【QT5】＜总览五＞ QT多线程、TCP/UDP

王國慶  金牌会员 | 2024-6-11 09:02:22 | 显示全部楼层 | 阅读模式
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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：
  1. #ifndef WIDGET_H
  2. #define WIDGET_H
  4. #include <QWidget>
  5. #include <QThread>
  7. QT_BEGIN_NAMESPACE
  8. namespace Ui { class Widget; }
  9. QT_END_NAMESPACE
  12. //自定义的线程类
  13. class MyThread : public QThread
  14. {
  15.     Q_OBJECT
  17. public:
  18.     MyThread(QWidget *parent = nullptr){
  19.         Q_UNUSED(parent)//防止编译器警告
  20.     }
  22.     ~MyThread(){
  23.         qDebug("线程销毁");
  24.     }
  26.     void run() override{
  27.         qDebug("线程开始");
  28.         sleep(5);//QThread里才有该方法
  29.         qDebug("线程停止");
  30.         deleteLater();//销毁线程
  31.     }
  32. };
  35. //Widget类
  36. class Widget : public QWidget
  37. {
  38.     Q_OBJECT
  40. public:
  41.     Widget(QWidget *parent = nullptr);
  42.     ~Widget();
  44. private slots:
  45.     void on_pushButton_clicked();
  47.     void on_pushButton_2_clicked();
  49. private:
  50.     Ui::Widget *ui;
  51.     MyThread *mythread;
  52. };
  53. #endif // WIDGET_H
复制代码
【2】widget.cpp：
  1. #include "widget.h"
  2. #include "ui_widget.h"
  4. Widget::Widget(QWidget *parent)
  5.     : QWidget(parent)
  6.     , ui(new Ui::Widget)
  7. {
  8.     ui->setupUi(this);
  9. }
  11. Widget::~Widget()
  12. {
  13.     delete ui;
  14. }
  16. //“线程开始”按钮的槽函数
  17. void Widget::on_pushButton_clicked()
  18. {
  19.     mythread = new MyThread;
  20.     mythread->start();
  21. }
  23. //“线程终止”按钮的槽函数
  24. void Widget::on_pushButton_2_clicked()
  25. {
  26.     //若线程没有完成，则终止
  27.     if (!mythread->isFinished())
  28.         mythread->terminate();
  29. }
复制代码
【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：
  1. #ifndef WIDGET_H
  2. #define WIDGET_H
  4. #include <QWidget>
  5. #include <QTcpServer>
  6. #include <QTcpSocket>
  8. QT_BEGIN_NAMESPACE
  9. namespace Ui { class Widget; }
  10. QT_END_NAMESPACE
  12. class Widget : public QWidget
  13. {
  14.     Q_OBJECT
  16. public:
  17.     Widget(QWidget *parent = nullptr);
  18.     ~Widget();
  20. private slots:
  21.     void mNewConnection();
  22.     void receiveMessage();
  23.     void mStateChanged(QAbstractSocket::SocketState socketState);
  24.     void on_pushButton_3_clicked();
  25.     void on_pushButton_clicked();
  26.     void on_pushButton_2_clicked();
  28. private:
  29.     Ui::Widget *ui;
  30.     QTcpServer *tcpServer;
  31. };
  32. #endif // WIDGET_H
复制代码
【2】widget.cpp:
  1. #include "widget.h"
  2. #include "ui_widget.h"
  5. /***********************************************************
  6.   * @函数名：Widget
  7.   * @功  能：构造函数---创建服务端对象，与客户端连接
  8.   * @参  数：parent---父对象
  9.   * @返回值：无
  10.   *********************************************************/
  11. Widget::Widget(QWidget *parent)
  12.     : QWidget(parent)
  13.     , ui(new Ui::Widget)
  14. {
  15.     ui->setupUi(this);
  16.     this->setWindowTitle("服务端");
  17.     //创建对象，与客户端连接
  18.     tcpServer = new QTcpServer(this);
  19.     connect(tcpServer, SIGNAL(newConnection()), this, SLOT(mNewConnection()));
  20. }
  23. /***********************************************************
  24.   * @函数名：~Widget
  25.   * @功  能：析构函数
  26.   * @参  数：无
  27.   * @返回值：无
  28.   *********************************************************/
  29. Widget::~Widget()
  30. {
  31.     delete ui;
  32. }
  35. /***********************************************************
  36.   * @函数名：mNewConnection
  37.   * @功  能：槽函数---若客户端发起连接，服务端连接客户端
  38.   * @参  数：无
  39.   * @返回值：无
  40.   *********************************************************/
