Qt QProcess进程间调用及交互通信,完整示例

2024-01-09 23:25:48

1. 概述

使用Qt进行应用程序开发,主要是通过QProcess类用于启动外部程序并与其进行通信.

1.1. 运行进程

要启动进程,需要运行的程序的名称和命令行参数作为参数传递给start()。参数以QStringList形式提供。
start()方法原型:

void start(const QString &program, const QStringList &arguments, OpenMode mode = ReadWrite)
void start(const QString &command, OpenMode mode = ReadWrite)

或者,也可以使用setProgram()setArguments()设置要运行的程序,然后调用start()open()
以下是setProgram()setArguments()open()函数原型:

// 以何种方式打开
    bool open(OpenMode mode = ReadWrite) Q_DECL_OVERRIDE;
// 获取program
QString program() const;
// 设置program
    void setProgram(const QString &program);
// 获取参数
QStringList arguments() const;
// 设置参数,参数以QStringList形式传递
    void setArguments(const QStringList & arguments);

例如,以下代码片段在X11平台上通过将包含“-style”和“fusion”的字符串作为参数列表中的两个项来以Fusion样式运行模拟时钟示例:

      QObject *parent;
      ...
      QString program = "./path/to/Qt/examples/widgets/analogclock";
      QStringList arguments;
      arguments << "-style" << "fusion";

      QProcess *myProcess = new QProcess(parent);
      myProcess->start(program, arguments);

然后,QProcess进入启动状态,并在程序启动时进入运行状态并发出started()信号。
QProcess允许将进程视为顺序I/O设备。因此可以像使用QTcpSocket访问网络连接一样写入和读取进程。然后,通过调用write()写入进程的标准输入,并通过调用read()readLine()getChar()读取标准输出。由于继承了QIODeviceQProcess也可以作为QXmlReader的输入源,或者用于生成要使用QNetworkAccessManager上传的数据。
当进程退出时,QProcess将重新进入NotRunning(初始状态),并发出finished()信号。
finished()信号以进程的退出码退出状态作为参数提供,还可以调用exitCode()获取最后完成的进程的退出码,以及exitStatus()获取其退出状态。如果在任何时间点发生错误,QProcess将发出errorOccurred()信号。还可以调用error()查找上次发生的错误类型,并调用state()查找当前进程状态。
注意:QProcess不支持VxWorksiOStvOSwatchOS通用Windows平台

1.2. 通过通道进行通信

进程具有两个预定义的输出通道:标准输出通道(stdout)提供常规控制台输出,标准错误通道(stderr)通常提供进程打印的错误。这些通道代表了两个独立的数据流。
可以通过调用setReadChannel()在它们之间切换。
当当前读取通道上有数据可用时,QProcess发出readyRead()信号。当有新的标准输出数据可用时,它还会发出readyReadStandardOutput(),当有新的标准错误数据可用时,会发出readyReadStandardError()。之后可以通过调用readAllStandardOutput()readAllStandardError()显式地从两个通道中读取所有数据,可以不再调用read()readLine()getChar()
通道可以理解为对象交互之间的看得见或看不见的某种联系。请注意,进程的输出通道对应于QProcess的读通道,而进程的输入通道对应于QProcess的写通道。这是因为我们使用QProcess读取的是进程的输出,我们写入的是进程的输入。
QProcess可以合并两个输出通道,使运行进程的标准输出和标准错误数据都使用标准输出通道。在启动进程之前调用setProcessChannelMode()并传递MergedChannels作为参数来激活此功能。还可以选择将运行进程的输出转发给调用主进程,通过传递ForwardedChannels作为参数。也可以仅转发其中一个输出通道 - 通常会使用ForwardedErrorChannel,但也存在ForwardedOutputChannel
请注意,在GUI应用程序中使用通道转发通常是一个不好的主意 - 应该以图形方式呈现错误。
void QProcess::setProcessChannelMode(ProcessChannelMode) 用法:
QProcess标准输出和标准错误通道的通道模式设置为指定的模式。此模式将在下次调用start()时使用。例如:

QProcess builder;
  builder.setProcessChannelMode(QProcess::MergedChannels);
  builder.start("make", QStringList() << "-j2");

  if (!builder.waitForFinished())
      qDebug() << "Make failed:" << builder.errorString();
  else
      qDebug() << "Make output:" << builder.readAll();

某些进程需要特殊的环境设置才能运行。可以通过调用setProcessEnvironment()为进程设置环境变量。要设置工作目录,请调用setWorkingDirectory()。默认情况下,进程在调用进程的当前工作目录中运行。
void QProcess::setProcessEnvironment(const QProcessEnvironment &environment)用法:
设置QProcess将传递给子进程的环境。
例如,下面的代码添加了环境变量TMPDIR:

  QProcess process;
  QProcessEnvironment env = QProcessEnvironment::systemEnvironment();
  env.insert("TMPDIR", "C:\\MyApp\\temp"); // Add an environment variable
  process.setProcessEnvironment(env);
  process.start("myapp");

