一口气, 了解 Qt 的所有 IPC 方式-51CTO.COM

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本文转载自微信公众号「老吴的嵌入式之旅」，作者吴伟东Jack。转载本文请联系老吴的嵌入式之旅公众号。

大家好，我是老吴。

今天整理一下 Qt 里几个重要的 IPC 方式。

Internet Socket

Qt 里的 Qt Network 模块，提供了一些类，让网络编程变得更容易，且支持跨平台。

具体地，有偏上层的 QNetworkAccessManager、QNetworkRequest、QNetworkReply。

以及偏底层的 QTcpSocket、QTcpServer、QUdpSocket。

示例

https://doc.qt.io/qt-5/qtnetwork-downloadmanager-example.html

这个例子演示了如何使用 QNetworkAccessManager 实现一个命令行下载工具，类似 wget 命令。

运行效果：

$ ./downloadmanager https://dl.google.com/linux/direct/google-chrome-stable_current_amd64.deb 
 
Downloading https://dl.google.com/linux/direct/google-chrome-stable_current_amd64.deb... 
 
[##################################################] 100% 21.1 MB/s 
 
Succeeded. 
1/1 files downloaded successfully 
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支持进度显示、多文件排队下载。

代码分析

// send request 
void DownloadManager::startNextDownload() 
{ 
    QNetworkRequest request(url); 
 
    // manager is QNetworkAccessManager,  
    // currentDownload is QNetworkReply 
    currentDownload = manager.get(request); 
 
    connect(currentDownload, SIGNAL(readyRead()), 
            SLOT(downloadReadyRead())); 
} 
 
// download data 
void DownloadManager::downloadReadyRead() 
{ 
    // output is QFile 
    output.write(currentDownload->readAll()); 
} 
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3 个步骤：

发 Request，
拿到 Reply，
从 Reply 中读写数据。

更详细的说明：

https://doc.qt.io/qt-5/qtnetwork-index.html

Local Socket

Local Socket 用于在同一台计算机上运行的进程之间的通信，相关的类是 QLocalServer and QLocalSocket。

虽然 Internet Socket 可用于同一目的，但 Local Socket 的效率更高。

Local Socket 仅复制数据，它们并不执行协议处理，不需要添加或删除网络报头，无需计算校验和，不要产生顺序号，无需发送确认报文。

另外，后续如果有需要的话，可以很容易地升级成跨主机的版本。

示例

1. fortune server

https://doc.qt.io/qt-5/qtcore-ipc-localfortuneserver-example.html

这个例子演示如何使用 QLocalServer 实现一个随机应答服务器。

2. fortune client

https://doc.qt.io/qt-5/qtcore-ipc-localfortuneclient-example.html

这个例子演示如何使用 QLocalSocket 去连接 Local Socket Server。

运行效果：

点击 client 端的 "Get Forturn" 按键，会发起一个连接，server 端发现有新连接后，会随机发送一句话过来。

代码分析

Server 端：

// create a local socket server 
Server::Server(QWidget *parent) 
    : QDialog(parent) 
{ 
    server = new QLocalServer(this); 
    server->listen("fortune") 
 
    connect(server, &QLocalServer::newConnection, this, &Server::sendFortune); 
} 
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// send data 
void Server::sendFortune() 
{ 
    QLocalSocket *clientConnection = server->nextPendingConnection(); 
    clientConnection->write(block); 
    clientConnection->flush(); 
    clientConnection->disconnectFromServer(); 
} 
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4 个步骤：

new 一个 socket;
用 listen() 监听;
用 nextPendingConnection() 获取连接;
常规的 read()/write() 操作;

Client 端的代码也很简单，请自行查看。

Shared Memory

QSharedMemory 用于支持跨平台的共享内存，它允许多个线程和进程安全地访问共享内存段。

此外，QSystemSemaphore 可用于控制对系统共享资源的访问和进程之间的通信。

示例

https://doc.qt.io/qt-5/qsharedmemory.html

这个例子演示进程间如何使用 QSharedMemory 以共享内存的方式进行通信。

需要启动 2 次该程序，其中一个程序先加载一张图片，然后另外一个程序通过共享内存来访问到同一张图片。

运行效果：

代码分析

创建 shared memory：

void Dialog::loadFromFile() 
{ 
    [...] 
    // load buffer into share memory 
    // buffer is QBuffer 
    sharedMemory.create(size)) 
    sharedMemory.lock(); 
    char *to = (char*)sharedMemory.data(); 
    const char *from = buffer.data().data();  
    memcpy(to, from, qMin(sharedMemory.size(), size)); 
    sharedMemory.unlock(); 
} 
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访问 shared memory：

void Dialog::loadFromMemory() 
{ 
     
    sharedMemory.attach(); 
    sharedMemory.lock(); 
    buffer.setData((char*)sharedMemory.constData(), sharedMemory.size()); 
    buffer.open(QBuffer::ReadOnly); 
    in >> image; 
    sharedMemory.unlock(); 
 
    sharedMemory.detach(); 
    ui.label->setPixmap(QPixmap::fromImage(image)); 
} 
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接口很简洁：

create() 创建一块共享内存;
attach() 和 detach() 用于访问;
lock() 和 unlock() 用于同步;

D-Bus protocol

D-Bus 是一种进程间通信 (IPC) 和远程过程调用 (RPC) 机制，最初是为 Linux 开发的，目的是用一个统一的协议替换现有的 IPC 方案。

D-Bus 实际上是基于 Unix Socket 的。它只提供了一个标准化的总线架构，允许许多进程相互通信。

Qt 提供了 Qt DBus 模块，把信号槽机制扩展到进程级别，使得开发者可以在一个进程中发出信号，由其它进程的槽函数响应信号。

示例

https://doc.qt.io/qt-5/qtdbus-chat-example.html

这个例子演示了如何使用 Qt DBus 实现一个基于 D-Bus 的简易聊天室。

运行效果：

代码分析

ChatMainWindow::ChatMainWindow() 
    : m_nickname(QLatin1String("nickname")) 
{ 
    [...] 
    connect(sendButton, SIGNAL(clicked(bool)), this, SLOT(sendClickedSlot())); 
     
    // add our D-Bus interface and connect to D-Bus 
    new ChatAdaptor(this); 
    QDBusConnection::sessionBus().registerObject("/", this); 
 
    org::example::chat *iface; 
    iface = new org::example::chat(QString(), QString(), QDBusConnection::sessionBus(), this); 
 
    QDBusConnection::sessionBus().connect(QString(), QString(), "org.example.chat", "message", this, SLOT(messageSlot(QString,QString))); 
    [...] 
} 
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接口感觉还是比较复杂，这里就不展开分析了。

更详细的说明：

https://doc.qt.io/qt-5/qtdbus-index.html
https://unix.stackexchange.com/questions/604258/what-is-d-bus-practically-useful-for

QProcess

QProcess 类可以用来启动外部程序作为子进程，并与它们进行通信。

示例代码

QProcess gzip; 
gzip.start("gzip", QStringList() << "-c"); 
if (!gzip.waitForStarted()) 
    return false; 
 
gzip.write("Qt rocks!"); 
gzip.closeWriteChannel(); 
 
if (!gzip.waitForFinished()) 
    return false; 
 
QByteArray result = gzip.readAll(); 
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这里通过 QProcess 调用 gzip 命令来解压文件，通讯的接口就是 read() / write()。

Qt 官方没有提供示例，想看实例的话可以参考我之前的文章：

小伙子，要不要给你的 Linux 系统写一个launcher

到此，Qt 里几个重要的 IPC 机制就介绍完毕了，感谢阅读。