Qt QWebSocket实现JS调用C++-编程知识

前言

本篇主要介绍实现JS调用C++的另一种方式，即QWebSocket+QWebChannel。与之前的一篇文章QWebEngine 加载网页及交互，实现C++与JS 相互调用中提到的仅通过QWebChannel 实现JS调C++相比，本文介绍的这种方式，更灵活，能实现更加复杂的业务功能。

1、QWebChannel如何与网页通信

这篇文章中提到的QWebChannel实现JS调用C++，有两个重要的步骤：

在前端代码中引入qwebchannel.js，并创建QWebChannel对象。
在C++代码中创建QWebChannel实例并注册JS端访问的C++对象，然后将其设置到QWebEnginePage中 ui->webview->page()->setWebChannel(pWebChannel);。

为什么要这么做呢？根据Qt官方文档可知，要通过 QWebChannel 进行C++与JS 通信，前端必须使用 qwebchannel.js 提供的 JavaScript API。对于在 Qt WebEngine 中运行的前端页面，可以通过 qrc:///qtwebchannel/qwebchannel.js 加载该文件。对于外部浏览器页面，需要将该文件复制到 Web 服务器上。然后，实例化一个 QWebChannel 对象，并传递一个传输对象和一个回调函数给它。该回调函数将在QWebChannel初始化完成并发布的对象可用时被调用。代码如下：

new QWebChannel(qt.webChannelTransport, function(channel) {//在此处获取C++中注册到QWebChannel的对象
})

qt.webChannelTransport 是 QtWebEngine 挂载到前端全局环境中的 window.qt.webChannelTransport，即传输对象。传输对象实现了一个最小的消息传递接口。它有 send() 函数，该函数接受一个序列化的 JSON 消息并将其传输给服务器端的 QWebChannelAbstractTransport 对象。此外，当接收到来自服务器的消息时，应调用其 onmessage 属性。这部分代码在qwebchannel.js文件中，如下所示：


var QWebChannel = function(transport, initCallback)
{if (typeof transport !== "object" || typeof transport.send !== "function") {console.error("The QWebChannel expects a transport object with a send function and onmessage callback property." +" Given is: transport: " + typeof(transport) + ", transport.send: " + typeof(transport.send));return;}var channel = this;this.transport = transport;//JS端向C++端发送消息this.send = function(data){if (typeof(data) !== "string") {data = JSON.stringify(data);}channel.transport.send(data);}//接收C++端传来的消息this.transport.onmessage = function(message){var data = message.data;if (typeof data === "string") {data = JSON.parse(data);}switch (data.type) {case QWebChannelMessageTypes.signal:channel.handleSignal(data);break;case QWebChannelMessageTypes.response:channel.handleResponse(data);break;case QWebChannelMessageTypes.propertyUpdate:channel.handlePropertyUpdate(data);break;default:console.error("invalid message received:", message.data);break;}}
};

那qt.webChannelTransport何时挂载的呢？就是在C++端调用page()->setWebChannel(pWebChannel)时将qt.webChannelTransport挂载到JS环境中，这一点可以通过注销这行代码运行程序看效果。你会看到终端报一个 js: Uncaught ReferenceError: qt is not defined的错误。所以要在网页加载完成之前调用setWebChannel函数。通过下图能更清楚的了解这个交互过程
在这里插入图片描述

2、QWebSocket+QWebChannel与网页通信

2.1 WebSocketTransport

先看代码，WebSocketTransport类继承自QWebChannelAbstractTransport，用于发送和接收消息。它通过 textMessageReceived 处理所有QWebSocket接收的消息。同样，所有 sendTextMessage 的调用将通过 QWebSocket 发送给远程客户端。类声明如下

class QWebSocket;
class WebSocketTransport : public QWebChannelAbstractTransport
{Q_OBJECT
public:explicit WebSocketTransport(QWebSocket *socket);virtual ~WebSocketTransport();void sendMessage(const QJsonObject &message) override;private slots:void textMessageReceived(const QString &message);private:QWebSocket *m_socket;
};

源码如下：

#include "websockettransport.h"#include <QDebug>
#include <QJsonDocument>
#include <QJsonObject>
#include <QWebSocket>WebSocketTransport::WebSocketTransport(QWebSocket *socket)
: QWebChannelAbstractTransport(socket)
, m_socket(socket)
{connect(socket, &QWebSocket::textMessageReceived,this, &WebSocketTransport::textMessageReceived);connect(socket, &QWebSocket::disconnected,this, &WebSocketTransport::deleteLater);
}void WebSocketTransport::sendMessage(const QJsonObject &message)
{QJsonDocument doc(message);m_socket->sendTextMessage(QString::fromUtf8(doc.toJson(QJsonDocument::Compact)));
}void WebSocketTransport::textMessageReceived(const QString &messageData)
{QJsonParseError error;QJsonDocument message = QJsonDocument::fromJson(messageData.toUtf8(), &error);if (error.error) {qWarning() << "Failed to parse text message as JSON object:" << messageData<< "Error is:" << error.errorString();return;} else if (!message.isObject()) {qWarning() << "Received JSON message that is not an object: " << messageData;return;}emit messageReceived(message.object(), this);
}

