Teknologian jakaminen

Qt QWebSocket-verkkoohjelmointi

2024-07-12

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Oppimistavoitteet: Qt QWebSocket -verkkoohjelmointi

Oppimisympäristö

QT TCP monisäikeinen verkkoviestintä-CSDN-blogi

Oppimissisältö

WebSocket on verkkotekniikka, joka tarjoaa kaksisuuntaisen viestintäkanavan yhden TCP-yhteyden kautta. Vuonna 2011 IETF standardoi WebSocket-protokollan nimellä RFC6455, ja QWebSocketia voidaan käyttää sekä asiakassovelluksissa että palvelinsovelluksissa.

Se toteuttaa kaksisuuntaisen tiedonsiirron selaimen ja palvelimen välillä, jolloin palvelin voi lähettää proaktiivisesti tietoja asiakkaalle.

pääominaisuus:

  1. Toisin kuin HTTP, WebSocket sallii palvelimen lähettää aktiivisesti tietoja asiakkaalle ilman, että asiakas käynnistää pyynnön.

  2. TCP-protokollalle rakennettu full-duplex-yhteys suoritetaan palvelimen ja asiakkaan välillä yhdessä portissa Ws (WebSocket) -protokollan kautta.

  3. Tukee tiedonsiirtoa teksti- tai binäärimuodossa.

  4. Protokolla on rakennettu yhdelle TCP-yhteydelle Palvelimen ja asiakkaan tarvitsee luoda vain yksi yhteys, eikä yhteyttä suljeta.

  5. Tukee asiakas- ja palvelinpuolen kirjastoja useilla ohjelmointikielillä, kuten JavaScript, Java, C#, Python jne.

Yleiset sovellusskenaariot:

  1. Chat Room: Tukee matalan latenssin reaaliaikaisia ​​keskusteluja.

  2. Online-peli: synkronointimoottori, joka edellyttää pelin tilan reaaliaikaista synkronointia.

  3. Osakekurssit: Tarjousohjelmisto, jonka on välitettävä reaaliaikaiset tarjoukset asiakkaalle.

  4. Videoneuvottelut: Vähäviiveinen reaaliaikainen äänen ja videon viestintä vaaditaan.

  5. Reaaliaikainen yhteismuokkaus: Esimerkiksi online-koodieditori vaatii reaaliaikaisen synkronoinnin.

QWebSocket on Qt:n tarjoama WebSocket-funktiokirjasto. Se on rakennettu Qt-verkkomoduuliin ja toteuttaa WebSocket-protokollan RFC6455-standardissa. Sinun on lisättävä QT+=websockets Qmake-tiedostoon

  1. QWebSocket tukee vain teksti-/binaariviestimuotoja eikä muita laajennettuja muotoja. Jos muita mukautettuja protokollia on lisättävä, kehittäjien on käsiteltävä se itse sovellustasolla.

  2. Se tukee pääsyä websocket-palveluihin käyttämällä tavallisia http/https-portteja 80/443, ja se tukee myös wss-protokollaa (salattu websocket). Joten se voi helposti olla vuorovaikutuksessa olemassa olevien verkkopalvelimien kanssa.

  3. Koska se perustuu QT CP -socket-toteutukseen, se tukee täysin kaikkia Qt-verkkotoimintoja, kuten välityspalvelinasetuksia, SSL-määrityksiä jne. Tätä on helpompi käyttää kuin joitain matalan tason C-rajapintoja.

  4. Se tukee sekä aktiivisia että passiivisia yhteystiloja. Aktiiviset yhteydet ovat connectToHost() kautta ja passiiviset yhteydet hyväksytään kuunteluportin accept() kautta. Molemmat tilat ovat erittäin käteviä.

  5. QT GUI -sovelluksissa viestien vastaanotto ja käyttöliittymäpäivitykset voidaan suorittaa helposti, jolloin vältetään monisäikeisen ohjelmoinnin monimutkaisuus. Esimerkiksi, vain päivitä käyttöliittymä suoraan textMessageReceived().

