Qt实现简单TCP服务器

本文实例为大家分享了Qt学习记录之简单的TCP服务器，供大家参考，具体内容如下

简单的多连接TCP服务器​

本节我们使用Qt来编写一个简单的多连接TCP服务器程序，涉及到的功能有监听本地IP、打印上线客户端的IP端口号，接收客户端发来的文字信息并打印其IP端口号、单独或全部地向客户端发送文字信息、显示下线客户端的IP端口号，并具有踢人的功能。

​ 该程序使用正点原子的网络助手来验证功能。Qt基于5.9.9版本。

创建工程的过程就不再介绍了，这里我选择的是 QWidget ，因为比较简单。

然后我们在 .pro 文件中添加网络的模块，否则待会添加头文件时会提示没有这个头文件。

其他东西不需要看，只要在这后面加上 network 即可。

再然后，在 widget.h 头文件中包含两个头文件:

使用Qt搭建TCP服务器需要两个套接字：

一个是QTcpServer套接字，这是是用来监听本地的某个IP及端口的。监听成功后，其他的TCP客户端就可以连接这个服务器了（当然前提是这个服务器监听的IP是公网IP，或者客户端与服务器在同一局域网下）

一个是QTcpSocket套接字，这个是服务器与客户端通信用的套接字。每当有一台客户端连接上了这台服务器，都会产生这样的一个套接字。客户端可以通过某个套接字来查看某个客户端的IP地址与端口号等信息，也可以拿着这个套接字单独地与这一个客户端收发数据。理论上来讲，一个TCP服务器是可以被无限个客户端连上的。

这里也插一句，如果使用Qt搭建一个TCP客户端，只需要QTcpSocket套接字。

1、comboBox。下拉列表框，用来选择监听的IP地址，因为能够被监听的地址肯定是本机拥有的地址，可以是有线、无线网卡的IP地址（局域网），也可以是宽带分配到的IP地址（广域网）。下一节我们再来学习如何查看本机支持的IP。

2、portEdit。旁边的单行文本框是用来输入要监听的端口号。有时候IP的某个端口号已经被某个程序占用，此时再去监听就会监听失败。

3、openbtn。点击开启按钮，监听选定的IP地址及端口号。监听失败会在Qt Creator的控制台打印失败的信息。监听成功，同样也会打印信息，并且IP下拉框、端口号文本框还有本按钮控件都会变成不可选中状态。

4、comboBox_2。选择某个已连接的客户端（如果有的话），或者选择全部。这个可以查看连接上服务器的客户端IP及端口号，单独或全部地向客户端发送信息，或者强制踢下线。

5、kickbtn。点击按钮，强制使选中的客户端下线。

6、closebtn。关闭服务器。停止监听之前选中的IP及端口号，并断开全部的TCP连接。

7、recvEdit。接收文本框。当客户端发来信息，会打印在上面。

8、clearbtn。清除接收文本框内的全部内容。

9、pushButton。在控制台上打印全部连接的客户端IP及端口号。

10、sendEdit。发送文本框。

11、sendbtn。点击发送按钮，会向某个、全部客户端发送文本框内的信息

大体的设计就是这样，目前只满足了基本的功能，后续可以增添更多的功能，并对界面进行美化

从这一节开始，我们将正式进行代码的编写

首先，打开命令行，输入 ipconfig

这四个IP地址就我我电脑上可以监听的IP地址，我的程序就是以此来搭建TCP服务器。其他的IP地址，目前是监听不了的。

Qt获取本机IP

首先在 widge.cpp 文件中包含一个头文件

然后在Widget类的构造函数中添加如下代码：

这里解释几点：

调用 info.addresses()成员函数，返回的是一个 QList 容器，里面包含着本机全部的IP地址

所有的IP地址都在一个容器中，我们需要遍历这个容器，将里面的IP地址一一取出，这里用到了 foreach 去遍历。和for循环类似，首先定义一个用于接收的对象：ipAddress，然后会一一读取容器中的内容，赋值给这个对象。如果暂时弄不明白也没有关系，看多了自然就懂了。或者学过python，这句语句和for ipAddr in ipAddrList: 一样。

if(ipAddress.protocol() == QAbstractSocket::IPv4Protocol) 这句用来判断遍历到的IP是不是IPV4的地址。因为目前IPV6还没有完全普及，而且不如IPV4易读。

