最近在做一个PC端的数据采集并带有一定互动功能的小程序,需要与后台进行通信,从后台下载资源(视频、图片等)。在使用Qt的网络库实现http网络通信的时候出现了一点问题(问题描述:使用QNetworkAccessManager的 finished(QNetworkReply *reply)信号来处理已经发送的请求的结果时,如果多个请求同时发送,使用这种方式仅能收到其中一个请求的reply),因此去查阅了Qt有关网络部分的源码,问题的解决得益于分析源码的过程。
本次分析的是qtbase-opensource-src-5.8.0版本中网络部分的源码,对比之前Qt4版本的源码发生了比较大的改变,Qt5中http/https与其他的协议(ftp、spdy等)的实现分离,http2.0也是单独实现,http完全从backend的抽象工厂模式中剥离出来,新的http采用外观模式将http部分的实现隐藏,在源码内部仅暴露出QHttpThreadDelegate,通过QHttpThreadDelegate与QNetworkReplyHttpImpl之间跨线程的信号槽来实现通信以及数据交互。
从Qt的帮助文档中可以了解到http部分对用户开放的接口情况,QNetworkAccessManager、QNetworkRequest、QNetworkReply三个类包装在Qt上完成http通信所需要使用的接口。
QNetworkAccessManager -- 负责请求的创建以及状态管理
QNetworkRequest -- 负责包装http请求,包括设置协议头、解析协议头
QNetworkReply -- 负责接收对应请求的返回信息
关于API的使用就不再赘述,Qt的文档中有非常详细的说明与例子可以参考。下面对Qt内部的实现流程进行分析。
1.QNetworkAccessManager --
createRequest(QNetworkAccessManager::Operation op, const QNetworkRequest &req, QIODevice *outgoingData)
返回一个QNetworkReply 对象来处理网络请求,参数outgoingData是put/post需要上传的数据,传入QJson类型需要转为QByteArray,在put/post内部转为QBuffer(输出流对象)再传给createRequest,默认情况下会调用QNetworkCookieJar::cookiesForUrl()来保存请求的信息。
1)http/https 的创建方式
// Since Qt 5 we use the new QNetworkReplyHttpImpl
if (scheme == QLatin1String("http") || scheme == QLatin1String("preconnect-http")
|| scheme == QLatin1String("https") || scheme == QLatin1String("preconnect-https")) {
QNetworkReplyHttpImpl *reply = new QNetworkReplyHttpImpl(this, request, op, outgoingData);
connect(this, SIGNAL(networkSessionConnected()),
reply, SLOT(_q_networkSessionConnected()));
return reply;
}
2)其他协议的创建方式
// first step: create the reply
QNetworkReplyImpl *reply = new QNetworkReplyImpl(this);
if (!isLocalFile) {
connect(this, SIGNAL(networkSessionConnected()),
reply, SLOT(_q_networkSessionConnected()));
}
QNetworkReplyImplPrivate *priv = reply->d_func();
priv->manager = this;
// second step: fetch cached credentials
// This is not done for the time being, we should use signal emissions to request
// the credentials from cache.
// third step: find a backend
priv->backend = d->findBackend(op, request);
if (priv->backend) {
priv->backend->setParent(reply);
priv->backend->reply = priv;
}
reply->setSslConfiguration(request.sslConfiguration());
// fourth step: setup the reply
priv->setup(op, request, outgoingData);
i)在当前版本的源码中已经找不到QNetworkAccessHttpBackend的工厂类实现了,在同步的http请求中依然能够看到相关的代码,关于Backend工厂的创建有一段比较有意思的包含了原子操作的代码(个人猜测用于实现享元模式,还有待仔细分析)。我们使用的http请求默认为异步请求,而且Qt没有开放synchronous的设置,即我们提交的所有http/https请求都是异步处理的(源码中关于同步请求部分的处理可以暂时忽略)。
ii)可以看出QNetworkReplyHttpImpl 是作为通信中转以及数据交互非常重要的类。
2.QNetworkReplyHttpImpl --
postRequest(const QNetworkRequest &newHttpRequest)
QHttpThreadDelegate *delegate = new QHttpThreadDelegate;
// deleteLater 可以安全的删除delegate
QObject::connect(thread, SIGNAL(finished()), delegate, SLOT(deleteLater()));
//通信状态以及数据交互
...
// 用于开始请求.
QObject::connect(q, SIGNAL(startHttpRequest()), delegate, SLOT(startRequest()));
QObject::connect(q, SIGNAL(abortHttpRequest()), delegate, SLOT(abortRequest()));
// 控制连接的缓冲区
QObject::connect(q, SIGNAL(readBufferSizeChanged(qint64)), delegate, SLOT(readBufferSizeChanged(qint64)));
QObject::connect(q, SIGNAL(readBufferFreed(qint64)), delegate, SLOT(readBufferFreed(qint64)));
// 移动 delegate 到 http thread
delegate->moveToThread(thread);
//转入子线程处理请求
emit q->startHttpRequest();
3.QHttpThreadDelegate --
startRequest()
//检查是否有本地数据
if (!connections.hasLocalData()) {
connections.setLocalData(new QNetworkAccessCache());
}
QUrl urlCopy = httpRequest.url();
urlCopy.setPort(urlCopy.port(ssl ? 443 : 80));
// 一个 http 对象实质上就是 QHttpNetworkConnection
httpConnection = static_cast<QNetworkAccessCachedHttpConnection *>(connections.localData()->requestEntryNow(cacheKey));
if (httpConnection == 0) {
// no entry in cache; create an object
#ifdef QT_NO_BEARERMANAGEMENT
httpConnection = new QNetworkAccessCachedHttpConnection(urlCopy.host(), urlCopy.port(), ssl,
connectionType);
#else
httpConnection = new QNetworkAccessCachedHttpConnection(urlCopy.host(), urlCopy.port(), ssl,
connectionType,
networkSession);
//向httpConnection 传递请求
httpReply = httpConnection->sendRequest(httpRequest);
httpReply->setParent(this);
//关联reply中我们需要处理的信号并跳转
...
QHttpThreadDelegate 中聚合了 QHttpNetworkRequest、QHttpNetworkReply、QNetworkAccessCachedHttpConnection、QNetworkSession、QNetworkAccessAuthenticationManager等。