  41. void Widget::mNewConnection()
  42. {
  43.     //获取客户端
  44.     QTcpSocket *tmpTcpSocket = tcpServer->nextPendingConnection();
  45.     //打印客户端的ip和port
  46.     QString ipAddr = tmpTcpSocket->peerAddress().toString();
  47.     quint16 port = tmpTcpSocket->peerPort();
  48.     ui->textBrowser->append("客户端的ip地址：" + ipAddr);
  49.     ui->textBrowser->append("客户端的端口：" + QString::number(port));
  50.     //处理客户端连接状态，接收客户端发送的数据
  51.     connect(tmpTcpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(receiveMessage()));
  52.     connect(tmpTcpSocket, SIGNAL(stateChanged(QAbstractSocket::SocketState)),
  53.             this, SLOT(mStateChanged(QAbstractSocket::SocketState)));
  54. }
  57. /***********************************************************
  58.   * @函数名：receiveMessage
  59.   * @功  能：槽函数---服务端接收客户端发送的数据
  60.   * @参  数：无
  61.   * @返回值：无
  62.   *********************************************************/
  63. void Widget::receiveMessage()
  64. {
  65.     QTcpSocket *tmpTcpSocket = (QTcpSocket*)sender();
  66.     ui->textBrowser->append("客户端：" + tmpTcpSocket->readAll());
  67. }
  70. /***********************************************************
  71.   * @函数名：mStateChanged
  72.   * @功  能：槽函数---服务端处理客户端的连接状态
  73.   * @参  数：socketState---客户端连接状态
  74.   * @返回值：无
  75.   *********************************************************/
  76. void Widget::mStateChanged(QAbstractSocket::SocketState socketState)
  77. {
  78.     QTcpSocket *tmpTcpSocket = (QTcpSocket*)sender();
  79.     //处理状态，删除断开的QTcpSocket对象
  80.     switch (socketState) {
  81.     case QAbstractSocket::UnconnectedState://断开连接，删除对象
  82.         ui->textBrowser->append("客户端断开连接");
  83.         tmpTcpSocket->deleteLater();
  84.         break;
  85.     case QAbstractSocket::ConnectedState://已连接
  86.         ui->textBrowser->append("客户端已连接");
  87.         break;
  88.     default:
  89.         break;
  90.     }
  91. }
  94. /***********************************************************
  95.   * @函数名：on_pushButton_3_clicked
  96.   * @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
  97.   * @参  数：无
  98.   * @返回值：无
  99.   *********************************************************/
  100. void Widget::on_pushButton_3_clicked()
  101. {
  102.     QList <QTcpSocket*> clients = tcpServer->findChildren<QTcpSocket*>();
  103.     for (int i = 0; i < clients.length(); ++i) {
  104.         clients[i]->write(ui->lineEdit->text().toUtf8());
  105.     }
  106. }
  109. /***********************************************************
  110.   * @函数名：on_pushButton_clicked
  111.   * @功  能：按钮"开始监听"的槽函数，监听指定的ip和port
  112.   * @参  数：无
  113.   * @返回值：无
  114.   *********************************************************/
  115. void Widget::on_pushButton_clicked()
  116. {
  117.     tcpServer->listen(QHostAddress("192.168.124.151"), 9999);
  118. }
  121. /***********************************************************
  122.   * @函数名：on_pushButton_2_clicked
  123.   * @功  能：按钮"停止监听"的槽函数
  124.   * @参  数：无
  125.   * @返回值：无
  126.   *********************************************************/
  127. void Widget::on_pushButton_2_clicked()
  128. {
  129.     tcpServer->close();
  130. }
复制代码
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：
  1. #ifndef WIDGET_H
  2. #define WIDGET_H
  4. #include <QWidget>
  5. #include <QTcpSocket>
  6. #include <QHostAddress>
  8. QT_BEGIN_NAMESPACE
  9. namespace Ui { class Widget; }
  10. QT_END_NAMESPACE
  12. class Widget : public QWidget
  13. {
  14.     Q_OBJECT
  16. public:
  17.     Widget(QWidget *parent = nullptr);
  18.     ~Widget();
  20. private slots:
  21.     void receiveMessage();
