【QT5】＜总览五＞ QT多线程、TCP/UDP

文章目录

前言

一、QThread多线程

二、QT中的TCP编程

1. TCP简介

2. 服务端程序编写

3. 客户端程序编写

4. 服务端与客户端测试

三、QT中的UDP编程

1. UDP简介

2. UDP单播与广播程序

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前言

承接【QT5】＜总览四＞ QT常见绘图、图表及动画。若存在版权问题，请联系作者删除！

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一、QThread多线程

1. 作用：创建多线程，防止应用程序界面卡顿。

2. 主要操作：

• ①创建的类需要继承QThread类。
• ②重写run函数，新建的线程会执行run函数。
• ③线程开启：对象调用start方法，使线程执行run函数。
• ④线程终止：对象调用terminate方法，使线程不再执行run函数。
• ⑤线程销毁：动态申请new需要调用deleteLater方法销毁线程对象。（该函数可以放置于run函数内，当run函数执行完毕后就会销毁该线程对象，防止内存泄漏）注意：尽量少用静态申请栈空间的方式创建线程对象，因为很可能该对象销毁时线程仍在执行，就会报错。

3. 实例演示：创建两个按钮，一个按钮点击时创建新线程，另一个按钮点击时终止新线程。

【1】widget.h：

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H#include <QWidget>
#include <QThread>QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE//自定义的线程类
class MyThread : public QThread
{Q_OBJECTpublic:MyThread(QWidget *parent = nullptr){Q_UNUSED(parent)//防止编译器警告}~MyThread(){qDebug("线程销毁");}void run() override{qDebug("线程开始");sleep(5);//QThread里才有该方法qDebug("线程停止");deleteLater();//销毁线程}
};//Widget类
class Widget : public QWidget
{Q_OBJECTpublic:Widget(QWidget *parent = nullptr);~Widget();private slots:void on_pushButton_clicked();void on_pushButton_2_clicked();private:Ui::Widget *ui;MyThread *mythread;
};
#endif // WIDGET_H

【2】widget.cpp：

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"Widget::Widget(QWidget *parent): QWidget(parent), ui(new Ui::Widget)
{ui->setupUi(this);
}Widget::~Widget()
{delete ui;
}//“线程开始”按钮的槽函数
void Widget::on_pushButton_clicked()
{mythread = new MyThread;mythread->start();
}//“线程终止”按钮的槽函数
void Widget::on_pushButton_2_clicked()
{//若线程没有完成，则终止if (!mythread->isFinished())mythread->terminate();
}

【3】运行效果：

• ①当我们点击“线程开始”按钮后，控制台打印“线程开始”，五秒后控制台打印“线程停止”和“线程销毁”。
• ②当我们点击“线程开始”按钮后，控制台打印“线程开始”，当我们在五秒内点击“线程结束”按钮，控制台什么都没有打印。

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二、QT中的TCP编程

1. TCP简介

• TCP是面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
• TCP的服务端和客户端通信首先必须建立连接。
• 建立连接方式：服务端监听某个端口，当有客户端通过ip和port连接时，就会创建一个socket连接，之后就可以互发数据了。
• QT中将socket视为输入输出流，数据的收发是通过read()和write()来进行，而不是常见的send和recv。

----------------------------接下来，我们以一个实例来解析服务端和用户端程序编写-------------------------

2. 服务端程序编写

2.1 编写步骤：

【1】配置：①pro文件中添加network；②添加头文件<QTcpServer>和<QTcpSocket>。

【2】创建服务端对象：QTcpServer *tcpServer;（具体分配空间在构造函数中）

【3】服务端-客户端的信号槽连接：connect(tcpServer, SIGNAL(newConnection()), this, SLOT(mNewConnection()));

【4】编写【3】中的槽函数mNewConnection()：

• ①获取客户端对象：QTcpSocket *tmpTcpSocket = tcpServer->nextPendingConnection();
• ②获取客户端信息：
  • 获取客户端ip：tmpTcpSocket->peerAddress().toString();
  • 获取客户端port：tmpTcpSocket->peerPort();
• ③创建信号槽来处理客户端的连接状态：connect(tmpTcpSocket, SIGNAL(stateChanged(QAbstractSocket::SocketState)), this, SLOT(mStateChanged(QAbstractSocket::SocketState)));
• ④创建信号槽来接收客户端发送的信息：connect(tmpTcpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(receiveMessage()));