  6. QT5.10:n jälkeen asynkroninen I/O on tuettu, ja suorituskyky on hieman parantunut aiempaan verrattuna. Verkkolaajennusten tuki on myös parempi.

QWebSocketin yhteiset jäsentoiminnot

  1.  
  2. origin()
  3. 即 websocket=new QWebSocket("C1我是客户端",QWebSocketProtocol::VersionLatest,this);
  4. websocket->origin()  -》 C1我是客户端
  5.  
  6. void connectToHost(const QUrl &url) - 用于连接到指定主机的websocket服务,这个函数是异步的。
  7. void close() - 关闭与服务器的连接。
  8. void textMessageReceived(const QString &message) - 收到文本消息时触发的信号,其参数就是收到的文本消息内容。
  9. void binaryMessageReceived(const QByteArray &message) - 收到二进制消息时触发的信号,参数是原始二进制数据。
  10. void error(QAbstractSocket::SocketError socketError) - 发生错误时触发的信号,参数是错误类型。
  11. void stateChanged(QAbstractSocket::SocketState state) - 连接状态变化时触发,可以得知连接是否建立等。
  12. void textMessageSent(qint64 numBytes) - 发送文本消息完成后触发,numBytes是字节数。
  13. void bytesWritten(qint64 bytes) - 消息发送过程中的写入回调, bytes是一个部分发送出去的字节数。
  14. void abort() - 主动断开连接。
  15. bool waitForConnected(int msec = 30000) - 阻塞等待连接建立成功。
  17. QString hostName() - 获取当前连接的主机名,常用于判断连接是否成功。
  18. quint16 port() - 获取主机端口号。
  19. bool openMode() - 判断当前是否为主动连接还是被动接受模式。
  20. void writeTextMessage(const QString &text) - 发送文本消息,相比textMessage等更直观。
  21. void writeMessage(const QByteArray &data) - 发送二进制数据。
  22. qint64 bytesAvailable() - 查看接收缓存中可读取字节数。
  23. qint64 readBufferSize() - 设置双向数据接收缓存大小。
  24. void pauseIncomingPayload() - 暂停接收消息流。
  25. void resumeIncomingPayload() - 恢复接收。
  26. bool isValid() - 检查连接是否有效。
  28. 另外,作为QT套接字,它还支持一些通用功能:
  29. void setProxy() - 设置代理。
  30. void encrypt() - 设置SSL安全连接。
  31. void flush() - 强制输出缓存写出。
  32. bool waitForBytesWritten() - 等待数据发送完毕。
  34.  
  35. void QWebSocket::sendTextMessage(const QString &message)  用于发送文本消息
  36. 使用这个函数发送文本消息主要有以下几点需要注意的地方:
  37. 1发送文本消息前请确保WebSocket连接已经建立。可以通过ReadyState判断连接状态。
  38. 2发送的消息内容必须是纯文本,不支持转义编码等更多格式。
  39. 3一条消息发送完毕后,会触发textMessageSent()信号通知。
  40. 4可以通过waitForBytesWritten()等待数据完全发送出去。
  41. 5发送数据顺序可能与收到响应顺序不一致,需要应用层自己处理序号等。
  42. 6若消息较大,建议使用write或send到套接字后flush,而不是sendTextMessage。
  43. 7跨平台考虑,消息内容编码最好使用QString而不是QByteArray。
  44. 8使用该函数发送的文本消息类型,服务端一般对应文本框接受。
  45. 9可以绑定消息发送断开连接的异常处理等。

Sekä sendTextMessage- että writeTextMessage-toimintoja voidaan käyttää tekstiviestien lähettämiseen, mutta niillä on joitain eroja:

  1. Toiminnon määritelmä on erilainen:

  • sendTextMessage kuuluu QWebSocketin jäsentoimintoon;

  • writeTextMessage on QAbstractSocketin jäsentoiminto, ja QWebSocket perii QAbstractSocketista.

