Qt之高级网络操作（HTTP/FTP快速上手）

简述

Qt Network 模块中提供了一些高级别的类，例如：QNetworkRequest、QNetworkReply 和 QNetworkAccessManager，使用常见的协议执行网络操作。

在分享的过程中，顺便介绍下 Fiddler，便于我们调试。Fiddler 是一个 HTTP 协议调试代理工具。当然，也可以使用其它 Web/HTTP 调试工具。

  • 简述
  • HTTP 消息结构
  • 支持的协议
  • 请求
  • 传递 URL 参数
  • 代理
  • 更加复杂的 POST 请求
  • 定制请求头
  • 响应内容
  • 响应状态码
  • 响应头
  • 错误

HTTP 消息结构

先来看一下 HTTP 的消息结构。

  • Request

    请求行：Request 消息中的第一行，由请求方式、请求URL、HTTP协议及版本三部分组成。

    请求头：其中 Content-Type 指定了客户端发送的内容格式。例如：Content-Type: application/json，指客户端发送的内容格式为 Json。

    请求体：要发送的表单数据。

  • Response

    状态行：Response 消息中的第一行，由 HTTP 协议版本号、状态码、状态消息三部分组成。状态码用来告诉 HTTP 客户端，HTTP 服务器是否产生了预期的 Response。HTTP/1.1 中定义了 5 类状态码， 状态码由三位数字组成，第一个数字定义了响应的类别：

    • 1XX：提示信息 - 表示请求已被成功接收，继续处理。
    • 2XX：成功 - 表示请求已被成功接收、理解、接受。
    • 3XX：重定向 - 要完成请求必须进行更进一步的处理。
    • 4XX：客户端错误 - 请求有语法错误或请求无法实现。
    • 5XX：服务器端错误 - 服务器未能实现合法的请求。

    响应头：其中 Content-Type 指定了服务器返回的内容格式。例如：Content-Type: application/json，指服务器返回的内容格式为 Json。

    响应体：服务器返回的内容。

注意：这里，针对 HTTP 协议只做了一些简单的介绍，便于下面讲解，关于协议中的其他部分，有兴趣的童鞋可自行研究。

支持的协议

在进行网络请求之前，首先，要查看 QNetworkAccessManager 支持的协议：

QNetworkAccessManager *manager = new QNetworkAccessManager(this);
qDebug() << manager->supportedSchemes();

通过调用 supportedSchemes()，列出了支持的所有 URL schemes：

(“ftp”, “file”, “qrc”, “http”, “https”, “data”)

下面，我们主要以 HTTP 为例。

请求

构建一个请求非常简单，本例中，我们尝试获取某个网页，以 CSDN 为例：

QString baseUrl = "http://www.csdn.net/";

QNetworkRequest request;
request.setUrl(QUrl(baseUrl));

现在，名为 request 的 QNetworkRequest 请求对象就构建成功了，为了获取所有想要的信息，我们需要将该请求发送出去。

QNetworkReply *pReplay = manager->get(request);

这时，会获取一个名为 pReplay 的 QNetworkReply 响应对象。等待响应完成，就可以从这个对象中获取所有想要的信息。

QByteArray bytes = pReplay->readAll();
qDebug() << bytes;

完整的源码：

// URL
QString baseUrl = "http://www.csdn.net/";

// 构造请求
QNetworkRequest request;
request.setUrl(QUrl(baseUrl));

QNetworkAccessManager *manager = new QNetworkAccessManager(this);
// 发送请求
QNetworkReply *pReplay = manager->get(request);

// 开启一个局部的事件循环，等待响应结束，退出
QEventLoop eventLoop;
QObject::connect(manager, &QNetworkAccessManager::finished, &eventLoop, &QEventLoop::quit);
eventLoop.exec();

// 获取响应信息
QByteArray bytes = pReplay->readAll();
qDebug() << bytes;

因为请求的过程是异步的，所以此时使用 QEventLoop 开启一个局部的事件循环，等待响应结束，事件循环退出。

注意：开启事件循环的同时，程序界面将不会响应用户操作（界面被阻塞）。

简便的 API 意味着所有 HTTP 请求类型都是显而易见的。那么其他 HTTP 请求类型：POST，PUT 又是如何的呢？都是一样的简单：

QNetworkReply *pPostReplay = manager->post(request, QByteArray());
QNetworkReply *pPutReplay = manager->put(request, QByteArray());