【5】编写【4】中的槽函数mStateChanged(...)：用switch-case结构来处理连接状态，当状态为断开连接时，删除当前调用的客户端对象。

【6】编写【4】中的槽函数receiveMessage()：调用tmpTcpSocket->readAll()来获取客户端发送的信息。

【7】创建函数来给客户端发送数据：内部调用"客户端对象.write("写入的内容")"。

【8】开始监听：调用tcpServer->listen(QHostAddress("192.168.124.151"), 9999); 监听ip为192.168.124.151，port为9999。

2.2 编写代码：

【1】widget.h：

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H#include <QWidget>
#include <QTcpServer>
#include <QTcpSocket>QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACEclass Widget : public QWidget
{Q_OBJECTpublic:Widget(QWidget *parent = nullptr);~Widget();private slots:void mNewConnection();void receiveMessage();void mStateChanged(QAbstractSocket::SocketState socketState);void on_pushButton_3_clicked();void on_pushButton_clicked();void on_pushButton_2_clicked();private:Ui::Widget *ui;QTcpServer *tcpServer;
};
#endif // WIDGET_H

【2】widget.cpp:

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"/************************************************************ @函数名：Widget* @功  能：构造函数---创建服务端对象，与客户端连接* @参  数：parent---父对象* @返回值：无*********************************************************/
Widget::Widget(QWidget *parent): QWidget(parent), ui(new Ui::Widget)
{ui->setupUi(this);this->setWindowTitle("服务端");//创建对象，与客户端连接tcpServer = new QTcpServer(this);connect(tcpServer, SIGNAL(newConnection()), this, SLOT(mNewConnection()));
}/************************************************************ @函数名：~Widget* @功  能：析构函数* @参  数：无* @返回值：无*********************************************************/
Widget::~Widget()
{delete ui;
}/************************************************************ @函数名：mNewConnection* @功  能：槽函数---若客户端发起连接，服务端连接客户端* @参  数：无* @返回值：无*********************************************************/
void Widget::mNewConnection()
{//获取客户端QTcpSocket *tmpTcpSocket = tcpServer->nextPendingConnection();//打印客户端的ip和portQString ipAddr = tmpTcpSocket->peerAddress().toString();quint16 port = tmpTcpSocket->peerPort();ui->textBrowser->append("客户端的ip地址：" + ipAddr);ui->textBrowser->append("客户端的端口：" + QString::number(port));//处理客户端连接状态，接收客户端发送的数据connect(tmpTcpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(receiveMessage()));connect(tmpTcpSocket, SIGNAL(stateChanged(QAbstractSocket::SocketState)),this, SLOT(mStateChanged(QAbstractSocket::SocketState)));
}/************************************************************ @函数名：receiveMessage* @功  能：槽函数---服务端接收客户端发送的数据* @参  数：无* @返回值：无*********************************************************/
void Widget::receiveMessage()
{QTcpSocket *tmpTcpSocket = (QTcpSocket*)sender();ui->textBrowser->append("客户端：" + tmpTcpSocket->readAll());
}/************************************************************ @函数名：mStateChanged* @功  能：槽函数---服务端处理客户端的连接状态* @参  数：socketState---客户端连接状态* @返回值：无*********************************************************/
void Widget::mStateChanged(QAbstractSocket::SocketState socketState)
{QTcpSocket *tmpTcpSocket = (QTcpSocket*)sender();//处理状态，删除断开的QTcpSocket对象switch (socketState) {case QAbstractSocket::UnconnectedState://断开连接，删除对象ui->textBrowser->append("客户端断开连接");tmpTcpSocket->deleteLater();break;case QAbstractSocket::ConnectedState://已连接ui->textBrowser->append("客户端已连接");break;default:break;}
}/************************************************************ @函数名：on_pushButton_3_clicked* @功  能：按钮"发送消息"的槽函数，将文本信息发送给所有客户端* @参  数：无* @返回值：无*********************************************************/
void Widget::on_pushButton_3_clicked()
{QList <QTcpSocket*> clients = tcpServer->findChildren<QTcpSocket*>();for (int i = 0; i < clients.length(); ++i) {clients[i]->write(ui->lineEdit->text().toUtf8());}
}/************************************************************ @函数名：on_pushButton_clicked* @功  能：按钮"开始监听"的槽函数，监听指定的ip和port* @参  数：无* @返回值：无*********************************************************/
void Widget::on_pushButton_clicked()
{tcpServer->listen(QHostAddress("192.168.124.151"), 9999);
}/************************************************************ @函数名：on_pushButton_2_clicked* @功  能：按钮"停止监听"的槽函数* @参  数：无* @返回值：无*********************************************************/
void Widget::on_pushButton_2_clicked()
{tcpServer->close();
}

3. 客户端程序编写

3.1 编写步骤：

【1】配置：①pro文件中添加network；②添加头文件<QTcpSocket>和<QHostAddress>。

【2】创建客户端对象：QTcpSocket *tcpSocket;（具体分配空间在构造函数中）

【3】创建信号槽来处理客户端的连接状态：connect(tcpSocket, SIGNAL(stateChanged(QAbstractSocket::SocketState)), this, SLOT(mStateChanged(QAbstractSocket::SocketState)));

【4】创建信号槽来接收客户端发送的信息：connect(tcpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(receiveMessage()));

【5】编写【3】中的槽函数mStateChanged(...)：switch-case处理。

【6】编写【4】中的槽函数receiveMessage(): 调用tcpSocket->readAll().