  1. Lähetyksen tehokkuus on erilainen:

  • Sisäisesti sendTextMessage muuntaa viestin ensin QByteArrayksi ja lähettää sen sitten kirjoitustoiminnon kautta, mikä on yksi muunnos lisää.

  • writeTextMessage kirjoittaa suoraan lähetettävän QStringin, mikä on hieman tehokkaampaa.

  1. Async-tuki on erilainen:

  • sendTextMessage on synkroninen toiminto ja palaa lähetyksen päätyttyä;

  • writeTextMessage tukee asynkronisia puheluita, ja takaisinsoittotoiminto voidaan määrittää Lambdan kautta.

  1. Virheiden käsittely on erilaista:

  • sendTextMessage ei palauta virhetietoja ja sitä voidaan käsitellä vain signaalivirheiden kautta;

  • writeTextMessage voi saada palautetun virhekoodin määrittääkseen lähetystilanteen.

  1. Erilaisia ​​käyttöskenaarioita:

  • sendTextMessage keskittyy WebSocketiin ja soveltuu WebSocket API:n kutsumiseen;

  • writeTextMessage on yleisempi ja sitä voidaan käyttää muiden QAbstractSocket-alaluokkien kanssa.

Yleisesti:

  • sendTextMessage on yksinkertaisempi käyttää, hyvin koteloitu ja sopii peruskäyttöön;

  • writeTextMessage on hieman tehokkaampi, tukee enemmän ominaisuuksia, kuten asynkronista ja virheiden käsittelyä, ja sopii skenaarioihin, joissa on korkeat suorituskyky- tai ohjausvaatimukset.

Toteuta projekti

Yksityinen viestintä asiakkaan ja asiakkaan välillä, viestintä asiakkaan ja palvelimen välillä.

ydinkoodi

Palvelin

Prosessi: Luo QWebServer, sido uusi yhteyden takaisinsoitto ja kuuntele yhteyden katkeamista.

Uuden yhteyden takaisinsoitto: Kun uusi yhteys lisätään kokoelmaan, offline- ja vastaanotto- ja virhepuhelut sidotaan uuteen yhteyspistokkeeseen.

Lähetä viesti -painike: luokittele kaikki ja yksi, käy läpi joukko ja lähetä sendTextMesg-toiminnolla

