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王國慶 发表于 2024-6-11 09:02:22

【QT5】＜总览五＞ QT多线程、TCP/UDP

文章目次

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
前言

承接【QT5】＜总览四＞ QT常见绘图、图表及动画。若存在版权标题，请联系作者删除！
一、QThread多线程

1. 作用：创建多线程，防止应用程序界面卡顿。
2. 紧张操作：


[*]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_OBJECT

public:
    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_OBJECT

public:
    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】运行结果：


[*]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“线程竣事”按钮，控制台什么都没有打印。
二、QT中的TCP编程

1. TCP简介



[*]TCP是面向毗连的、可靠的、基于字节省的传输层通信协议。
[*]TCP的服务端和客户端通信起首必须建立毗连。
[*]建立毗连方式：服务端监听某个端口，当有客户端通过ip和port毗连时，就会创建一个socket毗连，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()来举行，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 编写步调：
   【1】设置：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;（详细分配空间在构造函数中）
【3】服务端-客户端的信号槽毗连：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创建信号槽来处置惩罚客户端的毗连状态：connect(tmpTcpSocket, SIGNAL(stateChanged(QAbstractSocket::SocketState)), this, SLOT(mStateChanged(QAbstractSocket::SocketState)));
[*]④创建信号槽来吸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布局来处置惩罚毗连状态，当状态为断开毗连时，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_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    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port
    QString 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->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 编写步调：
   【1】设置：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;（详细分配空间在构造函数中）
【3】创建信号槽来处置惩罚客户端的毗连状态：connect(tcpSocket, SIGNAL(stateChanged(QAbstractSocket::SocketState)), this, SLOT(mStateChanged(QAbstractSocket::SocketState)));
【4】创建信号槽来吸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处置惩罚。
【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】启动毗连服务端：调用tcpSocket->connectToHost(QHostAddress("192.168.124.151"), 9999);
【9】断开毗连服务端：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_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    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：利用代码ui->pushButton->setEnable(对/错);实现它们逻辑的互斥。
[*]客户端中的"毗连服务端"和"断开服务端"应该用上述的方法二实现互斥。
[*]在服务端中，当客户端断开毗连时，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，应当利用tmpTcpSocket.deleteLater(); 来删除客户端对象。
4.2 运行结果：
https://img-blog.csdnimg.cn/direct/e75008aa3dcd4573ba9404b1f1752dcd.gif
三、QT中的UDP编程

1. UDP简介



[*]是一个轻量级的，不可靠的，面向数据报的无毗连协议。
[*]通常音频、视频和普通数据在传送时利用 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 编写步调：
   【1】设置：①pro文件中添加network；②添加头文件<QUdpSocket>。
【2】创建UDP对象：QUdpSocket *udpSocket;（详细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】编写函数排除绑定：调用udpSocket->abort();
【5】“发送-吸收”的信号槽毗连：connect(udpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(receiveMessage()));
【6】编写【5】中的receiveMessage来获取吸收的数据：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】雷同，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】要想获取当前毗连的状态，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_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    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：
https://img-blog.csdnimg.cn/direct/ff7483704ea742a3b7ad83d3952f30a0.png
【4】运行结果：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结果。
https://img-blog.csdnimg.cn/direct/374b325f2c044a318949ec13c36e532d.gif






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