注意:在QNX上,设置工作目录可能会导致除QProcess调用线程之外的所有应用程序线程在生成过程中暂时冻结,这是由于操作系统的限制。

2. 常用方法

2.1. 公共函数

  • QStringList arguments() const:获取进程的参数列表。
  • void closeReadChannel(ProcessChannel channel):关闭指定的读通道。
  • void closeWriteChannel():关闭写通道。
  • CreateProcessArgumentModifier createProcessArgumentsModifier() const:获取创建进程参数修改器。
  • QProcess::ProcessError error() const:获取进程的错误状态。
  • int exitCode() const:获取进程的退出码。
  • QProcess::ExitStatus exitStatus() const:获取进程的退出状态。
  • InputChannelMode inputChannelMode() const:获取输入通道的模式。
  • QString nativeArguments() const:获取原生参数。
  • ProcessChannelMode processChannelMode() const:获取进程通道的模式。
  • QProcessEnvironment processEnvironment() const:获取进程的环境变量。
  • qint64 processId() const:获取进程的ID。
  • QString program() const:获取程序的路径。
  • QByteArray readAllStandardError():读取并返回所有标准错误输出。
  • QByteArray readAllStandardOutput():读取并返回所有标准输出。
  • ProcessChannel readChannel() const:获取当前读取通道。
  • void setArguments(const QStringList &arguments):设置进程的参数列表。
  • void setCreateProcessArgumentsModifier(CreateProcessArgumentModifier modifier):设置创建进程参数修改器。
  • void setInputChannelMode(InputChannelMode mode):设置输入通道的模式。
  • void setNativeArguments(const QString &arguments):设置原生参数。
  • void setProcessChannelMode(ProcessChannelMode mode):设置进程通道的模式。
  • void setProcessEnvironment(const QProcessEnvironment &environment):设置进程的环境变量。
  • void setProgram(const QString &program):设置程序的路径。
  • void setReadChannel(ProcessChannel channel):设置当前的读取通道。
  • void setStandardErrorFile(const QString &fileName, OpenMode mode = Truncate):将标准错误输出重定向到指定文件。
  • void setStandardInputFile(const QString &fileName):将标准输入重定向到指定文件。
  • void setStandardOutputFile(const QString &fileName, OpenMode mode = Truncate):将标准输出重定向到指定文件。
  • void setStandardOutputProcess(QProcess *destination):将标准输出重定向到另一个进程。
  • void setWorkingDirectory(const QString &dir):设置工作目录。
  • void start(const QString &program, const QStringList &arguments, OpenMode mode = ReadWrite):启动指定的程序。
  • void start(const QString &command, OpenMode mode = ReadWrite):启动指定的命令。
  • void start(OpenMode mode = ReadWrite):启动进程。
  • QProcess::ProcessState state() const:获取进程的状态。
  • bool waitForFinished(int msecs = 30000):等待进程完成,最多等待指定的毫秒数。
  • bool waitForStarted(int msecs = 30000):等待进程启动,最多等待指定的毫秒数。
  • QString workingDirectory() const:获取工作目录。

2.2. 信号

  • void errorOccurred(QProcess::ProcessError error):当进程发生错误时触发。
  • void finished(int exitCode, QProcess::ExitStatus exitStatus):当进程结束时触发。
  • void readyReadStandardError():当标准错误输出有可读数据时触发。
  • void readyReadStandardOutput():当标准输出有可读数据时触发。
  • void started():当进程开始时触发。
  • void stateChanged(QProcess::ProcessState newState):当进程状态发生变化时触发。

##2.3. 静态公共成员

  • int execute(const QString &program, const QStringList &arguments):执行指定的程序。
  • int execute(const QString &command):执行指定的命令。
  • QString nullDevice():获取空设备的路径。
  • bool startDetached(const QString &program, const QStringList &arguments, const QString &workingDirectory = QString(), qint64 *pid = Q_NULLPTR):以分离模式启动指定的程序。
  • bool startDetached(const QString &command):以分离模式启动指定的命令。
  • QStringList systemEnvironment():获取系统的环境变量。

3. 示例之调用进程

调用进程实现相对简单。
首先是调用端,先创建一个UI,如下:
image.png
在头文件里添加:

QProcess*        m_pProcess = nullptr;

然后在“调用客户端”槽函数内,添加:

    if(!m_pProcess)
    {
        m_pProcess = new QProcess(this);
        // 完成时调用
        connect(m_pProcess, static_cast<void (QProcess::*)(int, QProcess::ExitStatus)>(&QProcess::finished), this, [=](int exitCode, QProcess::ExitStatus exitStatus){
            Q_UNUSED(exitCode)
            Q_UNUSED(exitStatus)
        });

        // 进程错误时触发
        connect(m_pProcess, static_cast<void (QProcess::*)(QProcess::ProcessError)>(&QProcess::error), this, [=](QProcess::ProcessError error1){
            Q_UNUSED(error1)
        });