  1. #include "widget.h"
  2. #include "ui_widget.h"
  3. //这个是服务器端
  4. Widget::Widget(QWidget *parent)
  5.     : QWidget(parent)
  6.     , ui(new Ui::Widget)
  7. {
  8.     ui->setupUi(this);
  9.     /*
  10.      * mode
  11. NonSecureMode: 不安全模式,即不使用SSL/TLS进行通信。这是默认值。
  12. SecureMode: 安全模式,以SSL/TLS安全通信。客户端和服务端之间的连接将使用SSL握手建立安全通道。
  13. AutomaticallyAcceptServerCertificates: 自动接受服务器证书。在SecureMode下,客户端无法验证证书时,自动接受服务器发来的证书以建立连接。
  14. VerifyNone: 不验证证书。以SecureMode运行,但不会验证客户端和服务端使用的证书。
  15. */
  16.     webServer = new QWebSocketServer("testWebServer",QWebSocketServer::NonSecureMode,this);
  17.     QObject::connect(webServer,&QWebSocketServer::newConnection,this,&Widget::MyselfNewConnectCallBackSlot);
  18.  
  19.     webServer->listen(QHostAddress::Any,8888);
  20. }
  21. void Widget::MyselfNewConnectCallBackSlot(){//新连接回调
  22.  
  23.     if(webServer->hasPendingConnections()){
  24.         QWebSocket* websocket=webServer->nextPendingConnection();
  25.         ui->msgtext->append(websocket->origin()+"客户端已连接到服务器");
  26.         sockets<<websocket;
  27.  
  28.         QListWidgetItem * item =new QListWidgetItem;
  29.         item->setText(websocket->origin());
  30.         ui->clinetls->addItem(item);
  31.  
  32.  
  33.         //绑定离开
  34.         QObject::connect(websocket,&QWebSocket::disconnected,this,[websocket,this](){
  35.             ui->msgtext->append(websocket->origin()+"客户端断开服务器连接");
  36.             sockets.removeOne(websocket);
  37.             for(int i=0;i<ui->clinetls->count();i++)
  38.             {
  39.                 QListWidgetItem *item=ui->clinetls->item(i);
  40.  
  41.                 if(item->text()==websocket->origin())
  42.                 {
  43.                     ui->clinetls->removeItemWidget(item);
  44.                     delete item;
  45.                     break;
  46.                 }
  47.             }
  48.  
  49.             websocket->deleteLater();
  50.  
  51.         });
  52.  
  53.  
  54.         //接受消息回调
  55.         QObject::connect(websocket,&QWebSocket::textMessageReceived,this,[this](const QString &msg){
  56.             QJsonDocument doc =QJsonDocument::fromJson(msg.toLatin1().data());
  57.             if(doc.isNull()){
  58.                 QWebSocket* websocket =qobject_cast<QWebSocket*>(sender());//sender 触发信号的源头
  59.                 ui->msgtext->append("收到客户端消息["+websocket->origin()+"]--->"+msg);
  60.  
  61.             }else{
  62.                 //客户端之间的单发消息
  63.                 QJsonObject obj=doc.object();
  64.                 QString dst=doc["dst"].toString();
  65.                 for (auto& socket : sockets) {
  66.                     if(dst == socket->origin()){
  67.                         socket->sendTextMessage(msg);
  68.                     }
  69.                 }
  70.             }
  71.         });
  72.  
  73.  
  74.         QObject::connect(websocket,QOverload<QAbstractSocket::SocketError>::of(&QWebSocket::error),
  75.                          this,[this](QAbstractSocket::SocketError error){
  76.             QWebSocket* web =qobject_cast<QWebSocket*>(sender());
  77.             ui->msgtext->append(web->origin()+"出错"+web->errorString());
  78.         });
  79.     }
  80.  
  81.  
  82.  
  83. }
  84. Widget::~Widget()
  85. {
  86.     delete ui;
  87.     for(auto socket:sockets)
  88.     {
  89.         socket->close();
  90.     }
  91.  
  92.     webServer->close();
  93. }
  94.  
  95.  
  96. void Widget::on_sendpb_clicked()
  97. {
  98.     QString send =ui->sendtext->toPlainText().trimmed();
  99.     if(send.isEmpty())return;
  100.     if(ui->allradio->isChecked()){
  101.         //群发
  102.         if(sockets.size()==0)return;
  103.         foreach(auto &socket,sockets){
  104.             socket->sendTextMessage(send);
  105.         }
  106.         ui->msgtext->append("服务器给所有连接发送："+send);
  107.     }else{ //私发  取客户端名称 找 发
  108.         if(!ui->clinetls->currentItem())return;
  109.         QString cname =ui->clinetls->currentItem()->text();
  110.  
  111.         for(auto &socket:sockets)
  112.         {
  113.             if(socket->origin()==cname)
  114.             {
  115.                 socket->sendTextMessage(send);
  116.                 ui->msgtext->append("服务端给["+socket->origin()+"]发送--->"+send);
  117.  
  118.                 break;
  119.             }
  120.         }
  121.     }
  122.  
  123.  
  124.     ui->sendtext->clear();
  125. }

asiakas

Napsauta painiketta toteuttaaksesi websocket-yhteysprosessin: luo websocket, sido erilaisia ​​takaisinsoittoja ja muodosta yhteys open(url) kautta.

