Qt之TCP多线程收发

TCP简介

     ● TCP/IP 是供已连接因特网的计算机进行通信的通信协议。

     ● TCP/IP 指传输控制协议/网际协议 (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)。

     ● TCP/IP 定义了电子设备（比如计算机）如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。

     ● TCP 用于应用程序之间的通信。

     ● 当应用程序希望通过 TCP 与另一个应用程序通信时，它会发送一个通信请求。这个请求必须被送到一个确切的地址。在双方“握手”之后，TCP 将在两个应用程序之间建立一个全双工 (full-duplex) 的通信。

     ● 这个全双工的通信将占用两个计算机之间的通信线路，直到它被一方或双方关闭为止。

     ● UDP 和 TCP 很相似，但是更简单，同时可靠性低于 Tcp。

 
   特点:
     ● 基于流的方式；
     ● 面向连接；
     ● 可靠通信方式；
     ● 在网络状况不佳的时候尽量降低系统由于重传带来的带宽开销；
     ● 通信连接维护是面向通信的两个端点的，而不考虑中间网段和节点。

 
   功能:
     当应用层向TCP层发送用于网间传输的、用8位字节表示的数据流，TCP则把数据流分割成适当长度的报文段，最大传输段大小（MSS）通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传送单元（MTU）限制。之后TCP把数据包传给IP层，由它来通过网络将包传送给接收端实体的TCP层。
     TCP为了保证报文传输的可靠，就给每个包一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的字节发回一个相应的确认（ACK）；如果发送端实体在合理的往返时延（RTT）内未收到确认，那么对应的数据（假设丢失了）将会被重传。
     在数据正确性与合法性上，TCP用一个校验和函数来检验数据是否有错误，在发送和接收时都要计算校验和；同时可以使用md5认证对数据进行加密。
     在保证可靠性上，采用超时重传和捎带确认机制。
     在流量控制上，采用滑动窗口协议，协议中规定，对于窗口内未经确认的分组需要重传。

 
   三次握手:
     (1)、客户端发送SYN（SEQ=x）报文给服务器端，进入SYN_SEND状态。
     (2)、服务器端收到SYN报文，回应一个SYN （SEQ=y）ACK（ACK=x+1）报文，进入SYN_RECV状态。
     (3)、客户端收到服务器端的SYN报文，回应一个ACK（ACK=y+1）报文，进入Established状态。

     三次握手完成，TCP客户端和服务器端成功地建立连接，可以开始传输数据了。
 
   四次挥手:
     (1)、某个应用进程首先调用close，称该端执行“主动关闭”（active close）。该端的TCP于是发送一个FIN分节，表示数据发送完毕。
     (2)、接收到这个FIN的对端执行 “被动关闭”（passive close），这个FIN由TCP确认。
注意：FIN的接收也作为一个文件结束符（end-of-file）传递给接收端应用进程，放在已排队等候该应用进程接收的任何其他数据之后，因为，FIN的接收意味着接收端应用进程在相应连接上再无额外数据可接收。
     (3)、一段时间后，接收到这个文件结束符的应用进程将调用close关闭它的套接字。这导致它的TCP也发送一个FIN。
     (4)、接收这个最终FIN的原发送端TCP（即执行主动关闭的那一端）确认这个FIN。

既然每个方向都需要一个FIN和一个ACK，因此通常需要4个分节。

     注意：
     (1)、“通常”是指，某些情况下，步骤1的FIN随数据一起发送，另外，步骤2和步骤3发送的分节都出自执行被动关闭那一端，有可能被合并成一个分节。
     (2)、在步骤2与步骤3之间，从执行被动关闭一端到执行主动关闭一端流动数据是可能的，这称为“半关闭”（half-close）。
     (3)、当一个Unix进程无论自愿地（调用exit或从main函数返回）还是非自愿地（收到一个终止本进程的信号）终止时，所有打开的描述符都被关闭，这也导致仍然打开的任何TCP连接上也发出一个FIN。

     无论是客户还是服务器，任何一端都可以执行主动关闭。通常情况是，客户执行主动关闭，但是某些协议，例如，HTTP/1.0却由服务器执行主动关闭。

Qt - TCP

     相关Qt类:
          QTcpServer、QTcpSocket、QThread
     .pro配置:
     .     .QT += network
     服务:
          QTcpServer::newConnect()
     服务信号:
          QTcpServer::listen()
     连接
          QTcpSocket::connectToHost()
     接收信号
          QIODevice::readyRead()
     线程
          QObject::moveToThread(QThread)

服务代码:

Server::Server(QObject *parent) : QTcpServer(parent)
{
    listen(QHostAddress("127.0.0.1"),5566);

    connect(this,&QTcpServer::newConnection,this,&Server::NewConnection);
}

void Server::NewConnection()
{
    if(hasPendingConnections())
    {
        socket = nextPendingConnection();
        if(socket)
        {
            connect(socket,&QIODevice::readyRead,this,&Server::ReadyRead);
        }
    }
}

void Server::ReadyRead()
{
    emit msg(socket->readAll().toStdString().c_str());
}

void Server::send(const QString &str)
{
    socket->write(str.toStdString().c_str());
}

 

客户代码:

Socket::Socket(QObject *parent) : QTcpSocket(parent)
{
    connectToHost("127.0.0.1",5566);
    waitForConnected();

    connect(this,&QIODevice::readyRead,this,&Socket::ReadyRead);
}

void Socket::send(const QString &str)
{
    write(str.toStdString().c_str());
}

void Socket::ReadyRead()
{
    emit msg(readAll().toStdString().c_str());
}

 
运行结果：

 

源码

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笔者 - jxd