跨进程通信之QLocalSocket

跨进程通信之QLocalSocket

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苏轼 - 《临江仙·送钱穆父》

一别都门三改火，天涯踏尽红尘。
依然一笑作春温。
无波真古井，有节是秋筠。

惆怅孤帆连夜发，送行淡月微云。
尊前不用翠眉颦。
人生如逆旅，我亦是行人。

QLocalSocket 和 QLocalServer。这是在 同一台机器上进行进程间通信（IPC） 的Qt解决方案。

graph TD A[本地进程间通信 IPC] --> B[QLocalServer] A --> C[QLocalSocket] B --> D[服务器端<br>监听连接] C --> E[客户端<br>发起连接] D --> F[基于系统本地套接字<br>Windows: 命名管道<br>Unix: Unix Domain Socket] E --> F F --> G[高性能<br>无需网络协议栈<br>数据不经过网卡]

是什么？

• QLocalServer：类似于 QTcpServer，但用于本地连接。它监听一个"服务器名称"，等待客户端连接。
• QLocalSocket：类似于 QTcpSocket，但用于本地连接。客户端用它连接到 QLocalServer。

工作原理

它们基于操作系统的本地进程通信机制：

• Windows：命名管道（Named Pipes）
• Unix/Linux/macOS：Unix 域套接字（Unix Domain Sockets）

优势：比网络通信更快、更安全（不经过网络接口卡）。

使用案例(Qt官方案例 localfortuneclient/localfortuneserver)

QLocalSocket端核心代码

本地服务器端发送的报文格式：

    QDataStream out(&block, QIODevice::WriteOnly);
    out << quint32(message.size());
    out << message;

Client::Client()
{
    QLocalSocket* localSocket = new QLocalSocket(this);
    
    // 连接本地服务器
    connect(pshBtnConnectServer, &QPushButton::clicked, [&]()
    {
        localSocket->abort();
    	localSocket->connectToServer(hostLineEdit->text());
        
        // 后续逻辑，每个指定间隔，重新连接服务器.
    });
    
    // 从服务器读取类容(简化版接收代码)
    connect(pshBtnReadFromServer, &QPushButton::readyRead, [&]()
    {
        QDataStream in;
		in >> blockSize >> nextFortune;
    });
    
    // 显示网络问题
    connect(pshBtnNetError, QOverload<QLocalSocket::LocalSocketError>::of(&QLocalSocket::error), [&](QLocalSocket::LocalSocketError socketError)
    {
        switch (socketError) {
        case QLocalSocket::ServerNotFoundError:
            break;
        case QLocalSocket::ConnectionRefusedError:
            break;
        case QLocalSocket::PeerClosedError:
            break;
        default:
        }
    });
}

QLocalServer端核心代码

Client::Client()
{
    QLocalServer* server = new QLocalServer(this);
    
    if (!server->listen("fortune")) 
    {
        return;
    }
    
    // 获取到来自客户端的一个新连接, 此段代码逻辑为: 客户端每个1s重新连接服务器，服务器每次接收到新连接后，向Peer对象发送数据，同时断开连接。迎接客户端的下一次连接。
    connect(server, &QLocalServer::newConnection, [&]()
    {
        QByteArray block;
        QDataStream out(&block, QIODevice::WriteOnly);
        out.setVersion(QDataStream::Qt_5_10);
        const int fortuneIndex = QRandomGenerator::global()->bounded(0, fortunes.size());
        const QString &message = fortunes.at(fortuneIndex);
        out << quint32(message.size());
        out << message;

        QLocalSocket *clientConnection = server->nextPendingConnection();
        connect(clientConnection, &QLocalSocket::disconnected,
                clientConnection, &QLocalSocket::deleteLater);
		
        clientConnection->write(block);
        clientConnection->flush();
        clientConnection->disconnectFromServer();
    });
    

}

应用场景

1. 主程序与插件通信: 主程序作为服务器，插件作为客户端;
2. 多进程协作 : 多个进程通过本地socket协调工作;
3. 守护进程与服务 : 系统服务与GUI应用程序通信;
4. 进程间数据共享 : 传输配置、状态信息等;