QT學習：10 IO類
章節描述：
QIODevice類是所有輸入輸出IO類的基礎類，為IO類提供了統一的呼叫介面（因此我們稱QIODevice類以及其派生類為IO類）。
QIODevice 是一個抽象類,所以不能被例項化，但通常會用到它定義的介面，這些介面提供裝置無關的I/O特性。例如Qt的XML類通過操作一個QIODevice 的指標，可以使用各種各樣的裝置（files，buffers等）。
IO裝置型別
IO類支援隨機儲存，和順序儲存裝置。
可以使用
isSequential()判斷裝置是否是順序裝置。其中順序裝置不支援
pos(),size()方法。呼叫
size()函式時，如果是隨機裝置則返回當前裝置的大小，如果是順序裝置則返回bytesAvailable()。在裝置關閉的情況下呼叫size()函式將不會反映裝置的實際大小，因此呼叫該函式前保證裝置已開啟。
順序存取裝置：只能從頭開始順序讀寫資料，不能指定資料的讀寫位置。順序裝置沒有位置概念，也不支援搜尋，只能在資料可用時一次性讀取所有資料。典型的順序裝置是Socket
隨機存取裝置：隨機裝置就是檔案，它們具有大小和當前位置，支援在資料流中向前向後搜尋，可以定位到任意位置進行資料的讀寫。
QT中IO裝置的繼承類圖：
QIODevice │ 隨機裝置 ├── QBuffer ├── QFileDevice │ ├── QFile │ │ └── QTemporaryFile │ └── QSaveFile │ │ 順序裝置 ├── QAbstractSocket │ ├── QTcpSocket │ │ ├── QSctpSocket │ │ └── QSslSocket │ └── QUdpSocket └── QProcess
IO類繼承於QIODevice類，只需要實現自己的writeData()和readData()方法。其他讀寫方法QIODevice都是呼叫writeData() 和readData()實現的。
操作流程
在訪問裝置之前，必須先呼叫open()，並設定正確的OpenMode（such as ReadOnly or ReadWrite）。你可以用write()，putChar()來寫入裝置。也可以用read(),readLine()來讀裝置。使用完畢後呼叫close()。
在訪問IO類，必須先呼叫open()方法開啟裝置，之後才能呼叫讀寫方法對類進行操作。結束操作後需要呼叫close()方法關閉裝置。
排程 與 同步
IO類發射readyRead()訊號表示有資料可以讀取，對應的可以呼叫bytesAvailable()方法瞭解可以讀取多少位元組的資料。
同理，發射bytesWritten()訊號表示資料寫入完成，對應的可以呼叫bytesToWrite()方法瞭解寫入了多少位元組的資料。
IO類的讀寫函式是非阻塞的，呼叫方法後不會等待資料讀寫完成方法，而是立即返回。
QTcpSocket and QProcess是QIODevice的子類，是非同步的，這意味著 I/O 函式
write()orread()的結果總是立即返回，然而，當控制元件返回到事件迴圈時，可能會發生與裝置本身的通訊。
因此QIODevice提供函式在阻塞呼叫執行緒和不輸入事件迴圈的同時，允許程式立即執行，這使得QIODevice的子類可以被使用，在沒有迴圈事件或者是單執行緒的條件下,提供了waitForReadyRead()和 waitForBytesWriten()方法實現阻塞（在呼叫讀寫方法後呼叫對應的wait…方法實現阻塞）
waitFor...()：子類會實現相應的函式為了特殊的操作。
比如QProcess 有個叫waitForStarted()的函式。它將會延遲呼叫的執行緒，直到那個process已經啟動。
QProcess gzip; gzip.start("gzip", QStringList() << "-c"); if (!gzip.waitForStarted()) return false; gzip.write("uncompressed data"); QByteArray compressed; while (gzip.waitForReadyRead()) compressed += gzip.readAll();
IO類例如QFile,QTcpSocket提供了buffer機制，用於減少底層驅動系統呼叫，提高訪問速度。特別是提高了getChar,putChar方法的速度 。但是在多物件需要讀取同一個裝置的大批量資料時，buffer會導致記憶體中存在多個同樣的資料副本，記憶體開銷巨大。這個情況，可以 在呼叫open()方法時設定Unbuffered模式關閉buffer機制。
常用操作
open(OpenMode mode):開啟裝置。mode引數用於設定讀寫模式，buffer機制，讀寫機制等。
close():關閉裝置
isOpen():判斷裝置是否被開啟。
isWriteable:判斷裝置是否支援寫入模式。（Open方法設定的）
isReadable:判斷裝置是否支援讀取。
isSequential():判斷裝置是否是順序裝置
isTextModeEnable():Text模式getChar方法將忽略’/r’換行符，返回下個字元。
setTextModeEnable():設定text模式
開啟檔案
bool QIODevice::open(QIODevice::OpenMode mode)
描述：以指定的方式開啟一個檔案。
引數解析：
mode：開啟方式
