目录
- QAbstractSocket
- 建立连接的函数和信号
- 阻塞功能
- QTcpSocket
- QAbstractSocketPrivate
- QAbstractSocketEngine和QNativeSocketEngine
QAbstractSocket
QAbstractSocket 是QTcpSocket和QUdpSocket的基类，并且包含这两个类的所有通用功能。如果需要套接字，有两种选择：
- 实例化一个QTcpSocket或QUdpSocket对象
- 创建一个本机套接字描述符，实例化 QAbstractSocket，然后调用
setSocketDescriptor()来包装本机套接字。
TCP（传输控制协议）是一种可靠的、面向流的、面向连接的传输协议。UDP（用户数据报协议）是一种不可靠的、面向数据报的无连接协议。在实践中，这意味着 TCP 更适合连续传输数据，而当可靠性不重要时，可以使用更轻量级的 UDP。
建立连接的函数和信号
QAbstractSocket 的 API 统一了两种协议之间的大部分差异。例如，尽管 UDP 是无连接的，但connectToHost()会为 UDP 套接字建立虚拟连接，从而能够以或多或少相同的方式使用 QAbstractSocket，而不管底层协议如何。在内部，QAbstractSocket 会记住传递给connectToHost()的地址和端口，而read()和write()等函数会使用这些值。
在任何时候，QAbstractSocket 都有一个状态（由state()返回）。初始状态为UnconnectedState。调用connectToHost()后，套接字首先进入HostLookupState。如果找到主机，QAbstractSocket 将进入ConnectingState并发出hostFound()信号。建立连接后，它会进入ConnectedState并发出connected()。如果在任何阶段发生错误，则会发出errorOccurred()。每当状态发生变化时，都会发出stateChanged()。为方便起见，如果套接字已准备好进行读取和写入，则返回isValid()，但请注意，在读取和写入发生之前套接字的状态必须是ConnectedState。
// ### Qt6: make the first one virtualbool bind(const QHostAddress &address, quint16 port = 0, BindMode mode = DefaultForPlatform);bool bind(quint16 port = 0, BindMode mode = DefaultForPlatform);// ### Qt6: de-virtualize connectToHost(QHostAddress) overloadvirtual void connectToHost(const QString &hostName, quint16 port, OpenMode mode = ReadWrite, NetworkLayerProtocol protocol = AnyIPProtocol);virtual void connectToHost(const QHostAddress &address, quint16 port, OpenMode mode = ReadWrite);virtual void disconnectFromHost();void abort();
通过调用read()或write()读取或写入数据，或使用便利函数readLine()和write()。QAbstractSocket 还继承了getChar()、putChar()和ungetChar()，它们适用于单个字节。当数据写入套接字时，会发出btyeWritten()信号。请注意，Qt不限制写入缓冲区的大小。您可以通过收听此信号来监控其大小。
每当有新的数据块到达时，都会发出readyRead()信号。bytesAvailable()然后返回可用于读取的字节数。通常，会将readyRead()信号连接到插槽并读取其中的所有可用数据。如果您没有一次读取所有数据，则剩余数据稍后仍将可用，并且任何新的传入数据都将附加到 QAbstractSocket 的内部读取缓冲区中。要限制读取缓冲区的大小，请调用setReadBufferSize()。
要关闭套接字，请调用disconnectFromHost()。QAbstractSocket进入ClosingState。将所有挂起的数据写入套接字后，QAbstractSocket 实际上会关闭套接字，进入UnconnectedState，然后发出disConnected()。如果要立即中止连接，丢弃所有挂起的数据，请改为调用abort()。如果远程主机关闭连接，QAbstractSocket 将发出errorOccurred()，在此期间套接字状态仍为ConnectedState，然后发出disConnected()信号。
Q_SIGNALS:void hostFound();void connected();void disconnected();void stateChanged(QAbstractSocket::SocketState);void error(QAbstractSocket::SocketError);
#ifndef QT_NO_NETWORKPROXYvoid proxyAuthenticationRequired(const QNetworkProxy &proxy, QAuthenticator *authenticator);
#endif
通过调用peerPort()和peerAddress()获取连接对象的端口和地址。peerName()返回传递给connectToHost()的连接对象的主机名。localPort()和localAddress()返回本地套接字的端口和地址。
阻塞功能
QAbstractSocket 提供了一组函数，用于挂起调用线程，直到发出某些信号。这些函数可用于实现阻塞套接字：
waitForConnected()阻塞，直到建立连接。waitForReadyRead()阻塞，直到有新数据可供读取。waitForBytesWritten()阻塞，直到将一个数据有效负载写入套接字。waitForDisconnected()阻塞，直到连接关闭。
// for synchronous accessvirtual bool waitForConnected(int msecs = 30000);bool waitForReadyRead(int msecs = 30000) override;bool waitForBytesWritten(int msecs = 30000) override;virtual bool waitForDisconnected(int msecs = 30000);
使用阻塞套接字进行编程与使用非阻塞套接字进行编程截然不同。阻塞套接字不需要事件循环，通常会导致代码更简单。但是，在 GUI 应用程序中，阻塞套接字应仅在非 GUI 线程中使用，以避免冻结用户界面。
注意：不鼓励将阻塞功能与信号一起使用。应使用其中之一。
class Q_NETWORK_EXPORT QAbstractSocket : public QIODevice
{Q_OBJECT
public:enum SocketType {TcpSocket,UdpSocket,SctpSocket,UnknownSocketType = -1 };//enum NetworkLayerProtocol,SocketError,SocketState,SocketOption,BindFlag,PauseModeQAbstractSocket(SocketType socketType, QObject *parent);virtual ~QAbstractSocket();//bind+connectToHost+disConnected//localPort\localAddress\peerPort\peerAddress\peerName\canReadLine\readBufferSize、bytesAvailable、bytesToWrite\setReadBufferSize//.................
