Berbagi teknologi

Pemrograman jaringan Qt QWebSocket

2024-07-12

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Tujuan pembelajaran: Pemrograman jaringan Qt QWebSocket

Belajar pra-lingkungan

Komunikasi jaringan multi-utas QT TCP-Blog CSDN

Konten Pembelajaran

WebSocket adalah teknologi jaringan yang menyediakan saluran komunikasi dupleks penuh melalui koneksi TCP tunggal. Pada tahun 2011, IETF menstandarkan protokol WebSocket sebagai RFC6455, dan QWebSocket dapat digunakan baik di aplikasi klien maupun aplikasi server.

Ini mengimplementasikan komunikasi dupleks penuh antara browser dan server, memungkinkan server untuk secara proaktif mengirimkan informasi ke klien.

Fitur utama:

  1. Tidak seperti HTTP, WebSocket memungkinkan server untuk secara aktif mengirim data ke klien tanpa mengharuskan klien untuk memulai permintaan.

  2. Dibangun pada protokol TCP, komunikasi full-duplex antara server dan klien dilakukan pada satu port melalui protokol Ws (WebSocket).

  3. Mendukung transmisi data dalam format teks atau biner.

  4. Protokol ini dibangun pada satu koneksi TCP. Server dan klien hanya perlu membuat satu koneksi, dan koneksi tidak akan ditutup.

  5. Mendukung perpustakaan sisi klien dan sisi server dalam berbagai bahasa pemrograman, seperti JavaScript, Java, C#, Python, dll.

Skenario aplikasi umum:

  1. Ruang Obrolan: Mendukung percakapan real-time dengan latensi rendah.

  2. Game online: mesin sinkronisasi yang memerlukan sinkronisasi status game secara real-time.

  3. Harga saham: Perangkat lunak penawaran harga yang perlu mengirimkan penawaran harga secara real-time ke klien.

  4. Konferensi video: Diperlukan komunikasi suara dan video real-time dengan latensi rendah.

  5. Pengeditan kolaboratif waktu nyata: Misalnya, editor kode online memerlukan sinkronisasi waktu nyata.

QWebSocket adalah pustaka fungsi WebSocket yang disediakan oleh Qt. Itu dibangun di atas modul jaringan Qt dan mengimplementasikan protokol WebSocket dalam standar RFC6455. Anda perlu menambahkan QT+=websockets ke file Qmake

  1. QWebSocket hanya mendukung format pesan Teks/Biner dan tidak mendukung format tambahan lainnya. Jika protokol khusus lainnya perlu ditambahkan, pengembang harus menanganinya sendiri di lapisan aplikasi.

  2. Ini mendukung akses ke layanan websocket menggunakan port http/https standar 80/443, dan juga mendukung protokol wss (encrypted websocket). Sehingga dapat dengan mudah berinteraksi dengan web server yang ada.

  3. Karena didasarkan pada implementasi soket QT CP, ia sepenuhnya mendukung semua fungsi jaringan Qt, seperti pengaturan proxy, konfigurasi SSL, dll. Ini lebih mudah digunakan daripada beberapa antarmuka C tingkat rendah.

  4. Ini mendukung mode koneksi aktif dan pasif. Koneksi aktif dilakukan melalui connectToHost(), dan koneksi pasif diterima melalui port pendengaran, terima(). Kedua mode ini sangat nyaman.

  5. Untuk aplikasi QT GUI, penerimaan pesan dan pembaruan antarmuka dapat dilakukan dengan mudah, menghindari kerumitan pemrograman multi-thread. Misalnya, cukup perbarui antarmuka secara langsung di textMessageReceived().

  6. Setelah QT5.10, I/O asinkron didukung, dan kinerjanya sedikit meningkat dibandingkan sebelumnya. Dukungan terhadap ekstensi jaringan juga lebih baik.

Fungsi anggota umum QWebSocket

  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。

Fungsi sendTextMessage dan writeTextMessage dapat digunakan untuk mengirim pesan teks, namun keduanya memiliki beberapa perbedaan:

  1. Definisi fungsinya berbeda:

  • sendTextMessage termasuk dalam fungsi anggota QWebSocket;

  • writeTextMessage adalah fungsi anggota QAbstractSocket, dan QWebSocket mewarisi dari QAbstractSocket.

  1. Efisiensi pengiriman berbeda:

  • Secara internal sendTextMessage akan mengubah pesan menjadi QByteArray terlebih dahulu, lalu mengirimkannya melalui fungsi tulis, yang merupakan satu konversi lagi;

  • writeTextMessage langsung menulis QString yang perlu dikirim, yang sedikit lebih efisien.