下拉列表控件使用addItem()成员函数添加元素。

点击运行，控制台就会打印信息，并且下拉列表也会显示信息：

首先要有一个 QTcpServer 套接字对象，可以直接在 Widget 类中声明这么一个对象；也可以在类中声明一个对象指针，然后在构造函数中 new 一个对象，让这个指针指向它。这里我选择第二种方法。

然后为开启按钮添加槽函数，这里我图方便直接右击控件并点击转到槽。

解释：

对于下拉列表控件（comboBox），使用currentText()成员函数获取选中元素的信息，返回QString型。
对于单行文本控件（portEdit），使用text()成员函数返回文本，并用toInt()转化为int型
对于TCP服务器套接字（server），使用listen(const QHostAddress &address = QHostAddress::Any, quint16 port = 0)成员函数绑定IP及端口。
对于大部分控件，使用setDisabled(true)成员函数可使控件变为不可点击状态

最后，我们就可以开启服务器了。如果开启失败，往往是因为选择的端口号被占用，这里推荐使用8081这个端口号（8080经常会被占用）。开启成功后，我们就可以使用正点原子的网络助手去尝试连接它。

可以看到，右边的网络助手已经处于连接成功的状态，因此可以证明TCP服务器已经被成功开启。其他的东西暂时不用看，后面会一一实现。

在构造函数中添加如下代码：

解释：

当有客户端连接到服务器，服务器套接字会触发一个 newConnection 信号。

服务器套接字通过 nextPendingConnection() 成员函数获取到用于和客户端通信的socket（QTcpSocket）。

QTcpSocket 套接字通过peerAddress() 和 peerPort() 成员函数，得到该客户端的IP及端口号。toString() 是为了把IP信息转化为字符串，可以试试打印转化前的样子。QString::number(long n, int base = 10) 用于将数字转化为字符串。

接收文本框（recvEdit）使用 append()成员函数打印文字。

最后的两个信号和槽的连接暂时不用看

这里我还使用了一个 QList 容器来保存已连接客户端的socket

最后，我们就可以检验一下多连接时的状态了

如果用于通信的socket（QTcpSocket）接收到数据，就会触发 QTcpSocket::readyRead 信号，我这里写了一个槽函数，专门用来接收数据：

解释：

第一句是用来找到触发信号的那个对象（QTcpSocket）。因为这个程序允许多个客户端连接，每个客户端在连接后，server都会获取到与之相对应的QTcpSocket套接字对象，意思就是说套接字是与客户端一一对应的。因此找到触发信号的QTcpSocket对象，就等于找到了发送消息的那个客户端。

同样的，将客户端的信息打包成字符串，并且显示到接收文本框

QTcpSocket对象，调用readAll() 成员函数，来获取接收到的信息。

现在也可以解释上一节中的connect(socket, &QTcpSocket::readyRead, this, &Widget::on_recv); 了。可能有人会疑惑，这里的socket是局部变量，调用完会被释放掉，那么这个连接是不是传了个野指针进去？其实并不是的，socket是个指针，指向server->nextPendingConnection() 返回的QTcpSocket对象，真正的对象应该是存在内部堆内存中的，这里只是用了一个局部指针变量去接收它。而connect函数，传进去的是地址，地址自然就是内部QTcpSocket对象的地址了。

最后，演示一下：

注意：Qt使用utf-8编码格式，而原子的软件默认是GBk格式，所以发送中文之前，先把原子的软件全部改成utf-8格式。

实现清除数据

这个非常简单，就没有必要多说了：

对客户端的选择无非就两种情况：一种情况是选择全部连接上的客户端，一种是选择单独的某个客户端。

我为Widget类添加了一个属性来解决这两类问题：

如果第二个下拉列表框选择了 All ，那么这个指针就会指向 NULL 。如果选择的是某个特定的IP及端口，那么这个指针就会指向对应的那个QTcpSocket对象了。

那么对象从哪里找？从前几节说过的容器中去找。这个容器用于保存当前连接上的客户端的socket。每当有客户端连上，这个容器就会将它的socket保存进来。每当有客户端下线，这个容器同样会把下线客户端的socket删掉。

