05 ClientSocket(QObject *parent = 0);
06 private slots:
07 void readClient();
08 private:
09 void generateRandomTrip(const QString &from, const QString &to,
10 const QDate &date, const QTime &time);
11 quint16 nextBlockSize;
12 };
Класс ClientSocket наследует QTcpSocket и инкапсулирует состояние одного клиента.
01 ClientSocket::ClientSocket(QObject *parent)
02 : QTcpSocket(parent)
03 {
04 connect(this, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(readClient()));
05 connect(this, SIGNAL(disconnected()), this, SLOT(deleteLater()));
06 nextBlockSize = 0;
07 }
В конструкторе мы устанавливаем необходимые соединения сигнал—слот и задаем переменной nextBlockSize значение 0, свидетельствующее о том, что мы еще не знаем размер посланного клиентом блока.
Сигнал disconnected() подсоединяется к функции deleteLater(), которая наследуется от класса QObject, и удаляет объект после возврата управления в цикл обработки событий Qt. Это обеспечивает удаление объекта ClientSocket после закрытия сокетного соединения.
01 void ClientSocket::readClient()
02 {
03 QDataStream in(this);
04 in.setVersion(QDataStream::Qt_4_1);
05 if (nextBlockSize == 0) {
06 if (bytesAvailable() < sizeof(quint16))
07 return;
08 in >> nextBlockSize;
09 }
10 if (bytesAvailable() < nextBlockSize)
11 return;
12 quint8 requestType;
13 QString from;
14 QString to;
15 QDate date;
16 QTime time;
17 quint8 flag;
18 in >> requestType;
19 if (requestType == 'S') {
20 in >> from >> to >> date >> time >> flag;
21 srand(from.length() * 3600 + to.length() * 60 + time.hour());
22 int numTrips = rand() % 8;
23 for (int i = 0; i < numTrips; ++i)
24 generateRandomTrip(from, to, date, time);
25 QDataStream out(this);
26 out << quint16(0xFFFF);
27 }
28 close();
29 }
Слот readClient() подсоединяется к сигналу readyRead() класса QTcpSocket. Если nextBlockSize равен 0, мы начинаем считывать размер блока; в противном случае он уже считан нами, и тогда мы проверяем поступление целого блока. Если это целый блок, мы считываем его за один шаг. Мы используем QDataStream непосредственно для QTcpSocket (объект this) и считываем поля, используя оператор >>.
После чтения запроса клиента мы готовы сформировать ответ. В реальном приложении мы осуществляли бы поиск информации в базе данных расписания железнодорожных рейсов и попытались бы найти подходящие рейсы. Но здесь мы воспользуемся функцией generateRandomTrip(), которая случайным образом генерирует произвольный рейс. Мы вызываем эту функцию произвольное число раз и затем посылаем 0xFFFF для обозначения конца данных. В конце мы закрываем соединение.
01 void ClientSocket::generateRandomTrip(const QString & /* откуда */,
02 const QString & /* куда */, const QDate &date, const QTime &time)
03 {
04 QByteArray block;
05 QDataStream out(&block, QIODevice::WriteOnly);
06 out.setVersion(QDataStream::Qt_4_1);
07 quint16 duration = rand() % 200;
08 out << quint16(0) << date << time << duration << quint8(1)
09 << QString("InterCity");
10 out.device()->seek(0);
11 out << quint16(block.size() - sizeof(quint16));
12 write(block);
13 }
Функция generateRandomTrip() демонстрирует способ пересылки блока данных через соединение TCP. Это очень напоминает то, что мы делали в клиенте в функции sendRequest(). И вновь мы записываем блок в массив QByteArray таким образом, что мы можем определять его размер до того, как мы его отошлем с помощью функции write().
01 int main(int argc, char *argv[])
02 {
03 QApplication app(argc, argv);
04 TripServer server;
05 if (!server.listen(QHostAddress::Any, 6178)) {
06 cerr << "Failed to bind to port" << endl;
07 return 1;
08 }
09 QPushButton quitButton(QObject::tr("&Quit"));
10 quitButton.setWindowTitle(QObject::tr("Trip Server"));
11 QObject::connect(&quitButton, SIGNAL(clicked()),
12 &app, SLOT(quit()));
13 quitButton.show();
14 return app.exec();
15 }
В функции main() мы создаем объект TripServer и кнопку QPushButton, которая позволяет пользователю остановить сервер. Работа сервера начинается с вызова функции QTcpSocket::listen(), принимающей адрес IP и номер порта, по которому мы хотим принимать соединения. Специальный адрес 0.0.0.0 (QHostAddress::Any) соответствует наличию любого интерфейса IP на локальном хосте.