漂亮，对吧？但这也仅是冰山一角。

传递 URL 参数

你也许经常想为 URL 的查询字符串（query string）传递某种数据。如果你是手工构建 URL，那么数据会以键/值对的形式置于 URL 中，跟在一个问号的后面。例如：http://www.zhihu.com/search?type=content&q=Qt。Qt 提供了 QUrlQuery 类，可以很便利地提供这些参数。

举例来说，如果你想传递 type=content 和 q=Qt 到 http://www.zhihu.com/search，可以使用如下代码：

// URL
QString baseUrl = "http://www.zhihu.com/search";
QUrl url(baseUrl);

// key-value 对
QUrlQuery query;
query.addQueryItem("type", "content");
query.addQueryItem("q", "Qt");

url.setQuery(query);

通过打印输出该 URL，你能看到 URL 已被正确编码：

qDebug() << url.url();
// "http://www.zhihu.com/search?type=content&q=Qt"

更多参考：Qt之QUrlQuery

代理

在发送请求的时候，如果要通过 Fiddler 分析，就必须设置代理，主要使用 QNetworkProxy ：

QNetworkProxy proxy;
proxy.setType(QNetworkProxy::HttpProxy);
proxy.setHostName("127.0.0.1");
proxy.setPort(8888);
manager->setProxy(proxy);

更多参考：Qt之QNetworkProxy（网络代理）

更加复杂的 POST 请求

httpbin 是一个使用 Python + Flask 编写的 HTTP 请求和响应服务，主要用于测试 HTTP 库。

通常，你想要发送一些编码为表单形式的数据 - 非常像一个 HTML 表单。要实现这个，只需简单地传递一个QByteArray 给 data 参数。你的数据在发出请求时会自动编码为表单形式：

// URL
QString baseUrl = "http://httpbin.org/post";
QUrl url(baseUrl);

// 表单数据
QByteArray dataArray;
dataArray.append("key1=value1&");
dataArray.append("key2=value2");

// 构造请求
QNetworkRequest request;
request.setHeader(QNetworkRequest::ContentTypeHeader, "application/x-www-form-urlencoded");
request.setUrl(url);

QNetworkAccessManager *manager = new QNetworkAccessManager(this);

// 发送请求
manager->post(request, dataArray);

还可以使用 json 参数直接传递，然后它就会被自动编码：

// URL
QString baseUrl = "http://httpbin.org/post";
QUrl url(baseUrl);

// Json数据
QJsonObject json;
json.insert("User", "Qter");
json.insert("Password", "123456");

QJsonDocument document;
document.setObject(json);
QByteArray dataArray = document.toJson(QJsonDocument::Compact);

// 构造请求
QNetworkRequest request;
request.setHeader(QNetworkRequest::ContentTypeHeader, "application/json");
request.setUrl(url);

QNetworkAccessManager *manager = new QNetworkAccessManager(this);

// 连接信号槽
connect(manager, SIGNAL(finished(QNetworkReply *)), this, SLOT(replyFinished(QNetworkReply *)));

// 发送请求
manager->post(request, dataArray);

为了不阻塞界面，我们不再使用 QEventLoop，而用 QNetworkAccessManager 对应的信号，当响应结束就会发射 finished() 信号，将其链接到对应的槽函数上即可。

定制请求头

如果你想为请求添加 HTTP 头部，只要简单地调用 setHeader() 就可以了。

例如，发送的请求时，使用的 User-Agent 是 Mozilla/5.0 , 为了方便以后追踪版本信息，可以将软件的版本信息写入到 User-Agent 中。

QNetworkRequest request;
request.setHeader(QNetworkRequest::UserAgentHeader, "my-app/0.0.1");

User-Agent：包含发出请求的用户信息。

当然，除了 User-Agent 之外，QNetworkRequest::KnownHeaders 还包含其他请求头，它就是为 HTTP 头部而生的。根据 RFC 2616， HTTP 头部是大小写不敏感。

