【QT常用技术讲解】优化网络链接不上导致qt、qml界面卡顿的问题

前言

        qt、qml项目经常会涉及访问MySQL数据库、网络服务器，并且界面打开时的初始化过程就会涉及到链接Mysql、网络服务器获取数据，如果网络不通，卡个几十秒，会让用户觉得非常的不爽，本文从技术调研的角度讲解解决此类问题的socket编程方案。

调研场景一

目标：是否有成熟的第三方工具，可以通过后台命令行判断指定IP的某个端口是否在线。（其他文章分享有多线程启动第三方工具并获取结果的方法，不会导致界面卡顿）

经过调研，发现有两个工具初步满足需求：

nmap工具

格式：nmap -p [端口] [IP地址]，如下所示

nmap -p 3306 192.168.1.123

如上效果图，内容较为详细，但不管端口是否在线，都花费5秒钟才能输出结果，比较影响界面的体验。

nc工具

格式：nc -zv [IP地址] [端口] -w 1            -w1是1秒钟超时

nc -zc 192.168.1.123 3306 -w1

如上效果图，加了超时参数-w1之后，确实是1秒中之内出结果，并且succeeded表示端口在线，但是当使用多线程获取此命令行返回的结果时，发现结果是空的，是在国产系统（统信UOS和麒麟kylin系统上进行的测试），然后在后台命令行进行重定向>1.txt，并且cat 1.txt时，发现输出结果也是空的，网上查资料说可能是按照的是特殊的版本，输出结果无法重定向（没有深究，因为可以调研socket编程来实现）。

socket设置超时

1、QT的QsqlDatabase

首先尝试了QsqlDatabase的超时设置方法setConnectOptions("CONNECT_TIMEOUT=1")，代码执行时提示无效。

2、原生socket的setsockopt

当无法链接上指定IP的端口时，3秒才返回，接收数据被阻塞了。

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <ctime>
#define qint64 std::time_t

qint64 getcurtime(){
    // 获取当前时间戳（秒级）
    std::time_t timestamp = std::time(nullptr);
    return timestamp;
}

bool checkPortOpen(const std::string& ip, int port, int timeout = 1) {
    qint64 bgtime=getcurtime();
    // 创建一个socket
    int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sock < 0) {
        std::cerr << "Socket creation failed!" << std::endl;
        return false;
    }

    // 设置超时参数
    struct timeval tv;
    tv.tv_sec = timeout; // 超时1秒
    tv.tv_usec = 0;
    setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (const char*)&tv, sizeof(tv));

    // 设置目标地址
    struct sockaddr_in serverAddr;
    serverAddr.sin_family = AF_INET;
    serverAddr.sin_port = htons(port);
    serverAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip.c_str());

    // 尝试连接指定的IP和端口
    int result = connect(sock, (struct sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr));
    if (result == -1) {
        qint64 endtime=getcurtime();
        std::cout << " checksqlonline use time:" << endtime-bgtime << std::endl;
        close(sock); // 连接失败，关闭socket
        return false;
    }
    qint64 endtime=getcurtime();
    std::cout << " checksqlonline use time:" << endtime-bgtime << std::endl;
    close(sock); // 连接成功，关闭socket
    return true;
}

int main(int argc, char **argv) {
    if (argc==1){
        printf("请传入参数：IP");
        return -1;
    }
    std::string ip = argv[1];  // 替换为你要检测的IP
    int port = 3306;                    // MySQL的默认端口3306

    if (checkPortOpen(ip, port)) {
        std::cout << "Port " << port << " on IP " << ip << " is open!" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Port " << port << " on IP " << ip << " is closed!" << std::endl;
    }

    return 0;
}

3、select异步socket

使用了异步模式，1秒以内返回，达到了优化的效果。

#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/select.h>
#include <netinet/in.h>
#include <cstring>
#include <ctime>
#define qint64 std::time_t

qint64 getcurtime(){
    // 获取当前时间戳（秒级）
    std::time_t timestamp = std::time(nullptr);
    return timestamp;
}

bool checkPortOpen(const std::string& ip, int port, int timeout_sec = 1) {
    qint64 bgtime=getcurtime();
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd < 0) {
        std::cerr << "Error creating socket." << std::endl;
        return false;
    }

    // Set socket to non-blocking mode
    fcntl(sockfd, F_SETFL, O_NONBLOCK);

    struct sockaddr_in server_addr;
    memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(port);
    inet_pton(AF_INET, ip.c_str(), &server_addr.sin_addr);

    // Start connecting to the server (this will be non-blocking)
    int connect_result = connect(sockfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));

    // Check if the connection was successful or pending
    if (connect_result < 0) {
        if (errno != EINPROGRESS) {
            std::cerr << "Connection error: " << strerror(errno) << std::endl;
            close(sockfd);
            return false;
        }
    }

    // Use select() to set a timeout for the connection
    fd_set writefds;
    FD_ZERO(&writefds);
    FD_SET(sockfd, &writefds);

    struct timeval timeout;
    timeout.tv_sec = timeout_sec;
    timeout.tv_usec = 0;

    int select_result = select(sockfd + 1, nullptr, &writefds, nullptr, &timeout);

    if (select_result > 0) {
        // Check if the socket is writable (connection succeeded)
        int so_error;
        socklen_t len = sizeof(so_error);
        getsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, &so_error, &len);
        if (so_error == 0) {
            // Port is open
            qint64 endtime=getcurtime();
            std::cout << " checksqlonline use time:" << endtime-bgtime << std::endl;
            close(sockfd);
            return true;
        }
    }
    qint64 endtime=getcurtime();
    std::cout << " checksqlonline use time:" << endtime-bgtime << std::endl;
    // If select result is <= 0, either timed out or failed to connect
    close(sockfd);
    return false;
}

int main(int argc, char **argv) {
    if (argc==1){
        printf("请传入参数：IP");
        return -1;
    }
    std::string ip = argv[1];  // 替换为你要检测的IP
    int port = 3306;                    // MySQL的默认端口3306

    if (checkPortOpen(ip, port)) {
        std::cout << "Port " << port << " on IP " << ip << " is open!" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Port " << port << " on IP " << ip << " is closed!" << std::endl;
    }

    return 0;
}