 客户端");
    connect(socket, &QUdpSocket::readyRead, this, &Widget::processResponse);
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::on_pushButton_clicked()
{
    QString context = ui->lineEdit->text();
    QNetworkDatagram request(context.toUtf8(), QHostAddress(SERVER_IP), SERVER_PORT);
    socket->writeDatagram(request);
    ui->listWidget->addItem("客户端说：" + context);
    ui->lineEdit->clear();
}

void Widget::processResponse()
{
    const QNetworkDatagram& packet = socket->receiveDatagram();
    QString s = QString::fromUtf8(packet.data());
    ui->listWidget->addItem("服务器说" + s);
}

Qt UDP 总结

1. QNetworkDatagram 数据报类：发送和接收的数据报类，发送时构造传递 ip 和 port 指定目的地以及数据，接收时直接通过 socket 读取该类然后将 QByteArray 的二进制转换成 QString。
2. QUdpSocket 文件类：完成对消息的读写操作，并通过 QNetworkDatagram 完成消息传递。服务端需绑定 bind 服务器的 ip 和 port 信息，客户端通过 QNetworkDatagram 指定发送服务端信息。
3. &QUdpSocket::readyRead 消息准备就绪的信号：连接槽函数完成对 UDP 数据的处理。注意一定要先连接槽函数再绑定端口号。
4. .pro 中要添加 network。

2. TcpSocket

核心 API 概览，核心类是两个：QTcpServer 和 QTcpSocket，分别作用于服务端和客户端。

QTcpServer

用于监听端口获取客户端连接。

QTcpSocket

用于客户端和服务器之间的数据交互。

实操 Demo

Tcp 回显服务器

1. 创建 Widget 项目（.pro 中添加 network）
2. ui 文件中拖拽一个 ListWidget
3. 添加 QTcpServer 类成员变量句柄
4. 构造函数中修改窗口标题，创建 QTcpServer 实例，创建 newConnection 信号的信号槽 processConnection
5. 在 processConnection 中：
   • 通过 nextPendingConnection 获取客户端 socket
   • 获取 ip 地址和端口，添加到 ListWidget
   • 处理客户端发来请求：通过 readyRead 信号，获取请求报文，处理响应，写回客户端，记录日志
   • 处理客户端断开连接：通过 disconnected 信号，显示下线信息，手动释放 clientSocket（使用 deleteLater）
6. 绑定并监听端口号：确保先处理好连接逻辑再绑定监听，检查 listen 返回值

注意：TCP 是面向字节流的，存在粘包问题。更严谨的做法是约定应用层协议格式。

主要源码：

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent), ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    setWindowTitle("服务器");
    server = new QTcpServer(parent);
    connect(server, &QTcpServer::newConnection, this, &Widget::processConnection);
    bool ret = server->listen(QHostAddress::Any, 8080);
    if (!ret) {
        QMessageBox::critical(this, "服务器启动失败", server->errorString());
        return;
    }
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

QString Widget::process(QString& request)
{
    return request;
}

void Widget::processConnection()
{
    QTcpSocket *clientSocket = server->nextPendingConnection();
    QHostAddress add = clientSocket->peerAddress();
    quint16 port = clientSocket->peerPort();
    ui->listWidget->addItem("[" + add.toString() + ":" + QString::number(port) + "]:" + "客户端已上线");

    connect(clientSocket, &QTcpSocket::readyRead, this, [=]() {
        QString request = clientSocket->readAll();
        const QString& response = process(request);
        clientSocket->write(response.toUtf8());
        QString log = "[" + add.toString() + ":" + QString::number(port) + "] req:" + request + ",res:" + response;
        ui->listWidget->addItem(log);
    });

    connect(clientSocket, &QTcpSocket::disconnected, this, [=]() {
        QString log = "[" + add.toString() + ":" + QString::number(port) + "]已下线";
        qDebug() << log;
        ui->listWidget->addItem(log);
        clientSocket->deleteLater();
    });
}