Этим завершается наш пример системы клиент—сервер. В данном случае нами использовался блокоориентированный протокол, позволяющий применять объект типа QDataStream для чтения и записи данных. Если бы мы захотели использовать строкоориентированный протокол, наиболее простым было бы применение функций canReadLine() и readLine() класса QTcpSocket в слоте, подсоединенном к сигналу readyRead():
QStringList lines;
while (tcpSocket.canReadLine())
lines.append(tcpSocket.readLine());
Мы бы затем могли обрабатывать каждую считанную строку. Пересылка данных могла бы выполняться с использованием QTextStream для QTcpSocket.
Представленная здесь реализация сервера не очень эффективна в случае, когда соединений много. Это объясняется тем, что при обработке нами одного запроса мы не обслуживаем другие соединения. Более эффективным был бы запуск нового процесса для каждого соединения. Пример Threaded Fortune Server (многопоточный сервер, передающий клиентам интересные изречения, называемые «fortunes»), расположенный в каталоге Qt examples/network/threadedfortuneserver, демонстрирует, как это можно сделать.
Передача и прием дейтаграмм UDP
Класс QUdpSocket может использоваться для отправки и приема дейтаграмм UDP. UDP — это ненадежный, ориентированный на дейтаграммы протокол. Некоторые приложения применяют протокол UDP, поскольку с ним легче работать, чем с протоколом TCP. По протоколу UDP данные передаются пакетами (дейтаграммами) от одного хоста к другому. Для него не существует понятия соединения, и если доставка пакета UDP в пункт назначения завершается неудачей, никакого сообщения об ошибке не передается отправителю.
Рис. 14.3. Приложение Weather Station.
Мы рассмотрим способы применения UDP в приложении Qt на примере приложений Weather Balloon (метеозонд) и Weather Station (метеостанция). Приложение Weather Balloon является приложением без графического интерфейса, которое посылает каждые 2 секунды дейтаграммы UDP с параметрами текущего атмосферного состояния. Приложение Weather Station получает эти дейтаграммы и выводит их на экран. Мы начнем с рассмотрения программного кода приложения Weather Balloon.
01 class WeatherBalloon : public QPushButton
02 {
03 Q_OBJECT
04 public:
05 WeatherBalloon(QWidget *parent = 0);
06 double temperature() const;
07 double humidity() const;
08 double altitude() const;
09 private slots:
10 void sendDatagram();
11 private:
12 QUdpSocket udpSocket;
13 QTimer timer;
14 };
Класс WeatherBalloon наследует QPushButton. Он использует свою закрытую переменную типа QUdpSocket для обеспечения связи с приложением Weather Station.
01 WeatherBalloon::WeatherBalloon(QWidget *parent)
02 : QPushButton(tr("Quit"), parent)
03 {
03 connect(this, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(close()));
04 connect(&timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(sendDatagram()));
05 timer.start(2 * 1000);
06 setWindowTitle(tr("Weather Balloon"));
07 }
В конструкторе мы запускаем QTimer для вызова sendDatagram() через каждые 2 секунды.
01 void WeatherBalloon::sendDatagram()
02 {
03 QByteArray datagram;
04 QDataStream out(&datagram, QIODevice::WriteOnly);
05 out.setVersion(QDataStream::Qt_4_1);
06 out << QDateTime::currentDateTime() << temperature()
07 << humidity() << altitude();
08 udpSocket.writeDatagram(datagram, QHostAddress::LocalHost, 5824);
09 }
В sendDatagram() мы формируем и отсылаем дейтаграмму, содержащую текущую дату, время, температуру, влажность и высоту над уровнем моря.
• QDateTime — дата и время измерений,
• double — температура по Цельсию,
• double — влажность в процентах,
• double — высота над уровнем моря в метрах.
Эта дейтаграмма отсылается функцией QUdpSocket::writeBlock() (в коде "writeDatagram". wtf?). Вторым и третьим аргументами функции writeBlock() являются адрес IP и номер порта партнера (приложения Weather Station). В данном примере мы предполагаем, что приложение Weather Station выполняется на той же машине, на которой работает приложение Weather Balloon, и поэтому мы используем адрес IP 127.0.0.1 (QHostAddress::LocalHost) — специальный адрес, предназначенный для использования местными хостами.