        // 读取
        connect(m_pProcess, &QProcess::readyRead, this, [this](){
            if(!m_pProcess)
                return;
            QString strOutput = QString("[客户端发送输出 ] %1").arg(QString(m_pProcess->readAllStandardOutput()));
            ui->textBrowser->append(strOutput);
        });
        // 读取标准错误信息
        connect(m_pProcess, &QProcess::readyReadStandardError, this, [=](){
            QString strError = QString("[客户端发送错误 ] %1").arg(QString(m_pProcess->readAllStandardError()));
            ui->textBrowser->append(strError);
        });
        // 状态改变时触发
        connect(m_pProcess, &QProcess::stateChanged, this, [=](QProcess::ProcessState state){
            Q_UNUSED(state)
        });

    }
// 启动进程    m_pProcess->start("C:/Users/Desktop/process.exe");

然后是被调用的进程端:
UI:
image.png

启动后,显示如下;
点击“调用客户端”
image.png

4. 进程间的通信

进程间的通信,当通过进程调用后,调用端如下方代码所示,通过绑定readyReadreadyReadStandardError可以获取输出和错误

        // 读取
        connect(m_pProcess, &QProcess::readyRead, this, [this](){
            if(!m_pProcess)
                return;
            QString strOutput = QString("[客户端发送输出 ] %1").arg(QString(m_pProcess->readAllStandardOutput()));
            ui->textBrowser->append(strOutput);
        });
        // 读取标准错误信息
        connect(m_pProcess, &QProcess::readyReadStandardError, this, [=](){
            QString strError = QString("[客户端发送错误 ] %1").arg(QString(m_pProcess->readAllStandardError()));
            ui->textBrowser->append(strError);
        });

但调用端发送信息后,被调用端需要处理接收到的数据。
调用端,在构造里,启动一个线程

QtConcurrent::run(this, &MainWindow::readstdin);
void MainWindow::readstdin()
{
    bool ok = true;
    char chBuf[4096];
    DWORD dwRead;
    HANDLE hStdinDup;

    const HANDLE hStdin = GetStdHandle(STD_INPUT_HANDLE);
    if (hStdin == INVALID_HANDLE_VALUE)
        return;

    DuplicateHandle(GetCurrentProcess(), hStdin,
                    GetCurrentProcess(), &hStdinDup,
                    0, false, DUPLICATE_SAME_ACCESS);

    CloseHandle(hStdin);
    while (ok) {
        ok = ReadFile(hStdinDup, chBuf, sizeof(chBuf), &dwRead, NULL);
        // emit sig_log(QLatin1String("ok is:")+QString::number(ok));
        if (ok && dwRead != 0)
        {
            emit sig_receivedCommand(QString::fromUtf8(chBuf, dwRead));
        }
    }
}

以上代码作用:
从一个标准输入流读取数据,并将其转换为QString对象,然后通过一个信号(sig_receivedCommand)发送出去。

  1. bool ok = true;
    • 定义一个布尔变量ok并初始化为true。这个变量用于检查是否成功地从标准输入读取了数据。
  2. char chBuf[4096];
    • 定义一个字符数组chBuf,大小为4096字节。这个数组用于存储从标准输入读取的数据。
  3. DWORD dwRead;
    • 定义一个DWORD类型的变量dwRead,用于存储实际读取的字节数。
  4. HANDLE hStdinDup;
    • 定义一个句柄变量hStdinDup,用于存储标准输入的副本的句柄。
  5. const HANDLE hStdin = GetStdHandle(STD_INPUT_HANDLE);
    • 获取标准输入的句柄,并将其存储在变量hStdin中。
  6. if (hStdin == INVALID_HANDLE_VALUE) return;
    • 检查是否成功获取了标准输入的句柄。如果没有,则直接返回。
  7. DuplicateHandle(GetCurrentProcess(), hStdin, GetCurrentProcess(), &hStdinDup, 0, false, DUPLICATE_SAME_ACCESS);
    • 创建一个标准输入句柄的副本,并将其存储在变量hStdinDup中。这样做的目的是为了在关闭原始句柄后仍然能够读取数据。
  8. CloseHandle(hStdin);
    • 关闭原始的标准输入句柄。现在只有副本句柄hStdinDup是打开的。
  9. while (ok) { ... }
    • 一个无限循环,持续读取标准输入的数据,直到读取失败。
  10. ok = ReadFile(hStdinDup, chBuf, sizeof(chBuf), &dwRead, NULL);
    • 从标准输入的副本中读取数据到chBuf数组中。读取的字节数存储在dwRead中,并更新ok变量的状态。
  11. if (ok && dwRead != 0) { ... }
    • 检查是否成功读取了数据,并且实际读取的字节数不为0。如果满足这两个条件,则执行花括号中的代码。
  12. emit sig_receivedCommand(QString::fromUtf8(chBuf, dwRead));
  • 将读取的数据(存储在chBuf中)转换为QString对象,并通过信号(sig_receivedCommand)发送出去。这里假设程序使用了Qt框架。
  1. }
  • 结束while循环。如果读取失败,循环将终止。

结果如下所示:
image.png

5. 进程间的通信之完整代码链接

完整示例、具体代码链接: https://download.csdn.net/download/MrHHHHHH/88719913?spm=1001.2014.3001.5501

文章来源:https://blog.csdn.net/MrHHHHHH/article/details/135490531
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