QtTCP通信中的多线程服务器端设计

在Qt编程中，实现TCP多线程服务器端是一个常见需求，特别是在需要同时处理多个客户端请求的应用场景下。本文将详细介绍如何通过继承QThread类来实现这一目标。

### 1. 多线程服务器端的基本实现

当使用`nextPendingConnection()`方法时，服务器端默认只会与最近连接的客户端保持通信。为了解决这个问题，可以通过创建新的线程来管理每个客户端连接，确保每个客户端都能独立地与服务器进行通信。

```cpp
void Server::incomingConnection(qintptr socketDescriptor) {
socketList.append(socketDescriptor);

ServerThread *thread = new ServerThread(socketDescriptor, this);

connect(thread, &ServerThread::started, dlg, &MainWindow::showConnection);
connect(thread, &ServerThread::disconnectTCP, dlg, &MainWindow::showDisconnection);
connect(thread, &ServerThread::revData, dlg, &MainWindow::receiveData);
connect(thread, &ServerThread::finished, thread, &ServerThread::deleteLater);
connect(dlg, &MainWindow::sendData, thread, &ServerThread::sendData);

thread->start();
}
```

### 2. 客户端通信的实现

#### 发送数据

发送数据相对简单，只需根据客户端的`socketDescriptor`调用`write()`方法即可。

```cpp
void ServerThread::sendData(const QString &data, int id) {
if (id == socketDescriptor) {
tcpSocket->write(data.toLocal8Bit());
}
}
```

#### 接收数据

接收数据时可能会遇到`readyRead()`信号未被触发的问题。解决方法是使用非阻塞的方式读取数据，结合`waitForReadyRead()`函数等待新数据的到来。

```cpp
void ServerThread::run() {
tcpSocket = new QTcpSocket;

if (!tcpSocket->setSocketDescriptor(socketDescriptor)) {
return;
}

connect(tcpSocket, &QTcpSocket::disconnected, this, &ServerThread::disconnectToHost);

while (true) {
QByteArray data = tcpSocket->readAll();
QString message = QString::fromLocal8Bit(data);

if (tcpSocket->waitForReadyRead()) {
if (!message.isEmpty()) {
message = tcpSocket->peerAddress().toString() + ':' + message;
emit revData(message);
}
} else {
break;
}
}
}
```

### 3. 进一步优化

为了提高性能和避免在主线程中创建过多子线程，可以考虑自定义一个`TcpSocket`派生类来处理数据的收发。

```cpp
void ServerThread::run() {
mySocket = new MySocket(socketDescriptor, this);

if (!mySocket->setSocketDescriptor(socketDescriptor)) {
return;
}

connect(mySocket, &MySocket::disconnected, this, &ServerThread::disconnectToHost);
connect(mySocket, &MySocket::revData, this, &ServerThread::forwardData);
connect(this, &ServerThread::sendData, mySocket, &MySocket::sendMessage);

exec();
}

void ServerThread::sendData(const QString &data, int id) {
if (!data.isEmpty()) {
emit sendData(data, id);
}
}

void ServerThread::forwardData(const QString &msg) {
emit revData(msg);
}
```

在`MySocket`类中实现具体的数据收发逻辑：

```cpp
MySocket::MySocket(qintptr socketDescriptor, QObject *parent)
: QTcpSocket(parent), socketDescriptor(socketDescriptor) {
connect(this, &QTcpSocket::readyRead, this, &MySocket::receiveData);
}

void MySocket::sendMessage(const QString &msg, int id) {
if (id == socketDescriptor) {
write(msg.toLocal8Bit());
}
}

void MySocket::receiveData() {
QByteArray data = readAll();
QString message = peerAddress().toString() + ':' + QString::fromLocal8Bit(data);

emit revData(message);
}
```

### 4. 结论

通过上述方法，可以在Qt中实现一个高效的多线程TCP服务器端，支持多个客户端的同时通信。此方案不仅提高了系统的并发处理能力，还增强了程序的稳定性和响应速度。

### 5. 代码示例

项目代码已托管至GitHub，欢迎下载和交流：

- [GitHub链接](https://github.com/DragonPang/QtMultiThreadTcpServer)