如果 QNetworkRequest::KnownHeaders 不满足需要，使用 setRawHeader()。

响应内容

要获取响应的内容，可以调用 readAll()，由于上述的 POST 请求返回的数据为 Json 格式，将响应结果先转化为 Json，然后再对其解析：

void replyFinished(QNetworkReply *reply)
{
    // 获取响应信息
    QByteArray bytes = reply->readAll();

    QJsonParseError jsonError;
    QJsonDocument doucment = QJsonDocument::fromJson(bytes, &jsonError);
    if (jsonError.error != QJsonParseError::NoError) {
        qDebug() << QStringLiteral("解析Json失败");
        return;
    }

    // 解析Json
    if (doucment.isObject()) {
        QJsonObject obj = doucment.object();
        QJsonValue value;
        if (obj.contains("data")) {
            value = obj.take("data");
            if (value.isString()) {
                QString data = value.toString();
                qDebug() << data;
            }
        }
    }
}

响应的内容可以是 HTML 页面，也可以是字符串、Json、XML等。最上面所发送的 GET 请求 获取的就是 CSDN 的首页 HTML。

响应状态码

我们可以检测响应状态码：

QVariant variant = pReplay->attribute(QNetworkRequest::HttpStatusCodeAttribute);
if (variant.isValid())
    qDebug() << variant.toInt();
// 200

HTTP 状态码请参考：

最常见的是 200 OK，表示请求已成功，请求所希望的响应头或数据体将随此响应返回。

响应头

进入 Response Headers：

可以看到包含很多，和上面一样，使用任意 QNetworkRequest::KnownHeaders 来访问这些响应头字段。例如，Content Type：

QVariant variant = pReplay->header(QNetworkRequest::ContentTypeHeader);
if (variant.isValid())
    qDebug() << variant.toString();
// "text/html; charset=utf-8"

如果 QNetworkRequest::KnownHeaders 不满足需要，可以使用 rawHeader()。例如，响应包含了登录后的 TOKEN，位于原始消息头中：

if (reply->hasRawHeader("TOKEN"))
    QByteArray byte = reply->rawHeader("TOKEN");

它还有一个特殊点，那就是服务器可以多次接受同一 header，每次都使用不同的值。Qt 会将它们合并，这样它们就可以用一个映射来表示出来，参见 RFC 7230：

A recipient MAY combine multiple header fields with the same field name into one “field-name: field-value” pair, without changing the semantics of the message, by appending each subsequent field value to the combined field value in order, separated by a comma.

接收者可以合并多个相同名称的 header 栏位，把它们合为一个 "field-name: field-value" 配对，将每个后续的栏位值依次追加到合并的栏位值中，用逗号隔开即可，这样做不会改变信息的语义。

错误

如果请求的处理过程中遇到错误（如：DNS 查询失败、拒绝连接等）时，则会产生一个 QNetworkReply::NetworkError。

例如，我们将 URL 改为这样：

QString baseUrl = "http://www.csdnQter.net/";

发送请求后，由于主机名无效，必然会发生错误，根据 error() 来判断：

QNetworkReply::NetworkError error = pReplay->error();
switch (error) {
case QNetworkReply::ConnectionRefusedError:
    qDebug() << QStringLiteral("远程服务器拒绝连接");
    break;
case QNetworkReply::HostNotFoundError:
    qDebug() << QStringLiteral("远程主机名未找到（无效主机名）");
    break;
case QNetworkReply::TooManyRedirectsError:
    qDebug() << QStringLiteral("请求超过了设定的最大重定向次数");
    break;
deafult:
    qDebug() << QStringLiteral("未知错误");
}
// "远程主机名未找到（无效主机名）"

这时，会产生一个 QNetworkReply::HostNotFoundError 错误。

注意： QNetworkReply::TooManyRedirectsError 是 5.6 中引进的，默认限制是 50，可以使用 QNetworkRequest::setMaxRedirectsAllowed() 来改变。

如果要获取到可读的错误信息，使用：

QString strError = pReplay->errorString();
qDebug() << strError;
// "Host www.csdnqter.net not found"

准备好了吗？赶快去试试吧！

时间： 2024-10-01 10:14:59

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