【7】创建函数来给服务端发送数据：内部调用"客户端对象.write("写入的内容")"。

【8】启动连接服务端：调用tcpSocket->connectToHost(QHostAddress("192.168.124.151"), 9999);

【9】断开连接服务端：调用tcpSocket->disconnectFromHost();

3.2 编写代码：

【1】widget.h：

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H#include <QWidget>
#include <QTcpSocket>
#include <QHostAddress>QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACEclass Widget : public QWidget
{Q_OBJECTpublic:Widget(QWidget *parent = nullptr);~Widget();private slots:void receiveMessage();void mStateChanged(QAbstractSocket::SocketState socketstate);void on_pushButton_3_clicked();void on_pushButton_clicked();void on_pushButton_2_clicked();private:Ui::Widget *ui;QTcpSocket *tcpSocket;
};
#endif // WIDGET_H

【2】widget.cpp:

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"/************************************************************ @函数名：Widget* @功  能：构造函数---创建客户端对象，与服务端连接* @参  数：parent---父对象* @返回值：无*********************************************************/
Widget::Widget(QWidget *parent): QWidget(parent), ui(new Ui::Widget)
{//ui部分ui->setupUi(this);this->setWindowTitle("客户端");ui->pushButton->setEnabled(true);ui->pushButton_2->setEnabled(false);//tcp部分tcpSocket = new QTcpSocket(this);connect(tcpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(receiveMessage()));connect(tcpSocket, SIGNAL(stateChanged(QAbstractSocket::SocketState)),this, SLOT(mStateChanged(QAbstractSocket::SocketState)));
}/************************************************************ @函数名：~Widget* @功  能：析构函数* @参  数：无* @返回值：无*********************************************************/
Widget::~Widget()
{delete ui;
}/************************************************************ @函数名：receiveMessage* @功  能：槽函数---客户端接收服务端发送的数据* @参  数：无* @返回值：无*********************************************************/
void Widget::receiveMessage()
{ui->textBrowser->append("服务端：" + tcpSocket->readAll());
}/************************************************************ @函数名：mStateChanged* @功  能：槽函数---客户端连接状态改变的处理* @参  数：socketstate---当前连接状态* @返回值：无*********************************************************/
void Widget::mStateChanged(QAbstractSocket::SocketState socketstate)
{switch (socketstate) {case QAbstractSocket::UnconnectedState:ui->textBrowser->append("与服务端断开连接");ui->pushButton->setEnabled(true);ui->pushButton_2->setEnabled(false);break;case QAbstractSocket::ConnectedState:ui->textBrowser->append("与服务端成功连接");ui->pushButton->setEnabled(false);ui->pushButton_2->setEnabled(true);break;default:break;}
}/************************************************************ @函数名：on_pushButton_3_clicked* @功  能："发送消息"按钮的槽函数，必须连接了服务端才发送* @参  数：无* @返回值：无*********************************************************/
void Widget::on_pushButton_3_clicked()
{if (tcpSocket->state() == QAbstractSocket::ConnectedState){tcpSocket->write(ui->lineEdit->text().toUtf8());}else {ui->textBrowser->append("请先连接服务端！");}
}/************************************************************ @函数名：on_pushButton_clicked* @功  能："连接服务端"按钮的槽函数* @参  数：无* @返回值：无*********************************************************/
void Widget::on_pushButton_clicked()
{tcpSocket->connectToHost(QHostAddress("192.168.124.151"), 9999);
}/************************************************************ @函数名：on_pushButton_2_clicked* @功  能："断开服务端"按钮的槽函数* @参  数：无* @返回值：无*********************************************************/
void Widget::on_pushButton_2_clicked()
{tcpSocket->disconnectFromHost();
}

