Qt一步步搭建TcpServer1——封装QTcpServer，QTcpSocket

承接上章：Qt一步步搭建TcpServer0——序

 要搭建网络库，那么肯定要从Server和Socket开始入手，本章就从封装QTcpServer和QTcpSocket开始入手，做好第一步工作。

1、序

1.1、NetAPI的设计思路

画了一张图来描述思路，一般来说，网络库的思路大都如下：

其实图中注释描述的也比较清楚，能够较为直观体现出Server端的网络库多线程工作流程，我觉得也就没必要再过多解释了。

1.2、了解QTcpServer

官网文档地址：QTcpServer

关于QTcpServer的介绍，官方已经说的比清楚了：

基本上是属于傻瓜式编程，大部分的工作都由底层给我们做好了。通常情况下，我们只需要监听一下端口，绑定个newConnection()就可以在新连接连入的时候获取到套接字：

int port = this->ui->spinBox->value();QTcpServer *tcpserver = new QTcpServer();tcpserver->listen(QHostAddress::Any, port);connect(tcpserver, &QTcpServer::newConnection, this, &MainWindow::SlotNewConnection);

然后通过nextPendingConnection获取套接字就行了。

1.3、设计QtcpServer

关于QTcpServer的设计其实主要有两种方式：

1、组合：如上面官方介绍所言，以组合的形式封装QTcpServer，然后连接newConnection信号槽，在槽函数里nextPendingConnection获取新socket，而这个socket将由QTcpServer来管理，自动删除：

2、继承：继承自QTcpServer，然后重载函数incomingConnection，在函数里自己去创建Socket对象并管理。

方式一和方式二其实都可以，但对我而言，我需要自定义socket，并且这个socket将会抛给上层，上层在整个过程中可能会存在需要使用到socket对象的情况，生命周期需要我的网络库来掌管，那么我将使用方式二。

1.4、开始

新建项目，在pro文件中添加network库：

QT       += core gui network

2、TcpServer的封装

TcpServer封装自QTcpServer，基本功能底层已经做了很多，那么我们要做的就是做成能够直接用于项目需求上的接口：
头文件：

class TcpServer : public QTcpServer{    Q_OBJECTpublic:    TcpServer();    ~TcpServer();    bool Start(int port);    void Stop();    size_t GetSessionSize() const ;public:    //新连接回调    std::function<void(TcpSession*)> OnAccepted = nullptr;protected:    virtual void incomingConnection(qintptr handle);private:    bool IsRunning_ = false;    QThread *Thread_;    std::vector<TcpSession*> SessionList_;};

一个Server首先需要提供的肯定是Start和Stop，这点不用多说，OnAccepted 是连接回调，通知上层，并把新连接丢给上层，上层拿到之后，是持有还是简单绑定回调就是上层的事情了。incomingConnection是需要重载的函数，qt的net库Accept后通知我们这层，我们再去创建socket（也就是TcpSession）。

cpp：

TcpServer::TcpServer(){}TcpServer::~TcpServer(){    this->Stop();}bool TcpServer::Start(int port){    if(IsRunning_)        return true;    Thread_ = new QThread();    Thread_->start();    //监听端口    if(!this->listen(QHostAddress::Any, (quint16)port))        return false;    IsRunning_ = true;    return true;}void TcpServer::Stop(){     if(!IsRunning_)        return;    this->close();    Thread_->exit();    Thread_->wait();    delete Thread_;    for(TcpSession *session : this->SessionList_)    {        session->Disconnect();    }    for(TcpSession *session : this->SessionList_)    {        delete session;    }    this->SessionList_.clear();    Thread_ = nullptr;    IsRunning_ = false;}size_t TcpServer::GetSessionSize() const{    return this->SessionList_.size();}void TcpServer::incomingConnection(qintptr handle){    TcpSession *session = new TcpSession();    session->setSocketDescriptor(handle);    session->moveToThread(this->Thread_);    this->SessionList_.push_back(session);    //通知上层    if(this->OnAccepted)        this->OnAccepted(session);}

仔细一看，好嘛 ，我封装的也啥都没干，只是桥接了下启动和把新连接都丢到一个线程里去了。不着急，这只是第一步。当然，主要原因是该提供的接口函数QTcpServer已经提供了大部分功能（包括error回调也提供了）。

