使用Qt进行基于TCP的socket通信（类似于IO多路复用）

这里我们不利用多线程实现服务器和客户端的通信，基于套接字的复用操作，实现服务器与多客户端的通信，同时为后续的客户端与客户端通信铺设基础结构。

在介绍代码结构之前需要熟悉Qt TCP通信需要的一些类和函数。

主要的类

QTcpSocket

1、QTcpSocket 类提供一个TCP套接字。
2、TCP是一个面向连接，可靠的的通信协议，非常适合于连续不断的数据传递。
3、QTcpSocket 是QAbstractSocket类非常方便的一个子类，让你创建一个TCP连接和数据流交流。

注意：TCP套接字不能以QIODevice::Unbuffered模式来打开

QTcpServer

1、QTcpServer提供一个TCP基础服务类 继承自QObject，这个类用来接收到来的TCP连接，可以指定TCP端口或者用QTcpServer自己挑选一个端口，可以监听一个指定的地址或者所有的机器地址。
2、其调用listen()来监听所有的连接，每当一个新的客户端连接到服务端就会发射信号newConnection() ，调用nextPendingConnection()来接受待处理的连接。返回一个连接的QTcpSocket()，我们可以用这个返回的套接字和客户端进行连接。
3、如果有错误，serverError()返回错误的类型。调用errorString()来把错误打印出来。
4、当监听连接时候，可以调用serverAddress()和serverPort()来返回服务端的地址和端口。 
5、调用close()来关闭套接字，停止对连接的监听。‘
6、尽管QTcpServer大多时候设计使用事件循环，也可以不适用事件循环，可以使用waitForNewConnection()，会一直阻塞，知道一个连接可以用或者超时。

主要函数

1、incomingConnection

void QTcpServer::incomingConnection(qintptr socketDescriptor)；

当QTcpServer有一个新连接时候调用这个虚函数，socketDescriptor参数是新连接的套接字描述符。这个函数新建一个QTcpSocket套接字，建立套接字描述符，然后存储套接字在一个整型的待连接链表中。最后发射信号newConnection()。重写这个函数，当一个新连接时候，来调整这个函数的行为。当服务端使用QNetworkProxy服务器代理时候，使用一般的套接字函数套接字描述符可能不可以用，这时候应该使用QTcpSocket::setSocketDescriptor()来设置描述符。所以incomingConnection一般与setSocketDescriptor形影不离。

2、setSocketDescriptor

virtual bool setSocketDescriptor(qintptr socketDescriptor, SocketState state = ConnectedState,OpenMode openMode = ReadWrite);

用本机套接字描述符socket descriptor初始化qabstractsocket。如果接受socket descriptor作为有效的套接字描述符，则返回true；否则返回false。套接字以openmode指定的模式打开，并进入socket state指定的套接字状态。读写缓冲区被清除，丢弃所有挂起的数据。

3、readyRead

void readyRead();

每次有新数据可供从设备读取时，此信号都会发出一次。只有当新数据可用时才会再次发出，例如当网络数据的新有效负载到达您的网络套接字时，或者当新的数据块已附加到您的设备时。

readyRead（）不会递归发出；如果您重新进入事件循环或在连接到readyRead（）信号的插槽内调用waitForReadyRead（），则不会重新发送信号（尽管waitForReadyRead（）可能仍然返回true）。

对于实现从qiodevice派生的类的开发人员，请注意：当新数据到达时，应始终发出readyread（）（不要只发出它，因为缓冲区中还有数据要读取）。在其他情况下不要发出readyread（）。

4、connectToHost

virtual void connectToHost(const QString &hostName, quint16 port, OpenMode mode = ReadWrite, NetworkLayerProtocol protocol = AnyIPProtocol);

尝试连接到给定端口上的主机名。协议参数可用于指定要使用的网络协议（如IPv4或IPv6）。

套接字在给定的openmode中打开，首先进入hostLookupState，然后执行主机名查找。如果查找成功，将发出hostfound（），QabstractSocket将进入ConnectingState。然后它尝试连接到查找返回的一个或多个地址。最后，如果建立了连接，qAbstractSocket将进入ConnectedState并发出Connected（）。

在任何时候，套接字都可以发出error（）来表示发生了错误。

主机名可以是字符串形式的IP地址（如“43.195.83.32”），也可以是主机名（如“example.com”）。QabstractSocket仅在需要时执行查找。端口按本机字节顺序排列。

5、waitForConnected

virtual bool waitForConnected(int msecs = 30000);

等待套接字连接，最长为毫秒。如果连接已建立，则此函数返回true；否则返回false。在返回false的情况下，可以调用error（）来确定错误的原因。

以下示例最多等待一秒钟以建立连接：

socket->connecttohost（“imap”，143）；
if（socket->waitforconnected（1000））。
    qDebug() << "已经连接";

如果msec为-1，则此函数不会超时。

6、disconnectFromHost

virtual void disconnectFromHost();

尝试关闭套接字。如果有等待写入的挂起数据，QabstractSocket将进入关闭状态，并等待所有数据写入。最终，它将进入未连接状态并发出disconnected（）信号。

7、errorString

QString errorString() const;

返回上一个错误的可读描述。

8、listen

bool listen(const QHostAddress &address = QHostAddress::Any, quint16 port = 0);

通知服务器侦听地址地址和端口上的传入连接。如果端口为0，则自动选择端口。如果地址为qhostaddress::any，服务器将监听所有网络接口。成功时返回true；否则返回false。

---

代码结构

其中包括：
1、服务器和客户端的界面
2、基于QTcpSocket的通信类
3、基于QTcpServer的服务器类
4、保证服务器单一对象使用的Common类

服务器界面

客户端界面

为了便于发送的消息数据的类型区分，这里我们引入发送接收数据的特定格式，既可以简单的加密，也可以让消息区分更加容易。

例如下面两段针对格式的组合和解析：
发送函数部分实现代码：

//发送消息，消息内容存放在QMap中
void TcpClientSocket::sendMessage(QMap<QString,QString> message)
{
。。。
    //把消息按照 [消息名称:消息内容]  的格式进行存储
    foreach( QString key,message.keys())
    {
        QString tempMsg = key + ":" +message[key];
        out << tempMsg;
    }

。。。
}

接收函数部分实现代码:

//递归方式接收消息，当接收的消息满足需要的size后，发送信号。
void TcpClientSocket::receiveMessage()
{
。。。
    //读取信息并按照 [消息名称:消息内容] 格式进行解析
    QMap<QString,QString> message;
    int msgSize = 0;
    while( _blockSize > msgSize)
    {
        QString tempMsg;
        in >> tempMsg;
        int idxSplitor = tempMsg.indexOf(":");
        message[tempMsg.mid(0,idxSplitor)] =
                tempMsg.mid(idxSplitor+1,tempMsg.length() - idxSplitor -1);
        msgSize = initBytes - bytesAvailable();
    }
。。。
}

套接字的复用操作
需要重写incomingConnection函数（这也是之后我们实现客户端与客户端通信的基础），实现的部分代码如下：

void TcpServer::incomingConnection ( int socketDescriptor )
{
    TcpClientSocket *tcpClientSocket = new TcpClientSocket(this);
    tcpClientSocket->setSocketDescriptor(socketDescriptor);
    Server* s =Common::getServerInstance();
    s->addClient(tcpClientSocket);

。。。
}

---

运行效果

服务器与两个客户端的通信效果：

---

具体实现代码：