使用Qt獲取NTP服務(wù)器時間的方法及示例
使用Qt獲取NTP服務(wù)器時間是一個實用的功能，這樣可以使得程序在使用時更加準確，下面將會對這個功能進行詳細的闡述。
1、QNetworkDatagram的使用
Qt提供了一個類QNetworkDatagram，用于在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送和接收數(shù)據(jù)報。我們可以通過它發(fā)送一個NTP協(xié)議的請求。這個請求是一個48字節(jié)的數(shù)據(jù)報，它的前48字節(jié)是0，第一個字節(jié)是17代表NTPv4，后面的字節(jié)里是一些控制信息。發(fā)送該數(shù)據(jù)報后，等待服務(wù)器返回48字節(jié)的應(yīng)答即可得到服務(wù)器的時間信息。
使用QNetworkDatagram類來實現(xiàn)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包的代碼如下：
```
QByteArray requestData(48, 0);
requestData[0] = 0x1b; // 設(shè)置NTP協(xié)議版本
QNetworkDatagram datagram(requestData, QHostAddress("pool.ntp.org"), 123);
QUdpSocket udpSocket;
udpSocket.writeDatagram(datagram);
if (udpSocket.waitForReadyRead(3000)) {
QByteArray data;
data.resize(udpSocket.pendingDatagramSize());
udpSocket.readDatagram(data.data(), data.size());
// 對獲取的數(shù)據(jù)字節(jié)進行時間計算處理
} else {
qDebug() << "Request timeout";
```
在上述代碼中，我們通過QByteArray對象建立了一個長度為48、且所有位都是0的數(shù)組，然后通過這個數(shù)組以及QHostAddress類創(chuàng)建了一個QNetworkDatagram對象，并將其發(fā)送到指定的主機地址和端口。如果在指定時間內(nèi)沒有收到來自服務(wù)器的應(yīng)答，則認為該次請求超時。
2、將時間戳轉(zhuǎn)化為人類可讀的時間
獲取NTP服務(wù)器時間后，我們需要將時間戳轉(zhuǎn)化為人類可讀的時間。可以通過函數(shù)time_t ntohl(time_t netlong)將網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的32位無符號整數(shù)轉(zhuǎn)換為主機字節(jié)序的32位無符號整數(shù)。下面是將網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的64位時間戳轉(zhuǎn)換為人可讀的時間的代碼：
```
QByteArray data; // 從服務(wù)器獲取的數(shù)據(jù)
unsigned long long NTP_TIMESTAMP_DELTA = 2208988800ull; // 參考時間：1900年1月1日
time_t high = ntohl(*((uint32_t*)&data[40])) - NTP_TIMESTAMP_DELTA;
time_t low = ntohl(*((uint32_t*)&data[44]));
time_t ntp_time = (high << 32) low;
QDateTime utc(QDate(1900, 1, 1), QTime(0, 0, 0), Qt::UTC);
QDateTime current(utc.addSecs(ntp_time));
qDebug() << "Current time is" << current;
```
在上述代碼中，我們首先將從服務(wù)器獲取的64位時間戳分別存儲在high和low變量中，然后將它們拼接成一個新的64位時間戳ntp_time。接著，我們根據(jù)參考時間以及加上ntp_time計算出QDateTime對象current表示當(dāng)前時間。
3、使用定時器獲取服務(wù)器時間
我們可以使用Qt中的QTimer定時器類，并在定時器的槽函數(shù)中實現(xiàn)NTP協(xié)議的請求和計算NTP服務(wù)器時間的過程。下面的代碼演示了如何使用QTimer類來獲取NTP服務(wù)器時間：
```
void MainWindow::startTimer()
QTimer *timer = new QTimer(this);
connect(timer, &QTimer::timeout, this, &MainWindow::onTimer);
timer->start(1000); // 每隔1秒執(zhí)行一次onTimer()
void MainWindow::onTimer()
QByteArray requestData(48, 0);
requestData[0] = 0x1b;
QNetworkDatagram datagram(requestData, QHostAddress("pool.ntp.org"), 123);
QUdpSocket udpSocket;
udpSocket.writeDatagram(datagram);
if (udpSocket.waitForReadyRead(3000)) {
QByteArray data;
data.resize(udpSocket.pendingDatagramSize());
udpSocket.readDatagram(data.data(), data.size());
// 進行時間戳處理
unsigned long long NTP_TIMESTAMP_DELTA = 2208988800ull;