Stop函数，Stop函数主要是负责关闭线程，清理内存等，我在后面会讲，这也有一些需要补充的内容。在目前我们假设已经顺利关服，并且清理了Session。

此时存在一个问题，Session在OnAccept的时候需要往上抛，上层拿到之后可能会持有，写数据和disconnect可能不是在同一个线程。所以断开连接的时候，或者说关服的时候，正好业务层写数据，而session已经被析构了，这就可能存在隐患，所以这里引入shared_ptr：

头文件：

class TcpServer : public QTcpServer{    Q_OBJECTpublic:    TcpServer();    ~TcpServer();    bool Start(int port);    void Stop();    size_t GetSessionSize() const ;public:    //新连接回调    std::function<void(std::shared_ptr<TcpSession> &)> OnAccepted = nullptr;protected:    virtual void incomingConnection(qintptr handle);private:    bool IsRunning_ = false;    QThread*Thread_;    std::vector<std::shared_ptr<TcpSession>> SessionList_;};

cpp：

TcpServer::TcpServer(){}TcpServer::~TcpServer(){    this->Stop();}bool TcpServer::Start(int port){    if(IsRunning_)        return true;    Thread_ = new QThread();    Thread_->start();    //监听端口    if(!this->listen(QHostAddress::Any, (quint16)port))        return false;    IsRunning_ = true;    return true;}void TcpServer::Stop(){     if(!IsRunning_)        return;    this->close();    Thread_->exit();    Thread_->wait();    delete Thread_;    for(std::shared_ptr<TcpSession> &session : this->SessionList_)    {        if(session.get())            session.get()->Disconnect();    }    this->SessionList_.clear();    Thread_ = nullptr;    IsRunning_ = false;}size_t TcpServer::GetSessionSize() const{    return this->SessionList_.size();}void TcpServer::incomingConnection(qintptr handle){    std::shared_ptr<TcpSession> session = std::make_shared<TcpSession>();    session->setSocketDescriptor(handle);    session->moveToThread(this->Thread_);    this->SessionList_.push_back(session);    if(this->OnAccepted)        this->OnAccepted(session);}

到这里，TcpServer的封装大致完成，上层可以直接用了，拿到Session之后也不用担心内存问题。

3、TcpSession的封装

相对来说，TcpSession的封装更简单了，这里做封装目前没新增什么，之后可能会加入线程的指针或者别的数据等，不管怎样，还是自定义比较方便。

头文件：

#ifndef TCPSESSION_H#define TCPSESSION_H#include <QTcpSocket>#include <functional>class TcpSession : public QTcpSocket{    Q_OBJECTsignals:    void SignalRead(const char *data, int len);public:    TcpSession();    ~TcpSession();    void Disconnect();    qint64 Write(const char *data, qint64 len);    qint64 Write(const char *data);protected:private slots:    void SlotStartRead();};#endif // TCPSESSION_H

cpp：

TcpSession::TcpSession(){    connect(this, &TcpSession::readyRead, this, &TcpSession::SlotStartRead);}TcpSession::~TcpSession(){    disconnect(this, &TcpSession::readyRead, this, &TcpSession::SlotStartRead);}void TcpSession::Disconnect(){    this->disconnectFromHost();}qint64 TcpSession::Write(const char *data, qint64 len){    return this->write(data, len);}qint64 TcpSession::Write(const char *data){    return this->write(data);}void TcpSession::SlotStartRead(){    QByteArray buffer;    buffer = this->readAll();    emit this->SignalRead(buffer.toStdString().c_str(), buffer.length());}

代码比较简单，没什么解释的必要。这里的工作，主要是统一了下发送数据和接收数据的接口参数，之后可能会自定义一个参数类型（看我有没有时间更），方便包的传输。

4、总结

到这里，Socket和Server都封装好了，原本的信号槽也可以直接用。主界面写写就可以直接点击启动了，但我们能发现，目前我这里只是把所有的Session都丢到同一个线程去处理了。这就有很大的问题，假如十个，百个连接还好说，但是有千个万个连接呢？显然不能这么处理。

那么怎么办？其实在写博客之前，我也简单浏览了下别人的设计，大抵分为两派，一派是不处理，不用线程；另一派是一个连接一个线程。。。。。。也不是说不行，但是觉得不是特别好。

这个时候，就需要引入线程池，每个连接连入的时候，动态的根据线程池中线程负载情况来分配，尽量均衡的让一个线程处理多个连接，而我们只需要维护这几个线程就行了。那么下篇再说。