QList 表示这是一个 QList 类型的容器，还有其他类型的容器

尖括号内的东西，表示这个一个装QTcpSocket对象指针的容器。因为这是一个模板类，还可以是int型的容器，取决于自己的定义。

最后的 sockList 则代表这个容器的名字

下拉列表框的信号和槽

这里我同样是以右击控件再点转到槽的方式来自动生成槽函数：

这里的信号不要选错了，当这个控件选择的选项发送变化时，会触发这个信号。下面是槽函数：

解释：

这个槽函数是带有参数的，参数就是选中选项的字符串。

后面的代码通过冒号用来拆分字符串。比如某个选项上面的内容是“192.168.1.1:8080”，调用这些代码后，就会被拆分成IP地址和端口号。

最后遍历容器内的所有socket，找到IP与端口与选项中一样的那个socket。

这个功能暂时不太好演示，大家可以自己弄个按钮控件，点击按钮则打印 currSock 指向 socket 的信息，来检验一下。

到了这一步，程序就开始越写越简单了

为发送按钮添加一个槽函数：

解释：

当 currSock 指针指向空的时候，可能有以下几种状态：

程序刚刚初始化完成，此时还没有监听
程序已经开始监听，且有一个或多个客户端上线
程序开始监听，还没有客户端连接，或者之前连接的客户端全部下线

对于1、3两种情况，sockList 容器中是空的，因此即使遍历也遍历不到任何东西，自然也就不会给不存在的socket发送信息。对于第二种情况，也就不用多解释了。当然，这样的程序可能是存在问题的。可以多做一些判断，并且弹出警告提示框，提醒用户做了错误的操作。

最后，演示一下。服务器先给1号客户端发送你好1，接着分别给2、3号客户端发送你好2、3，最后给所有的客户端发送你好123：

之前我们在构造函数中添加了这一句代码：

把套接字的断开连接信号连接到了断开连接槽函数，槽函数内容如下：

解释：

同样先找到触发信号的那一个套接字。

使用removeOne 成员函数将它从容器中删除

将对应客户端的信息打包成字符串，并且将离线的消息打印到接收文本框

将下拉列表框中的对应项也给删除

断开信号和槽的连接

最后，演示一下客户端主动下线会有什么现象：

刚才是客户端自己下线，现在是服务器主动踢人下线。但无论是哪一种，在断开连接的时候都会触发QTcpSocket::disconnected 信号

为踢人按钮添加槽函数：

到了这里，我感觉已经没有什么好说的了，只需知道调用close() 函数可以断开连接。

这里也不做演示了。

关闭服务器主要需要做两件事：

1、停止监听IP及端口。
2、关闭所有与客户端之间的连接。因为停止监听是不够的，之前的连接还是存在的，甚至还能继续收发数据。

演示：

在断开连接后，下拉框会删除掉之前全部的连接信息，被迫选择到“All”，然后 currSock 指针也会自然而然地指向NULL。当然不放心的也可以手动弄一下。

好了，至此全部的功能已经讲解完毕了，多的两个按钮是我自己调试用的。如果绑定的是一个公网IP，时间长了也许会有一些奇怪的信息显示在接收文本框，不用害怕，可能是哪个迷路的孩子找错家了。

1、这个程序总体而言是比较简单的，实现的功能简单、设计的想法也很简单，连注释加空行也不过两百行代码，但我却花了这么长的篇幅去介绍它，可能有些大佬看着会嫌啰嗦，但其实我写这样的一篇文档也是很花费时间的，我自己也觉得很累。我主要是想锻炼一下自己的文档能力，也希望能帮助其他人度过入门的难关，往后的文章可能不会写这么详细了。

2、Qt Creator 好像有什么奇怪的问题。如果用 /**/ 的方式写注释，编译是不通过的。解决办法是最后一个字用英文字符。还有控件自动生成的槽函数一直有黄色警告，虽然不影响使用，但感觉很变扭，希望有知道原因的大佬能不啬赐教。

3、这个程序只能用于非常简单且频率很低的数据收发。信号和槽的机制虽然很容易使用，但并不好用在并发的场合下。且 foreach 遍历是比较耗费时间的，假如有上万个客户端都连接到这台服务器，并且服务器要给所有客户端都发送一条较长的信息，这个时候就不太好了。所以，后续要升级，肯定要使用线程的方式去解决这些问题。

widget.h

widget.cpp

main.cpp

维持原样不需改动

tcp