protected:qint64 readData(char *data, qint64 maxlen) override;qint64 readLineData(char *data, qint64 maxlen) override;qint64 writeData(const char *data, qint64 len) override;
//setSocketState\setSocketError\setLocalPort\setLocalAddress\setPeerPort\setPeerAddress\setPeerNameQAbstractSocket(SocketType socketType, QAbstractSocketPrivate &dd, QObject *parent = nullptr);
private:
//..............
};
QTcpSocket
从QTcpSocket和其私有类的定义中可以知道QTcpSocket只是简单继承了QAbstractSocket。实例化对象调用的方法都是父类版本的虚函数。
class Q_NETWORK_EXPORT QTcpSocket : public QAbstractSocket
{Q_OBJECT
public:explicit QTcpSocket(QObject *parent = nullptr);virtual ~QTcpSocket();
protected:QTcpSocket(QTcpSocketPrivate &dd, QObject *parent = nullptr);QTcpSocket(QAbstractSocket::SocketType socketType, QTcpSocketPrivate &dd,QObject *parent = nullptr);
private:Q_DISABLE_COPY(QTcpSocket)Q_DECLARE_PRIVATE(QTcpSocket)
};
class QTcpSocketPrivate : public QAbstractSocketPrivate
{Q_DECLARE_PUBLIC(QTcpSocket)
};
QTcpSocket socket；
socket.bind(address, port);
QTcpSocket绑定本地IP地址和端口时调用的是QAbstractSocket版本的虚函数bind()，在内部调用d指针的bind()，QAbstractSocketPrivate版本。
*/
bool QAbstractSocket::bind(const QHostAddress &address, quint16 port, BindMode mode)
{Q_D(QAbstractSocket);return d->bind(address, port, mode);
}
在d指针的bind()函数内部，调用了QAbstractSocketEngine类型成员变量socketEngine的bind()，将socketEngine中的描述符赋值给cachedSocketDescriptor。并更改连接状态state，将socketEngine中的地址和端口赋值给d指针，发出状态改变的信号。
bool QAbstractSocketPrivate::bind(const QHostAddress &address, quint16 port, QAbstractSocket::BindMode mode)
{//...............................bool result = socketEngine->bind(address, port);cachedSocketDescriptor = socketEngine->socketDescriptor();
//........................state = QAbstractSocket::BoundState;localAddress = socketEngine->localAddress();localPort = socketEngine->localPort();emit q->stateChanged(state);//.............
}
d->socketEngine = QAbstractSocketEngine::createSocketEngine(socketDescriptor, this);
QAbstractSocketEngine *QAbstractSocketEngine::createSocketEngine(qintptr socketDescripter, QObject *parent)
{//.......................................return new QNativeSocketEngine(parent);
}
QAbstractSocketEngine基类指针对象socketEngine实际上保存的是一个QNativeSocketEngine子类对象。socketEngine的bind()函数为QNativeSocketEngine::bind()，在该函数内调用d指针的nativeBind()函数，为QNativeSocketEnginePrivate::nativeBind()。
class Q_AUTOTEST_EXPORT QNativeSocketEngine : public QAbstractSocketEngine{};
bool QNativeSocketEngine::bind(const QHostAddress &address, quint16 port)
{
//......................if (!d->nativeBind(d->adjustAddressProtocol(address), port))return false;
//.............................
