Qt part.3: 网络编程 / 数据库编程

网络编程#

网络编程常用类#

1. QTcpSocket / QUdpSocket ：用于 TCP / UDP 网络通信的客户端套接字
2. QTcpServer ：用于创建 TCP 服务器，监听客户端连接
3. QNetworkAccessManager ：用于发起和管理网络请求，支持 HTTP、HTTPS、FTP 等协议。
4. QNetworkReply ：封装来自 QNetworkAccessManager 的响应信息。
5. QHostAddress ：用于表示 IP 地址。
6. QNetworkConfigurationManager ：用于管理网络配置，如网络接口、连接状态等。
7. QWebSocket ：用于 WebSocket 通信的客户端和服务器。

这些类提供了方便的接口来实现各种类型的网络功能，包括 socket 通信、HTTP 请求、FTP 操作等。

QTcpSocket / QUdpSocket：套接字#

• QTcpSocket：TCP（Transmission Control Protocol） 是一种面向连接的协议，保证数据的可靠性和顺序性。使用场景：需要可靠、顺序传输数据的应用，如聊天应用、文件传输、数据库连接等。保证数据传输的顺序和完整性，适合需要持久连接的应用。

• QUdpSocket：UDP（User Datagram Protocol） 是一种无连接的协议，数据包可以乱序到达且可能丢失。使用场景：对实时性要求高但对数据丢失容忍度较高的应用，如视频流、实时游戏、VoIP 等。适合大规模、多点广播的应用，但不保证数据的顺序和可靠性。

使用 QTcpServer 实现服务器#

1. 创建一个 QTcpServer 对象并调用 listen() 方法启动监听。
2. 连接 newConnection() 信号，当有客户端连接时接收到此信号。
3. 在 newConnection() 里创建 QTcpSocket 对象来与客户端通信。
4. 通过 QTcpSocket 的 read() 和 write() 方法进行数据收发。

QTcpServer *server = new QTcpServer(this);
if (server->listen(QHostAddress::Any, 1234)) {
    connect(server, &QTcpServer::newConnection, this, &MyServer::onNewConnection);
}

void MyServer::onNewConnection() {
    QTcpSocket *clientSocket = server->nextPendingConnection();
    connect(clientSocket, &QTcpSocket::readyRead, this, &MyServer::onReadyRead);
}

void MyServer::onReadyRead() {
    QTcpSocket *clientSocket = qobject_cast<QTcpSocket*>(sender());
    QByteArray data = clientSocket->readAll();
    // 处理收到的数据
}

QNetworkAccessManager：管理和发起网络请求的类#

QNetworkAccessManager 是 Qt 网络编程中用于管理和发起网络请求的类。它支持多种协议（如 HTTP、HTTPS、FTP、FTPS）并可以进行 GET、POST 等请求。

作用：

1. 发送 HTTP/HTTPS 请求，并返回 QNetworkReply 对象
2. 支持异步网络请求，通过信号与槽机制接收请求结果
3. 提供对上传和下载的控制（如设置请求头、发送表单数据等）

QNetworkAccessManager *manager = new QNetworkAccessManager(this);
QNetworkRequest request(QUrl("http://example.com"));
QNetworkReply *reply = manager->get(request);

connect(reply, &QNetworkReply::finished, this, &MyClass::onFinished);

void MyClass::onFinished() {
    QNetworkReply *reply = qobject_cast<QNetworkReply*>(sender());
    QByteArray data = reply->readAll();
    // 处理响应数据
}

QNetworkAccessManager 还允许设置请求头、处理 SSL/TLS 加密等功能

Websocket#

QWebSocket 类提供了对 WebSocket 协议的支持，用于进行双向通信。WebSocket 适用于实时消息推送应用，如在线聊天、实时数据流等。

1. 客户端：使用 QWebSocket 连接到 WebSocket 服务器。可以通过 sendTextMessage() 发送消息，textMessageReceived() 信号接收消息。
2. 服务器端：使用 QWebSocketServer 启动 WebSocket 服务器，监听客户端连接。当连接建立后，使用 QWebSocket 进行通信。

QWebSocket *socket = new QWebSocket();
socket->open(QUrl("ws://example.com"));

connect(socket, &QWebSocket::textMessageReceived, this, &MyClass::onMessageReceived);
connect(socket, &QWebSocket::disconnected, this, &MyClass::onDisconnected);

void MyClass::onMessageReceived(const QString &message) {
    // 处理收到的消息
}

处理数据的粘包和拆包#

粘包和拆包是网络编程中的常见问题，通常发生在基于流的协议（如 TCP）中，解决这个问题的常见方法是使用自定义的协议进行数据分隔和解析。

常见解决方案：

1. 固定长度数据包：每个数据包有固定的大小，接收方按固定长度读取。优点：实现简单，适合数据量固定的场景。缺点：不能处理长度变化的数据。
2. 使用分隔符：数据包之间使用特定的字符（如 \n 或 \0）作为分隔符，接收方根据分隔符划分数据包。优点：适用于变长数据包。缺点：需要确保分隔符不会出现在数据中。
3. 数据包头部包含长度信息：在每个数据包的头部添加数据包长度信息，接收方先读取长度字段，再根据长度读取完整数据。优点：适用于变长数据。缺点：需要管理长度字段。