Tcp 客户端的实现

1. 创建新的 Widget 项目
2. 创建 QTcpSocket 对象 (socket)
3. 构造函数中设置窗口，创建 socket 实例，和服务器建立连接 connectToHost
4. 通过 readyRead 信号处理响应
5. 等待连接建立的结果，确定是否连接成功 waitForConnected
6. 给按钮添加点击的槽函数：获取输入框内容，发送内容给服务器，显示消息，清空输入框

主要源码：

// widget.cpp
#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent), ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    socket = new QTcpSocket(parent);
    socket->connectToHost("127.0.0.1", 8080);
    connect(socket, &QTcpSocket::readyRead, this, [=]() {
        QString response = socket->readAll();
        ui->listWidget->addItem("服务端说：" + response);
    });
    if (!socket->waitForConnected()) {
        QMessageBox::critical(this, "client 连接服务器失败", socket->errorString());
        exit(0);
    }
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::on_pushButton_clicked()
{
    QString request = ui->lineEdit->text();
    socket->write(request.toUtf8());
    ui->listWidget->addItem("客户端说：" + request);
    ui->lineEdit->clear();
}

Qt Tcp 总结

1. 服务器中 QTcpServer::newConnection 处理新链接的信号，注意需要连接从而完成新链接新用户的消息处理和断开连接处理。
2. nextPendingConnection() 从就绪的连接中获取一个，从而拿到一个客户端（QTcpSocket *）。
3. QTcpSocket 常用的函数：peerAddress（获取地址）、peerPort（端口）、readAll（获取 socket 中的数据）、write（通过 socket 发送消息数据）、connectToHost（客户端中使用）。
4. QTcpSocket::readyRead，同前面客户端消息就绪的信号。
5. 注意 QT 信号槽中使用 lambda 时不要引用（&）获取而是值（=）获取。
6. QTcpSocket::disconnected 用户断开时会触发的信号。

3. HTTP Client

Qt 中也是提供了 Http 的客户端，Http 协议本质上也就是基于 TCP 协议实现的。

核心 API

关键类主要是三个：QNetworkAccessManager, QNetworkRequest, QNetworkReply。

QNetworkAccessManager

提供了 HTTP 的核心操作。

QNetworkRequest

表示一个 HTTP 请求（不含 body）。

常用 Header 取值：ContentTypeHeader, ContentLengthHeader, CookieHeader, UserAgentHeader。

QNetworkReply

表示一个 HTTP 响应。这个类同时也是 QIODevice 的子类。

实操 Demo Http 客户端

1. .pro 中添加 network 标识
2. 添加 QNetworkAccessManger 成员变量（client）
3. 构造函数中实例化成员变量，指定父元素
4. 给按钮添加点击的槽函数：
   • 获取输入框中的 url
   • 通过 client 调用 get 方法并传递 url
   • 构造一个 HTTP 请求对象 request，会返回一个 QNetworkReply 响应对象
   • 注意 get 只负责发送请求，并不会阻塞等待，通过 response 内部的 finished 信号处理
   • 连接 finished 信号，判断 error，读取 response 的 html 数据，设置到 PlainTextEdit 中，最后调用 response 的 deleteLater

注意最后这里访问的是 http 的而非 https。

源码：

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent), ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    client = new QNetworkAccessManager(parent);
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::on_pushButton_clicked()
{
    QUrl url = ui->lineEdit->text();
    QNetworkRequest request(url);
    QNetworkReply *response = client->get(request);
    connect(response, &QNetworkReply::finished, this, [=]() {
        if (response->error() == QNetworkReply::NoError) {
            QString req = response->readAll();
            ui->plainTextEdit->setPlainText(req);
        } else {
            ui->plainTextEdit->setPlainText(response->errorString());
        }
        response->deleteLater();
    });
}

Qt Http 总结

1. QNetworkRequest 构造一个 http 请求，初始化填入 url 代表路径。
2. url 需要的类型是 QUrl，QString 能直接转换。
3. QNetworkAccessManager 中的 get/post 函数进行发送请求和并且接收响应 QNetworkReply，但需要注意的是响应处不是阻塞的。
4. 所以需要设置一个信号槽，信号是 QNetworkReply::finished 当数据到达时就会触发。
5. 当 QNetworkReply 的 error 函数和 QNetworkReply::NoError 相等就代表没有问题此时就能在继续处理 http 响应了。