Lähetä viesti -painike: Luokittele yksityiset viestit ja palvelinviestit, kapseloi yksityiset viestit json-muotoon ja lähetä sitten.

  1. #include "widget.h"
  2. #include "ui_widget.h"
  3. #include<QMessageBox>
  4. Widget::Widget(QWidget *parent)
  5.     : QWidget(parent)
  6.     , ui(new Ui::Widget)
  7. {
  8.     ui->setupUi(this);
  9.  
  10.     websocket=nullptr;
  11.  
  12. }
  13.  
  14. Widget::~Widget()
  15. {
  16.     delete ui;
  17. }
  18.  
  19.  
  20. void Widget::on_sendpb_clicked()
  21. {
  22.     if(!websocket && !websocket->isValid())
  23.             return;
  24.  
  25.     QString send=ui->sendtext->toPlainText().trimmed();
  26.     if(send.isEmpty())return;
  27.  
  28.  
  29.     QString cname =ui->onetextmsg->text().trimmed();
  30.     if(cname.isEmpty()){ //发给服务器
  31.         websocket->sendTextMessage(send);
  32.         ui->msgtext->append("发送消息："+send);
  33.     }else{
  34.         //私聊发
  35.         QJsonObject obj;
  36.         obj["src"]=websocket->origin();
  37.         obj["dst"]=cname;
  38.         obj["msg"]=send;
  39.         //将一个QJsonObject类型的obj转换成JSON字符串。 Compact参数指定格式化方式为紧凑格式(每个元素占一行)。紧凑格式输出结构清晰,容量小,适合传输和存储。
  40.         QString str(QJsonDocument(obj).toJson(QJsonDocument::Compact));
  41.         websocket->sendTextMessage(str);
  42.     }
  43.     ui->sendtext->clear();
  44.  
  45.  
  46. }
  47.  
  48. void Widget::on_connect_clicked()
  49. {
  50.  
  51.     if(websocket == nullptr){
  52.         if(ui->server_addr->text().trimmed().isEmpty()){
  53.             QMessageBox::critical(this,"错误","服务器名称不能为空，请重新检查!",QMessageBox::Yes);
  54.             return;
  55.         }
  56.         //用于移除字符串开头和结尾处的空白字符。 输入: " test " trimmed()后的结果: "test"  VersionLatest使用最新的websocket协议版本。
  57.         websocket=new QWebSocket(ui->client_name->text().trimmed(),QWebSocketProtocol::VersionLatest,this);
  58.  
  59.         //连接回调
  60.         QObject::connect(websocket,&QWebSocket::connected,this,[this](){
  61.             ui->msgtext->append("已经连接上"+websocket->peerAddress().toString());
  62.             isConnecting=true;
  63.             ui->connect->setText("断开服务器");
  64.         });
  65.         //断开回调
  66.         QObject::connect(websocket,&QWebSocket::disconnected,this,[this](){
  67.             ui->msgtext->append("已"+websocket->peerAddress().toString()+"断开连接");
  68.             isConnecting=false;
  69.             ui->connect->setText("连接服务器");
  70.         });
  71.  
  72.         QObject::connect(websocket,QOverload<QAbstractSocket::SocketError>::of(&QWebSocket::error)
  73.                          ,this,[this](QAbstractSocket::SocketError){
  74.             ui->msgtext->append(websocket->origin()+"出错"+websocket->errorString());
  75.  
  76.         });
  77.  
  78.  
  79.         //接受消息回调 网上知名bug 当你连续发送 A:A*100 B:200时 接收方：A*100200 通过消息队列方式发送即可
  80.         connect(websocket,&QWebSocket::textMessageReceived
  81.                 ,this,[this](const QString &msg){
  82.             QJsonDocument jsd=QJsonDocument::fromJson(msg.toUtf8().data());
  83.  
  84.             if(jsd.isNull()) //解析失败 即没有 c1:c2 客户端与客户端私聊
  85.             {
  86.                 ui->msgtext->append("收到消息:"+msg);
  87.             }
  88.             else
  89.             {
  90.                 QJsonObject jsobj=jsd.object();
  91.                 ui->msgtext->append("收到来自"+jsobj["src"].toString()+"的消息:"+jsobj["msg"].toString());
  92.             }
  93.         },Qt::QueuedConnection);
  94.  
  95.  
  96.  
  97.     }
  98.  
  99.     if(isConnecting){ //连接是成功的
  100.         websocket->close();
  101.         websocket->deleteLater();
  102.         websocket=nullptr;
  103.  
  104.     } else
  105.     {
  106.         websocket->open(QUrl(ui->server_addr->text().trimmed()));
  107.     }
  108. }

