Qt 中实现异步散列器

【写在前面】

在很多工作中,我们需要计算数据或者文件的散列值,例如登录或下载文件。

而在 Qt 中,负责这项工作的类为 QCryptographicHash

关于 QCryptographicHash

QCryptographicHash 是 Qt 框架中提供的一个用于生成加密散列(哈希值)的类。该类可以将任意长度的输入(二进制或文本数据)转换成固定长度的输出(哈希值),这一过程是不可逆的。QCryptographicHash 支持多种哈希算法,包括 MD4、MD5、SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384 和 SHA-512 等,这些算法在数据完整性校验、密码存储、数字签名等应用场景中非常有用。

主要特点:

  1. 支持多种哈希算法:QCryptographicHash 提供了多种哈希算法的支持,允许开发者根据具体需求选择合适的算法。
  2. 简单易用的接口:QCryptographicHash 提供了简单易用的接口来计算哈希值。开发者可以通过调用 QCryptographicHash::hash() 静态方法或创建 QCryptographicHash 对象并使用 addData()result() 方法来计算哈希值。
  3. 逐块计算:`QCryptographicHash 还可以逐块地计算哈希值,这对于处理大文件或流式数据非常有用。
  4. 可重复使用:QCryptographicHash 对象可以多次使用。当计算完一个哈希值后,可以通过调用 reset() 方法重置对象,然后继续计算新的哈希值。

然鹅, 虽然 QCryptographicHash 很优秀,但它最大的问题在于其散列值的计算是同步的( 即阻塞 ),对小数据来说并没什么影响,但对大数据来说则意味明显卡顿。

因此,我将 QCryptographicHash 进行简单封装,扩展了实用性的同时并将计算改为异步,还增加了进度通知和结束通知。


【正文开始】

先来看看 AsyncHasher 的使用效果图:

AsyncHasher 的使用方法非常简单:

  1. 包含头文件:在使用 AsyncHasher 之前,需要包含相应的头文件 #include "asynchasher.h"

  2. 通过 setSource / setSourceText / setSourceData/ setSourceObject 设置源目标。

  3. 通过 void hashProgress(qint64 processed, qint64 total) 来获取进度,void finished() 通知计算结束。

  4. 通过 QString hashValue() const 获取最终结果。

例如 C++ 使用:

c++ 复制代码
    AsyncHasher *hasher = new AsyncHasher;
    hasher->setSourceText("Test Text");
    QObject::connect(hasher, &AsyncHasher::finished, [hasher]{
        qDebug() << hasher->hashValue();
    });

并且我还做了 Qml 适配,使用方法:

javascript 复制代码
    AsyncHasher {
        id: textHasher
        algorithm: AsyncHasher.Md5
        onStarted: {
            startTime = Date.now();
        }
        onFinished: {
            totalTime = Date.now() - startTime;
            console.log("HashValue:", hashValue, "time:", totalTime);
        }
        property real startTime: 0
        property real totalTime: 0
    }

完整头文件如下:

c++ 复制代码
#ifndef ASYNCHASHER_H
#define ASYNCHASHER_H

#include <QCryptographicHash>
#include <QFuture>
#include <QObject>
#include <QUrl>

QT_FORWARD_DECLARE_CLASS(QNetworkAccessManager);

QT_FORWARD_DECLARE_CLASS(AsyncHasherPrivate);

class AsyncHasher : public QObject
{
    Q_OBJECT

    Q_PROPERTY(QCryptographicHash::Algorithm algorithm READ algorithm WRITE setAlgorithm NOTIFY algorithmChanged)
    Q_PROPERTY(bool asynchronous READ asynchronous WRITE setAsynchronous NOTIFY asynchronousChanged)
    Q_PROPERTY(QString hashValue READ hashValue NOTIFY hashValueChanged)
    Q_PROPERTY(int hashLength READ hashLength NOTIFY hashLengthChanged)
    Q_PROPERTY(QUrl source READ source WRITE setSource NOTIFY sourceChanged)
    Q_PROPERTY(QString sourceText READ sourceText WRITE setSourceText NOTIFY sourceTextChanged)
    Q_PROPERTY(QByteArray sourceData READ sourceData WRITE setSourceData NOTIFY sourceDataChanged)
    Q_PROPERTY(QObject* sourceObject READ sourceObject WRITE setSourceObject NOTIFY sourceObjectChanged)

public:
    Q_ENUMS(QCryptographicHash::Algorithm);

    explicit AsyncHasher(QObject *parent = nullptr);
    ~AsyncHasher();

    QNetworkAccessManager *networkManager() const;

    QCryptographicHash::Algorithm algorithm();
    void setAlgorithm(QCryptographicHash::Algorithm algorithm);

    bool asynchronous() const;
    void setAsynchronous(bool async);

    QString hashValue() const;

    int hashLength() const;

    QUrl source() const;
    void setSource(const QUrl &source);

    QString sourceText() const;
    void setSourceText(const QString &sourceText);

    QByteArray sourceData() const;
    void setSourceData(const QByteArray &sourceData);

    QObject *sourceObject() const;
    void setSourceObject(QObject *sourceObject);

    bool operator==(const AsyncHasher &hasher);
    bool operator!=(const AsyncHasher &hasher);

    QFuture<QByteArray> static hash(const QByteArray &data, QCryptographicHash::Algorithm algorithm);

signals:
    void algorithmChanged();
    void asynchronousChanged();
    void hashValueChanged();
    void hashLengthChanged();
    void sourceChanged();
    void sourceTextChanged();
    void sourceDataChanged();
    void sourceObjectChanged();
    void hashProgress(qint64 processed, qint64 total);
    void started();
    void finished();

private slots:
    void setHashValue(const QString &value);

private:
    Q_DECLARE_PRIVATE(AsyncHasher);
    QScopedPointer<AsyncHasherPrivate> d_ptr;
};

#endif // ASYNCHASHER_H

【结语】

最后:项目链接(多多star呀..⭐_⭐):

Github 地址:https://github.com/mengps/QmlControls/tree/master/AsyncHasher

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