2.2 WebSocketClientWrapper

WebSocketClientWrapper 是连接到WebSocket服务的客户端的简单封装，将连接的socket 通过clientConnected信号传给消费者。


class WebSocketTransport;
class QWebSocketServer;
class WebSocketClientWrapper : public QObject
{Q_OBJECTpublic:WebSocketClientWrapper(QWebSocketServer *server, QObject *parent = nullptr);signals:void clientConnected(WebSocketTransport *client);private slots:void handleNewConnection();private:QWebSocketServer *m_server;
};

源码如下：

#include "websocketclientwrapper.h"
#include "websockettransport.h"
#include <QWebSocketServer>WebSocketClientWrapper::WebSocketClientWrapper(QWebSocketServer *server, QObject *parent): QObject(parent), m_server(server)
{connect(server, &QWebSocketServer::newConnection,this, &WebSocketClientWrapper::handleNewConnection);
}void WebSocketClientWrapper::handleNewConnection()
{emit clientConnected(new WebSocketTransport(m_server->nextPendingConnection()));
}

2.3 初始化WebSocket服务器

初始化WebSocket服务器，并连接到QWebChannel

    m_webSocketServer  = new QWebSocketServer(QStringLiteral("QWebSocketServer + QWebChannel Test"), QWebSocketServer::NonSecureMode);if (!m_webSocketServer->listen(QHostAddress::LocalHost, 65535)) {qFatal("Failed to open web socket server.");return 1;}m_webSocketClientWrapper = new WebSocketClientWrapper(m_webSocketServer);m_pWebObj =  new WebObject();QWebChannel *pWebChannel = new QWebChannel();pWebChannel->registerObject("nativeObj", m_pWebObj);//连接到webchannelconnect(m_webSocketClientWrapper, &WebSocketClientWrapper::clientConnected,&pWebChannel, &QWebChannel::connectTo);

2.4 前端网页代码修改

前端网页代码如下：

<!DOCTYPE html>
<html><head><meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" /><meta name="viewport" content="width=device-width, viewport-fit=cover"><title>QWebEngineTest</title><script type="text/javascript" src="./qwebchannel.js"></script><script type="text/javascript">//C++ 调用showalert函数function showalert(text) {alert(text)}	//C++ 调用getJsData函数function getJsData() {return "C++ Call JS demo"}	var nativeObj window.onload = function() {//创建websocket客户端var socket = new WebSocket('ws://127.0.0.1:65535');socket.onclose = function() {console.error("web channel closed");};socket.onerror = function(error) {console.error("web channel error: " + error);};socket.onopen = function() {new QWebChannel(socket, function(channel) {nativeObj = channel.objects.nativeObj;nativeObj.nativeTextChanged.connect(function(text){alert("nativeTextChanged: " + text)})});}}function jsCallCpp (){nativeObj.setNativeText("JS Call C++ test ")}function getNativeText(){alert("new nativeText is: "  + nativeObj.nativeText)}</script></head><body><p>QWebEngineTest</p><button onclick="jsCallCpp()" >调用C++对象的函数setNativeText</button><button onclick="getNativeText()" >获取C++对象属性nativeText </button></body>
</html>

运行效果如下图所示
在这里插入图片描述

至此我们实现了QWebSocket+QWebChannel与网页通信的功能，与单纯使用QWebChannel实现网页通信相比，QWebSocket+QWebChannel方式允许前端代码在任何浏览器上运行，而单纯使用QWebChannel的方式只能将前端网页嵌入到QWebEngine中展现。除此之外，前端代码中，QWebChannel 对象的创建时机也不同，QWebSocket+QWebChannel方式要求在onopen回调中创建QWebChannel对象，而只使用QWebChannel的方式在C++端调用该接口setWebChannel(pWebChannel)后就可以。

var socket = new WebSocket('ws://127.0.0.1:65535');
socket.onclose = function() {console.error("web channel closed");
};socket.onerror = function(error) {console.error("web channel error: " + error);
};socket.onopen = function() {//在onOpen函数中创建QWebChannelnew QWebChannel(socket, function(channel) {nativeObj = channel.objects.nativeObj;nativeObj.nativeTextChanged.connect(function(text){alert("nativeTextChanged: " + text)})});
}