Tee yhteenveto

Yleensä QWebSocket QT-verkkokirjaston osana tarjoaa joukon käteviä API-liittymiä WebSocket-asiakkaiden ja -palvelimien kehittämiseen.

Sen tärkeimmät edut ovat:

  1. Täysin olio-suunnittelu, API on yksinkertainen ja helppokäyttöinen.

  2. Erittäin integroitu muihin QT-verkkokomponentteihin, kuten SSL/proxy-tukeen.

  3. Tapahtumapohjaisen mallin avulla kehittäjien ei tarvitse käsitellä taustalla olevia yksityiskohtia, kuten monisäikeisyyttä.

  4. Luonnollisesti integroituna Qt GUI -sovelluksiin, viestit ja käyttöliittymäpäivitykset voidaan kutsua suoraan.

  5. Tarjoaa WebSocketin perusmäärittelyjen täydellisen toteutuksen, jota voidaan käyttää heti käyttöönoton helpottamiseksi.

  6. Suorituskyky on myös hyvä, varsinkin kun QT5.10 tukee asynkronista I/O-puhelua.

  7. Rikkaita esimerkkejä ja avoimen lähdekoodin projekteja on saatavilla viitteeksi, ja pääsyn este on alhainen.

Muutamia huomioitavia kohtia ovat:

  1. Joitakin laajennettuja websocket-protokollamuotoja ei tueta, ja ne on otettava käyttöön itse.

  2. Viestien lähettämisen ja vastaanottamisen järjestyssovitus on itse ohjattava.

  3. Tiedostojen ja suoratoiston ison datan lähetystuki ei ole tarpeeksi ystävällistä ja suoraviivaista.

  4. Taustalla olevia älykkäitä osoittimia ja käytettyjä muistinhallintamekanismeja ei voi muuttaa.

  5. Uusien C++-standardiominaisuuksien tuki on suhteellisen konservatiivista.

Kaiken kaikkiaan QWebSocket tarjoaa erittäin hyvän ja kypsän vaihtoehdon useimmille Tcp-pohjaisille WebSocket-sovelluksille. Korkea kehitystehokkuus ja vähän bugeja. Suositellaan myös QT-sovelluksiin. Jos vaatimuksia on korkeampi, voidaan harkita muita taustalla olevia toteutuksia. Mutta useimmissa tapauksissa QWebSocket on tarpeeksi hyvä.

Liitä lopuksi lähdekoodilinkki
Jos siitä on sinulle hyötyä, anna minulle tähti

Qt-demo: qt-prosessin oppiminen (gitee.com)

Henkilökohtainen profiili

Hän on omistautunut teknologian tutkimukselle yli 30 vuoden ajan ja hallitsee useita kieliä, kuten java, linux, javascript, php, css jne. Hän on tehnyt paljon työtä avoimen lähdekoodin alalla Kehittäjän dokumentaatioasema jakaaksesi joitain teknologian kehityksen ongelmia tulevaa käyttöä varten

yhteystietoni

Mail