QIODevice::NotOpen不開啟QIODevice::ReadOnly以只讀的方式開啟.QIODevice::WriteOnly以只寫的方式開啟，該模式意味著Truncate，除非與ReadOnly，Append或NewOnly結合使用。QIODevice::ReadWrite裝置以讀寫的方式開啟，寫入檔案會覆蓋之前的內容(開啟檔案期間多次寫入不會覆蓋)。QIODevice::Append以追加模式開啟，以便將所有資料寫入檔案末尾，此模式下不能讀檔案。QIODevice::Truncate如果可能，刪除檔案原有內容。QIODevice::Text讀取時，行尾終止符被轉換為'\ n'。 寫入時，行尾終止符將轉換為本地編碼，例如Win32的“\ r \ n”。（常用於文字檔案以行為單位的讀取）QIODevice::Unbuffered無緩衝的形式開啟，裝置中的任何緩衝都會被跳過。NewOnly：只允許開啟一個不存在的檔案ExistingOnly：只允許開啟一個已經存在的檔案
設定
呼叫openMode()函式可以獲取當前裝置的開啟模式。如果在裝置開啟的情況下改變裝置模式，可以呼叫setOpenMode()函式來更改。
呼叫setTextModelEnabled()函式可以設定裝置模式為Text，這對於自定義處理終止符非常有幫助。呼叫isTextmodeEnabled()函式可以確定裝置模式是否有Text。
讀取
讀取資料前必須先判斷是否有資料可讀，有兩種方法來確定是否可以讀取資料：
-
呼叫
isReadable()函式； -
接收到
readyRead()訊號。（當有新資料可被讀取時會發出該訊號）
通常採用訊號的方式，然後呼叫
bytesAvailable()函式來確定可讀取資料的大小，通常與順序裝置一起使用，來確定緩衝區中分配的位元組數。
呼叫read()函式來讀取資料，無法讀取時返回-1。
便捷函式有readAll()、readLine()/canReadLine()、getChar()/ungetChar()。
寫入
呼叫isWritable()函式可以判斷裝置是否設定開啟模式中包含了WriteOnly標誌，這是一個便捷函式。
寫入資料時，一般會先寫入緩衝區，然後再從緩衝區寫入裝置。呼叫bytesToWrite()函式返回即將寫入裝置的資料大小，而對於無緩衝的裝置則返回0。每次寫入裝置資料時都會發出bytesWritten()訊號。
寫入資料到裝置中，呼叫write()函式：
qint64 QIODevice::write(const char *data)
qint64 QIODevice::write(const QByteArray &byteArray)
qint64 QIODevice::write(const char *data, qint64 maxSize)
便捷函式有putChar()函式。
讀寫位置
對於隨機裝置來說，每次讀寫都會導致內部的檔案指標偏移；只有隨機裝置才可以設定/讀取讀寫位置。
bool QIODevice::seek(qint64 pos) //定位檔案指標。
qint64 QIODevice::pos() const // 獲取檔案指標位置
事務機制
事務（Transaction），一般是指要做的或所做的事情。在計算機術語中是指訪問並可能更新資料項的一個程式執行單元(unit)。事務一般由事務開始(begin transaction)和事務結束(end transaction)之間執行的全體操作組成。
為什麼要事務？
事務是為解決資料安全操作提出的，事務控制實際上就是控制資料的安全訪問。
用一個簡單例子說明：銀行轉帳業務，賬戶A要將自己賬戶上的1000元轉到B賬戶下面，A賬戶餘額首先要減去1000元，然後B賬戶要增加1000元。假如在中間網路出現了問題，A賬戶減去1000元已經結束，B因為網路中斷而操作失敗，那麼整個業務失敗，必須做出控制，要求A賬戶轉帳業務撤銷。這才能保證業務的正確性，完成這個操走就需要事務，將A賬戶資金減少和B賬戶資金增加放到同一個事務裡，要麼全部執行成功，要麼全部撤銷，這樣就保證了資料的安全性。
事務的4個特性（ACID）：
原子性（atomicity）：事務是資料庫的邏輯工作單位，而且是必須是原子工作單位，對於其資料修改，要麼全部執行，要麼全部不執行。
一致性（consistency）：事務在完成時，必須是所有的資料都保持一致狀態。在相關資料庫中，所有規則都必須應用於事務的修改，以保持所有資料的完整性。（例項：轉賬，兩個賬戶餘額相加，值不變。）
隔離性（isolation）：一個事務的執行不能被其他事務所影響。
永續性（durability）：一個事務一旦提交，事物的操作便永久性的儲存在DB中。即便是在資料庫系統遇到故障的情況下也不會丟失提交事務的操作。
一般來說，非同步裝置的輸入流是分段的，資料塊可以在任意的時間內到達。要在這種情況下讀到完整資料，使用QIODevice的事務機制。
讀取裝置中的資料時，我們可以呼叫startTransaction()函式來在讀取操作序列中設定一個恢復點。接下來的程式碼進行一般的讀取操作，然後呼叫commitTransaction()函式來提交所有的操作。例如：
in.startTransaction();
QString nextFortune;
in >> nextFortune;
if (!in.commitTransaction())
return;
呼叫rollbackTransaction()函式來回滾事務，這會將來自源的輸入流恢復到startTransaction()時的點。
讀寫通道
一些順序裝置支援多通道通訊，這些通道代表了具有獨立排序傳遞特性的獨立資料流。開啟裝置後，呼叫readChannelCount()、writeChannelCount()函式來確定通道數。呼叫setCurrentReadChannel()、setCurrentWriteChannel()函式來切換通道。
此外，QIODevice還提供額外的訊號來處理通道的非同步通訊。
-
如果通道有新資料可被裝置讀取時，發出
channelReadyRead()訊號。 -
如果通道有資料寫入裝置時，發出
channelBytesWritten()訊號。 -
關閉讀取通道禁止輸入流時，會發出
readChannelFinished()訊號。
錯誤資訊
當裝置發生故障時，我們可以呼叫setErrorString()函式來給裝置設定一個錯誤資訊，任何時候都可以呼叫errorString()函式來檢視當前裝置的錯誤資訊。