}
QNativeSocketEnginePrivate::nativeBind()在windows系统和unix系统中有不同的定义。以windows系统为例，在该函数中调用windows的API：setsockopt和bind。
bool QNativeSocketEnginePrivate::nativeBind(const QHostAddress &a, quint16 port)
{setPortAndAddress(port, address, &aa, &sockAddrSize);//..................::setsockopt(socketDescriptor, IPPROTO_IPV6, IPV6_V6ONLY, (char*)&ipv6only, sizeof(ipv6only) );//.........................int bindResult = ::bind(socketDescriptor, &aa.a, sockAddrSize);
}
connectToHost()等函数的定义和bind类似。比如readData()是定义在QIODevice中的纯虚函数，在QAbstractSocket中实现，在QAbstractSocket::readData()中d->socketEngine->read(data, maxSize)调用QNativeSocketEngine::read()，在该函数中通过d指针调用QNativeSocketEnginePrivate::nativeRead()，在windows环境下最终通过调用windows的API：WSARecv完成读操作。在unix环境中调用qt_safe_read()完成读操作，在该函数中通过doWhile循环调用::read()。
QAbstractSocketPrivate
QAbstractSocketPrivate定义的成员变量包括IP地址、端口等信息，还有套接字描述符、连接定时器和套接字引擎。其中套接字引擎socketEngine负责完成端口和IP地址绑定、连接等核心功能。
class QAbstractSocketPrivate : public QIODevicePrivate, public QAbstractSocketEngineReceiver
{Q_DECLARE_PUBLIC(QAbstractSocket)
public:QAbstractSocketPrivate();virtual ~QAbstractSocketPrivate();//................QString hostName;quint16 port;QHostAddress host;QList<QHostAddress> addresses;quint16 localPort;quint16 peerPort;QHostAddress localAddress;QHostAddress peerAddress;QString peerName;QAbstractSocketEngine *socketEngine;qintptr cachedSocketDescriptor;
//........................................QTimer *connectTimer;
//.....................................................
};
QAbstractSocketEngine和QNativeSocketEngine
QAbstractSocketEngine基类指针对象套接字引擎socketEngine实际上保存的是一个QNativeSocketEngine子类对象。QAbstractSocketEngine是一个抽象类，定义了bind、connectToHost、listen等一系列纯虚函数。
class Q_AUTOTEST_EXPORT QAbstractSocketEngine : public QObject
{Q_OBJECT
public:static QAbstractSocketEngine *createSocketEngine(QAbstractSocket::SocketType socketType, const QNetworkProxy &, QObject *parent);static QAbstractSocketEngine *createSocketEngine(qintptr socketDescriptor, QObject *parent);
//有省略.......................virtual bool connectToHost(const QHostAddress &address, quint16 port) = 0;virtual bool connectToHostByName(const QString &name, quint16 port) = 0;virtual bool bind(const QHostAddress &address, quint16 port) = 0;virtual bool listen() = 0;
//有省略.......................virtual qint64 read(char *data, qint64 maxlen) = 0;virtual qint64 write(const char *data, qint64 len) = 0;
//有省略.......................
};
QAbstractSocketEngine中定义的纯虚函数在QNativeSocketEngine中实现，在函数内部通过d指针调用私有类QNativeSocketEnginePrivate中对应的函数。
class Q_AUTOTEST_EXPORT QNativeSocketEngine : public QAbstractSocketEngine
{Q_OBJECT
public://有省略.......................bool connectToHost(const QHostAddress &address, quint16 port) override;bool connectToHostByName(const QString &name, quint16 port) override;bool bind(const QHostAddress &address, quint16 port) override;//有省略.......................qint64 read(char *data, qint64 maxlen) override;qint64 write(const char *data, qint64 len) override;
//有省略.......................
};
class QNativeSocketEnginePrivate : public QAbstractSocketEnginePrivate
{Q_DECLARE_PUBLIC(QNativeSocketEngine)
public://有省略.......................bool nativeConnect(const QHostAddress &address, quint16 port);bool nativeBind(const QHostAddress &address, quint16 port);bool nativeListen(int backlog);int nativeAccept();
//有省略.......................qint64 nativeRead(char *data, qint64 maxLength);qint64 nativeWrite(const char *data, qint64 length);
//有省略.......................
};
QAbstractSocketEnginePrivate中只保存了IP地址等信息，套接字引擎的私有类继承了这些成员变量，赋值给QAbstractSocket的成员变量，返回给QAbstractSocket的函数。
class QAbstractSocketEnginePrivate : public QObjectPrivate
{Q_DECLARE_PUBLIC(QAbstractSocketEngine)
public:QAbstractSocketEnginePrivate();mutable QAbstractSocket::SocketError socketError;mutable bool hasSetSocketError;mutable QString socketErrorString;QAbstractSocket::SocketState socketState;QAbstractSocket::SocketType socketType;QAbstractSocket::NetworkLayerProtocol socketProtocol;QHostAddress localAddress;quint16 localPort;QHostAddress peerAddress;quint16 peerPort;int inboundStreamCount;int outboundStreamCount;QAbstractSocketEngineReceiver *receiver;
};
)
![记录 | mac打开终端时报错：login: /opt/homebrew/bin/zsh: No such file or directory [进程已完成]](http://pic.xiahunao.cn/记录 | mac打开终端时报错：login: /opt/homebrew/bin/zsh: No such file or directory [进程已完成])