time_t high = ntohl(*((uint32_t*)&data[40])) - NTP_TIMESTAMP_DELTA;
time_t low = ntohl(*((uint32_t*)&data[44]));
time_t ntp_time = (high << 32) low;
QDateTime utc(QDate(1900, 1, 1), QTime(0, 0, 0), Qt::UTC);
QDateTime current(utc.addSecs(ntp_time));
qDebug() << "Current time is" << current;
} else {
qDebug() << "Request timeout";
}
```
在上述代碼中，我們首先在startTimer()函數(shù)中創(chuàng)建了一個QTimer對象，并將它與onTimer()槽函數(shù)連接并定時啟動。在onTimer函數(shù)中，我們使用了前面提到的QNetworkDatagram類發(fā)送了一個NTP協(xié)議的請求，并通過時間戳計算得到了當(dāng)前的時間，并打印到控制臺上。
4、使用并發(fā)框架多線程并發(fā)地獲取服務(wù)器時間
對于高并發(fā)和網(wǎng)絡(luò)阻塞等問題，我們可以使用Qt提供的QThreadPool類實現(xiàn)多線程并發(fā)獲取NTP服務(wù)器時間。下面的代碼展示了如何使用QThreadPool和QRunnable類來實現(xiàn)多線程并發(fā)獲取NTP服務(wù)器時間:
```
class TimeRunnable : public QRunnable
public:
TimeRunnable(const QString &server) : _server(server) {}
void run() override {
QByteArray requestData(48, 0);
requestData[0] = 0x1b;
QNetworkDatagram datagram(requestData, QHostAddress(_server), 123);
QUdpSocket udpSocket;
udpSocket.writeDatagram(datagram);
if (udpSocket.waitForReadyRead(3000)) {
QByteArray data;
data.resize(udpSocket.pendingDatagramSize());
udpSocket.readDatagram(data.data(), data.size());
// 進行時間戳處理
unsigned long long NTP_TIMESTAMP_DELTA = 2208988800ull;
time_t high = ntohl(*((uint32_t*)&data[40])) - NTP_TIMESTAMP_DELTA;
time_t low = ntohl(*((uint32_t*)&data[44]));
time_t ntp_time = (high << 32) low;
QDateTime utc(QDate(1900, 1, 1), QTime(0, 0, 0), Qt::UTC);
QDateTime current(utc.addSecs(ntp_time));
emit currentTime(current);
}
}
signals:
void currentTime(const QDateTime &);
};
class MainWindow : public QMainWindow
Q_OBJECT
public:
MainWindow(QWidget *parent = nullptr) : QMainWindow(parent) {
_pool.setMaxThreadCount(10); // 設(shè)置線程池最大線程數(shù)
}
~MainWindow() {}
public slots:
void onTime(const QDateTime ¤t) {
qDebug() << "Current time is" << current;
}
void onStart() {
for (const auto &server : _servers) {
TimeRunnable *runnable = new TimeRunnable(server);
connect(runnable, &TimeRunnable::currentTime, this, &MainWindow::onTime);
_pool.start(runnable);
}
}
private:
QVector
QThreadPool _pool;
};
```
在上述代碼中，我們創(chuàng)建了一個名為TimeRunnable的類，其中包含發(fā)送和接收NTP請求的代碼，并通過signals和slots機制與MainWindow類連接。在MainWindow類中，我們首先創(chuàng)建了一個QThreadPool對象，并在onStart()槽函數(shù)中，用服務(wù)器名字自動運行TimeRunnable的實例，并將currentTime信號與onTime槽函數(shù)連接，以便在收到服務(wù)器時間時輸出到控制臺上。
經(jīng)過上述改進，我們可以同時對多個NTP服務(wù)器進行請求，增加了代碼的魯棒性并加快了時間獲取速度。
總結(jié)：
使用Qt獲取NTP服務(wù)器時間是一個強大的功能，可以在許多實際應(yīng)用中發(fā)揮重要作用。在本文中我們提到了4個方法：使用QNetworkDatagram發(fā)送和接收請求、將時間戳轉(zhuǎn)化為人類可讀的時間、使用定時器獲取時間和使用并發(fā)框架獲取NTP服務(wù)器時間等。這些方法體現(xiàn)了Qt在網(wǎng)絡(luò)操作方面的強大實力，同時也為我們在實際應(yīng)用中更好地使用Qt提供了不少思路。
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