一口氣, 了解 Qt 的所有 IPC 方式
本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「老吳的嵌入式之旅」，作者吳偉東Jack。轉(zhuǎn)載本文請(qǐng)聯(lián)系老吳的嵌入式之旅公眾號(hào)。
大家好，我是老吳。
今天整理一下 Qt 里幾個(gè)重要的 IPC 方式。
Internet Socket
Qt 里的 Qt Network 模塊，提供了一些類，讓網(wǎng)絡(luò)編程變得更容易，且支持跨平臺(tái)。
具體地，有偏上層的 QNetworkAccessManager、QNetworkRequest、QNetworkReply。
以及偏底層的 QTcpSocket、QTcpServer、QUdpSocket。
示例
https://doc.qt.io/qt-5/qtnetwork-downloadmanager-example.html
這個(gè)例子演示了如何使用 QNetworkAccessManager 實(shí)現(xiàn)一個(gè)命令行下載工具，類似 wget 命令。
運(yùn)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
支持進(jìn)度顯示、多文件排隊(duì)下載。
代碼分析
- // 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());
- }
3 個(gè)步驟：
- 發(fā) Request，
- 拿到 Reply，
- 從 Reply 中讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。
更詳細(xì)的說(shuō)明：
https://doc.qt.io/qt-5/qtnetwork-index.html
Local Socket
Local Socket 用于在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的進(jìn)程之間的通信，相關(guān)的類是 QLocalServer and QLocalSocket。
雖然 Internet Socket 可用于同一目的，但 Local Socket 的效率更高。
Local Socket 僅復(fù)制數(shù)據(jù)，它們并不執(zhí)行協(xié)議處理，不需要添加或刪除網(wǎng)絡(luò)報(bào)頭，無(wú)需計(jì)算校驗(yàn)和，不要產(chǎn)生順序號(hào)，無(wú)需發(fā)送確認(rèn)報(bào)文。
另外，后續(xù)如果有需要的話，可以很容易地升級(jí)成跨主機(jī)的版本。
示例
1. fortune server
- https://doc.qt.io/qt-5/qtcore-ipc-localfortuneserver-example.html
這個(gè)例子演示如何使用 QLocalServer 實(shí)現(xiàn)一個(gè)隨機(jī)應(yīng)答服務(wù)器。
2. fortune client
- https://doc.qt.io/qt-5/qtcore-ipc-localfortuneclient-example.html
這個(gè)例子演示如何使用 QLocalSocket 去連接 Local Socket Server。
運(yùn)行效果：
點(diǎn)擊 client 端的 "Get Forturn" 按鍵，會(huì)發(fā)起一個(gè)連接，server 端發(fā)現(xiàn)有新連接后，會(huì)隨機(jī)發(fā)送一句話過(guò)來(lái)。
代碼分析
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);
- }
- // send data
- void Server::sendFortune()
- {
- QLocalSocket *clientConnection = server->nextPendingConnection();
- clientConnection->write(block);
- clientConnection->flush();
- clientConnection->disconnectFromServer();
- }
4 個(gè)步驟：
- new 一個(gè) socket;
- 用 listen() 監(jiān)聽(tīng);
- 用 nextPendingConnection() 獲取連接;
- 常規(guī)的 read()/write() 操作;
Client 端的代碼也很簡(jiǎn)單，請(qǐng)自行查看。
Shared Memory
QSharedMemory 用于支持跨平臺(tái)的共享內(nèi)存，它允許多個(gè)線程和進(jìn)程安全地訪問(wèn)共享內(nèi)存段。
此外，QSystemSemaphore 可用于控制對(duì)系統(tǒng)共享資源的訪問(wèn)和進(jìn)程之間的通信。
示例
- https://doc.qt.io/qt-5/qsharedmemory.html
這個(gè)例子演示進(jìn)程間如何使用 QSharedMemory 以共享內(nèi)存的方式進(jìn)行通信。
需要啟動(dòng) 2 次該程序，其中一個(gè)程序先加載一張圖片，然后另外一個(gè)程序通過(guò)共享內(nèi)存來(lái)訪問(wèn)到同一張圖片。
運(yùn)行效果：
代碼分析
創(chuàng)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();
- }
訪問(wèn) 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));
- }
接口很簡(jiǎn)潔：
- create() 創(chuàng)建一塊共享內(nèi)存;
- attach() 和 detach() 用于訪問(wèn);
- lock() 和 unlock() 用于同步;
D-Bus protocol
D-Bus 是一種進(jìn)程間通信 (IPC) 和遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用 (RPC) 機(jī)制，最初是為 Linux 開(kāi)發(fā)的，目的是用一個(gè)統(tǒng)一的協(xié)議替換現(xiàn)有的 IPC 方案。
D-Bus 實(shí)際上是基于 Unix Socket 的。它只提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的總線架構(gòu)，允許許多進(jìn)程相互通信。
Qt 提供了 Qt DBus 模塊，把信號(hào)槽機(jī)制擴(kuò)展到進(jìn)程級(jí)別，使得開(kāi)發(fā)者可以在一個(gè)進(jìn)程中發(fā)出信號(hào)，由其它進(jìn)程的槽函數(shù)響應(yīng)信號(hào)。
示例
- https://doc.qt.io/qt-5/qtdbus-chat-example.html
這個(gè)例子演示了如何使用 Qt DBus 實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于 D-Bus 的簡(jiǎn)易聊天室。
運(yùn)行效果：
代碼分析
- 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)));
- [...]
- }
接口感覺(jué)還是比較復(fù)雜，這里就不展開(kāi)分析了。
更詳細(xì)的說(shuō)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 類可以用來(lái)啟動(dòng)外部程序作為子進(jìn)程，并與它們進(jìn)行通信。
示例代碼
- 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();
這里通過(guò) QProcess 調(diào)用 gzip 命令來(lái)解壓文件，通訊的接口就是 read() / write()。
Qt 官方?jīng)]有提供示例，想看實(shí)例的話可以參考我之前的文章：
小伙子，要不要給你的 Linux 系統(tǒng)寫(xiě)一個(gè)launcher
到此，Qt 里幾個(gè)重要的 IPC 機(jī)制就介紹完畢了，感謝閱讀。