4. 服务端与客户端测试

4.1 注意事项：

• 服务端中的"开始监听"和"停止监听"应该设置成互斥的。方法一：在ui设计器里将它们添加到一个按钮组，然后选中"exclusive"，将它们的"checkable"勾选上，再将"停止监听"按钮的"checked"勾选。方法二：使用代码ui->pushButton->setEnable(对/错);实现它们逻辑的互斥。
• 客户端中的"连接服务端"和"断开服务端"应该用上述的方法二实现互斥。
• 在服务端中，当客户端断开连接时，直接调用delete可能会出错（其他地方可能还在用这个变量）。因此，应当使用tmpTcpSocket.deleteLater(); 来删除客户端对象。

4.2 运行效果：

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三、QT中的UDP编程

1. UDP简介

• 是一个轻量级的，不可靠的，面向数据报的无连接协议。
• 通常音频、视频和普通数据在传送时使用 UDP 较多。
• UDP 消息传送有三种模式：单播、广播和组播三种模式。

2. UDP单播与广播程序

2.1 编写步骤：

【1】配置：①pro文件中添加network；②添加头文件<QUdpSocket>。

【2】创建UDP对象：QUdpSocket *udpSocket;（具体分配空间在构造函数中）

【3】编写函数绑定端口：调用udpSocket->bind(端口号);

【4】编写函数解除绑定：调用udpSocket->abort();

【5】“发送-接收”的信号槽连接：connect(udpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(receiveMessage()));

【6】编写【5】中的receiveMessage来获取接收的数据：内部调用udpSocket->readDatagram(mesg.data(), mesg.size(), &receiveAddress, &port);

【7】编写函数来单播发送数据：调用udpSocket->writeDatagram(ui->lineEdit->text().toUtf8(), QHostAddress("127.0.0.1"), 9999);

【8】编写函数来广播发送数据：与【7】类似，只是将倒数第二个参数换成QHostAddress::Broadcast。要广播几个ip和端口，就调用几次writeDatagram。

【8】要想获取当前连接的状态，操作和TCP中的一样。

2.2 实例代码：

【1】widget.h:

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H#include <QWidget>
#include <QUdpSocket>QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACEclass Widget : public QWidget
{Q_OBJECTpublic:Widget(QWidget *parent = nullptr);~Widget();private slots:void receiveMessage();void on_pushButton_3_clicked();void on_pushButton_clicked();void on_pushButton_2_clicked();void on_pushButton_4_clicked();private:Ui::Widget *ui;QUdpSocket *udpSocket;
};
#endif // WIDGET_H

【2】widget.cpp:

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"/* 构造函数 */
Widget::Widget(QWidget *parent): QWidget(parent), ui(new Ui::Widget)
{ui->setupUi(this);ui->pushButton->setEnabled(true);ui->pushButton_2->setEnabled(false);//创建udp对象udpSocket = new QUdpSocket(this);connect(udpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(receiveMessage()));
}/* 析构函数 */
Widget::~Widget()
{delete ui;
}/* 接收信息的槽函数*/
void Widget::receiveMessage()
{QByteArray mesg;mesg.resize(udpSocket->pendingDatagramSize());QHostAddress receiveAddress;quint16 port;while (udpSocket->hasPendingDatagrams()) {udpSocket->readDatagram(mesg.data(), mesg.size(), &receiveAddress, &port);//保存接收的数据ui->textBrowser->append("接收来自：" + receiveAddress.toString() + ", 端口：" + QString::number(port));ui->textBrowser->append("接收信息：" + mesg);}
}/* 发送信息按钮的槽函数 */
void Widget::on_pushButton_3_clicked()
{udpSocket->writeDatagram(ui->lineEdit->text().toUtf8(), QHostAddress("127.0.0.1"), 9999);ui->textBrowser->append("发送信息：" + ui->lineEdit->text().toUtf8());
}/* 绑定端口按钮的槽函数 */
void Widget::on_pushButton_clicked()
{udpSocket->bind(9999);ui->textBrowser->append("当前绑定端口：" + QString::number(9999));ui->pushButton->setEnabled(false);ui->pushButton_2->setEnabled(true);
}/* 解除绑定按钮的槽函数 */
void Widget::on_pushButton_2_clicked()
{udpSocket->abort();ui->textBrowser->append("解除绑定");ui->pushButton->setEnabled(true);ui->pushButton_2->setEnabled(false);
}/* 广播信息按钮的槽函数 */
void Widget::on_pushButton_4_clicked()
{udpSocket->writeDatagram(ui->lineEdit->text().toUtf8(), QHostAddress::Broadcast, 9999);ui->textBrowser->append("发送信息：" + ui->lineEdit->text().toUtf8());
}

【3】ui设计器：

【4】运行效果：双开该程序，每次新运行程序前修改一下绑定的端口号并编译。同时，这两个端口号需要对应才能显示单播的效果。