  1. Dukungan async berbeda:

  • sendTextMessage adalah operasi sinkron dan akan kembali setelah pengiriman selesai;

  • writeTextMessage mendukung panggilan asinkron, dan fungsi panggilan balik dapat ditentukan melalui Lambda.

  1. Penanganan kesalahan berbeda:

  • sendTextMessage tidak akan mengembalikan informasi kesalahan dan hanya dapat ditangani melalui kesalahan sinyal;

  • writeTextMessage bisa mendapatkan kode kesalahan yang dikembalikan untuk menentukan situasi pengiriman.

  1. Skenario penggunaan yang berbeda:

  • sendTextMessage berfokus pada WebSocket dan cocok untuk memanggil WebSocket API;

  • writeTextMessage lebih umum dan dapat digunakan dengan subkelas QAbstractSocket lainnya.

Secara umum:

  • sendTextMessage lebih mudah digunakan, dikemas dengan baik dan cocok untuk penggunaan dasar;

  • writeTextMessage sedikit lebih efisien, mendukung lebih banyak fitur seperti asinkron dan penanganan kesalahan, dan cocok untuk skenario dengan persyaratan kinerja atau kontrol tinggi.

Realisasikan proyek tersebut

Komunikasi pribadi antara klien dan klien, komunikasi antara klien dan server.

kode inti

pelayan

Proses: Buat QWebServer, ikat panggilan balik koneksi baru, dan dengarkan pemutusan sambungan.

Panggilan balik koneksi baru: Ketika koneksi baru ditambahkan ke koleksi, panggilan balik offline dan terima serta kesalahan terikat ke soket koneksi baru.

Tombol kirim pesan: klasifikasikan semua dan satu, jelajahi kumpulan kumpulan, dan kirim menggunakan sendTextMesg

  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. }

klien

Klik tombol untuk menerapkan proses koneksi websocket: buat websocket, ikat berbagai callback, dan sambungkan melalui open(url)

Tombol Kirim pesan: Mengklasifikasikan pesan pribadi dan pesan server, merangkum pesan pribadi dalam format json, lalu mengirim.

  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. }

Meringkaskan

Secara umum, QWebSocket, sebagai komponen perpustakaan jaringan QT, menyediakan serangkaian API yang nyaman untuk mengembangkan klien dan server WebSocket.

Keuntungan utamanya adalah:

  1. Desain sepenuhnya berorientasi objek, API sederhana dan mudah digunakan.

  2. Sangat terintegrasi dengan komponen jaringan QT lainnya, seperti dukungan SSL/proxy.

  3. Dengan menggunakan model berbasis peristiwa, pengembang tidak perlu berurusan dengan detail mendasar seperti multi-threading.

  4. Terintegrasi secara alami dengan aplikasi Qt GUI, pesan dan pembaruan antarmuka dapat dipanggil secara langsung.

  5. Menyediakan implementasi lengkap spesifikasi dasar WebSocket, yang dapat langsung digunakan untuk memfasilitasi pengembangan.

  6. Performanya juga bagus, terutama karena QT5.10 mendukung panggilan I/O asinkron.

  7. Banyak contoh dan proyek sumber terbuka tersedia untuk referensi, dan hambatan masuknya rendah.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan antara lain:

  1. Beberapa format protokol websocket yang diperluas tidak didukung dan perlu diterapkan sendiri.

  2. Pencocokan urutan pengiriman dan penerimaan pesan perlu dikontrol sendiri.

  3. Dukungan transmisi data besar file dan streaming tidak ramah dan cukup mudah.

  4. Petunjuk cerdas yang mendasari dan mekanisme manajemen memori yang digunakan tidak dapat diubah.

  5. Dukungan untuk fitur standar C++ baru relatif konservatif.

Secara keseluruhan, QWebSocket memberikan pilihan yang sangat baik dan matang untuk sebagian besar aplikasi WebSocket berbasis Tcp. Efisiensi pengembangan tinggi dan sedikit bug. Juga lebih disukai untuk aplikasi QT. Jika terdapat persyaratan tingkat yang lebih tinggi, penerapan mendasar lainnya dapat dipertimbangkan. Namun untuk sebagian besar kasus, QWebSocket sudah cukup baik.

Terakhir, lampirkan link kode sumbernya
Jika bermanfaat bagi Anda, tolong beri saya bintang

Demo Qt: mempelajari proses qt (gitee.com)

Profil pribadi

Ia telah mengabdikan dirinya untuk meneliti teknologi selama lebih dari 30 tahun, dan mahir dalam berbagai bahasa seperti java, linux, javascript, php, css, dll. "Saya telah memberikan banyak kontribusi di bidang dokumentasi pengembang stasiun sumber terbuka untuk berbagi beberapa masalah dalam pengembangan teknologi untuk referensi di masa mendatang. Semua orang memeriksanya

informasi kontak saya

Surat