数据库编程#

连接数据库#

1. 加载数据库驱动 ：Qt 支持多种数据库（如 SQLite、MySQL、PostgreSQL 等）。需要加载适当的数据库驱动。
2. 创建 QSqlDatabase 对象 ：通过 QSqlDatabase::addDatabase() 来创建一个数据库连接对象，并设置连接类型（例如 SQLite、MySQL）。
3. 设置连接参数 ：配置数据库连接的参数，如数据库文件路径、用户名、密码等。
4. 打开数据库 ：调用 open() 方法来打开数据库连接，并检查连接是否成功。

void MainWindow::open_db() {
    db = QSqlDatabase::addDatabase("QSQLITE");
    db.setDatabaseName("/Users/akatsuki/account.db");
    if (db.open()) {
        qDebug() << "open db success";
    } else {
        qDebug() << db.lastError().text();
    }
}

操作 SQLite 数据库#

SQLite 是一种轻量级的嵌入式数据库，不需要安装额外的数据库服务，适合存储本地数据。

1. 配置数据库驱动 ：确保 SQLite 驱动已启用（Qt 默认支持 SQLite）。
2. 创建数据库连接 ：通过 QSqlDatabase::addDatabase("QSQLITE") 来连接 SQLite 数据库，并指定数据库文件路径。
3. 执行 SQL 语句 ：使用 QSqlQuery 执行 SQL 语句进行查询或操作。
4. 使用模型（如QSqlTableModel） ：可以通过 QSqlTableModel 直接操作数据库中的表格，简化数据展示和交互。

事务处理#

https://www.bilibili.com/video/BV17qKbzGEW7/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=9d28f0e4734f1bde4c84c3169e3a429d ↗

数据库的事务处理：作为单个逻辑工作单元执行的一系列数据库操作。这些操作要么全部成功要么全部失败回滚，绝不存在“部分成功”的中间状态，以此来保证数据的完整性和一致性。事务处理可以通过 QSqlDatabase 提供的接口实现。

1. 开始事务：调用 QSqlDatabase::transaction() 来启动一个事务。这会确保后续的所有数据库操作都被视为一个单独的事务。
2. 执行数据库操作：在事务中进行一系列数据库操作（如插入、更新、删除等）。这些操作不会立即提交到数据库中。
3. 提交事务：如果所有操作都成功执行，调用 QSqlDatabase::commit() 来提交事务，将所有变更保存到数据库。
4. 回滚事务：如果在操作过程中出现错误，可以调用 QSqlDatabase::rollback() 来回滚事务，撤销所有变更，恢复到事务开始时的状态。

QSqlDatabase db = QSqlDatabase::database(); // 获取默认数据库连接

// 1. 启动事务
if (db.transaction()) {
    QSqlQuery query(db);
    
    // 2. 执行一系列 SQL 操作
    query.exec("INSERT INTO accounts (id, balance) VALUES (1, 100)");
    query.exec("UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 2");

    // 3. 检查执行结果并提交或回滚
    if (query.lastError().isValid()) {
        db.rollback(); // 出现错误，撤销所有操作
    } else {
        db.commit();   // 无错误，提交事务生效
    }
}

事务的好处 ：

• 确保数据一致性：即使在系统崩溃或错误发生时，数据也不会被破坏。
• 提供原子性：一组操作要么全部成功，要么全部失败。

常见应用场景 ：

• 批量插入数据时使用事务可以提高性能。
• 多步操作必须全部成功的情况下使用事务，如转账操作等。

数据库的 Model#

1. QSqlQueryModel：是一个只读模型，用于显示从 SQL 查询返回的结果集。它适合用于显示执行 SELECT 查询的结果，通常是一次性的查询结果。不支持直接修改数据，只用于显示。
2. QSqlTableModel：用于操作数据库中的某一张表，支持增、删、改操作。它会与数据库中的表进行同步，自动更新显示内容。提供了与视图（如QTableView）绑定的能力，可以方便地展示和操作数据库表数据。
3. QSqlRelationalTableModel：是 QSqlTableModel 的扩展，支持外键关系。适合在表格中展示有关系的多个表格数据。它允许自动处理外键字段的显示，使得操作更为灵活和直观。