一个非常有趣的QTcpServer多线程编程问题

Qt 4.6自带的threaddedfortuneserver是个简单明了的 Qt C/S网络编程server端程序的例子， 该例子演示了 QTcpServer与QThread配合的方法。 代码不多， 但包含了Qt网络编程的几个关键点。

－ FortuneServer类从QTcpServer派生， 调用QTcpServer::listen() 监听端口等待client连接
－ FortuneServer重写了虚函数 incomingConnection()去接受client连接， 并创建线程处理该连接
－ FortuneThread是处理client连接的子线程，  在该线程里向client端写入数据

结构非常简单。  笔者本来想照着这个架构写个接收client数据的小server， 在写的过程中发现了一个很有意思的问题， 且听我慢慢道来。

不知道大家有没有发现， 其实FortuneServer这个类看起来是QTcpServer类的简单包装， 并没有加入新的东西， 笔者就尝试去掉此子类直接使用QTcpServer。设想的程序架构是这样的：

－ 使用QTcpServer监听端口等待client连接
－ 在收到QTcpServer::newConnection信号时调用 nextPendingConnection获得socket 连接， 将socket 连接的fd传送给子线程
－ FortuneThread是处理client连接的子线程，  得到连接的fd后创建一个QTcpSocket并用QTcpSocket::setSocketDescriptor， 这样就可以用QTcpSocket的方法来监控fd的动向了。
这里我们用QTcpSocket::waitForReadyRead等待client端发来的数据

为了得到与client的连接的socket fd， 调用了 QTcpServer::nextPendingConnection()方法获得一个QTcpSocket指针， 从该指针得到连接的fd， 再将该fd传送给子线程去处理。 看上去与原来的程序没什么区别， 但运行起来却发生了奇怪的问题， 那就是有时server的waitForReadyRead返回true时却读不到数据（bytesAvailable() = 0）似乎client发来的数据丢了一样。 真是让人百思不得其解。

说到这里， 不知道有没有同学意识到究竟哪里出了问题。 笔者研究再研究始终没弄明白， 只能隐约觉得和这个incomingConnection/nextPendingConnection 有关。 后来找了个高人帮忙才搞清楚， 原来问题确实出了nextPendingConnection上。

仔细回想一下我们的程序的架构， 在server进程里调用nextPendingConnection获得一个QTcpSocket的指针， 将此指针内的fd信息发送给子进程由子进程负责与client通讯。 大家再想想QTcpSocket提供了那么多的API包括signal等， 这意味着什么？ 肯定Qt在底层对fd进行了监控啊， 也就是说在我们的程序里出现了两个QTcpSocket分别在两个线程里对同一个fd进行了监控和操作， 所以出现一些奇怪的现象也就不算奇怪了。 如果大家尝试对主线程的QTcpSocket进行处理就会发现， 所谓“丢失”的数据都可以在这个socket里得到， 即有一部分socket的数据由于线程切换的关系由主线程的socket截获了。

为了解决这个问题当然最好的办法还是沿用例子中的架构， 对QTcpServer进行派生， 因为在incomingConnection的参数里可以直接得到fd， 此时还没有创建QTcpSocket对此fd做任何操作， 是个干净的状态， 不会有任何冲突；

另外还有一个办法是在不改变现有程序架构的情况下把这两个QTcpSocket搬到同一个线程里。  这样也不会出现两个线程同时访问一个fd的情况。 具体是使用 QObject::moveToThread方法。 需要注意的是文档中对moveToThread有个说明， 有parent的object是不能被移动到其他线程中的， 所以还需要把QTcpSocket给setParent(NULL)一下再moveToThread.

经过实验， 第二种方法也可以很好的工作。

例子见附件 threadedserver.tgz。