  22.     void mStateChanged(QAbstractSocket::SocketState socketstate);
  23.     void on_pushButton_3_clicked();
  24.     void on_pushButton_clicked();
  25.     void on_pushButton_2_clicked();
  27. private:
  28.     Ui::Widget *ui;
  29.     QTcpSocket *tcpSocket;
  30. };
  31. #endif // WIDGET_H
复制代码
【2】widget.cpp:
  1. #include "widget.h"
  2. #include "ui_widget.h"
  5. /***********************************************************
  6.   * @函数名：Widget
  7.   * @功  能：构造函数---创建客户端对象，与服务端连接
  8.   * @参  数：parent---父对象
  9.   * @返回值：无
  10.   *********************************************************/
  11. Widget::Widget(QWidget *parent)
  12.     : QWidget(parent)
  13.     , ui(new Ui::Widget)
  14. {
  15.     //ui部分
  16.     ui->setupUi(this);
  17.     this->setWindowTitle("客户端");
  18.     ui->pushButton->setEnabled(true);
  19.     ui->pushButton_2->setEnabled(false);
  20.     //tcp部分
  21.     tcpSocket = new QTcpSocket(this);
  22.     connect(tcpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(receiveMessage()));
  23.     connect(tcpSocket, SIGNAL(stateChanged(QAbstractSocket::SocketState)),
  24.             this, SLOT(mStateChanged(QAbstractSocket::SocketState)));
  25. }
  28. /***********************************************************
  29.   * @函数名：~Widget
  30.   * @功  能：析构函数
  31.   * @参  数：无
  32.   * @返回值：无
  33.   *********************************************************/
  34. Widget::~Widget()
  35. {
  36.     delete ui;
  37. }
  40. /***********************************************************
  41.   * @函数名：receiveMessage
  42.   * @功  能：槽函数---客户端接收服务端发送的数据
  43.   * @参  数：无
  44.   * @返回值：无
  45.   *********************************************************/
  46. void Widget::receiveMessage()
  47. {
  48.     ui->textBrowser->append("服务端：" + tcpSocket->readAll());
  49. }
  52. /***********************************************************
  53.   * @函数名：mStateChanged
  54.   * @功  能：槽函数---客户端连接状态改变的处理
  55.   * @参  数：socketstate---当前连接状态
  56.   * @返回值：无
  57.   *********************************************************/
  58. void Widget::mStateChanged(QAbstractSocket::SocketState socketstate)
  59. {
  60.     switch (socketstate) {
  61.     case QAbstractSocket::UnconnectedState:
  62.         ui->textBrowser->append("与服务端断开连接");
  63.         ui->pushButton->setEnabled(true);
  64.         ui->pushButton_2->setEnabled(false);
  65.         break;
  66.     case QAbstractSocket::ConnectedState:
  67.         ui->textBrowser->append("与服务端成功连接");
  68.         ui->pushButton->setEnabled(false);
  69.         ui->pushButton_2->setEnabled(true);
  70.         break;
  71.     default:
  72.         break;
  73.     }
  74. }
  77. /***********************************************************
  78.   * @函数名：on_pushButton_3_clicked
  79.   * @功  能："发送消息"按钮的槽函数，必须连接了服务端才发送
  80.   * @参  数：无
  81.   * @返回值：无
  82.   *********************************************************/
  83. void Widget::on_pushButton_3_clicked()
  84. {
  85.     if (tcpSocket->state() == QAbstractSocket::ConnectedState){
  86.         tcpSocket->write(ui->lineEdit->text().toUtf8());
  87.     }
  88.     else {
  89.         ui->textBrowser->append("请先连接服务端！");
  90.     }
  91. }
  94. /***********************************************************
  95.   * @函数名：on_pushButton_clicked
  96.   * @功  能："连接服务端"按钮的槽函数
  97.   * @参  数：无
  98.   * @返回值：无
  99.   *********************************************************/
  100. void Widget::on_pushButton_clicked()
  101. {
  102.     tcpSocket->connectToHost(QHostAddress("192.168.124.151"), 9999);
  103. }
  106. /***********************************************************
  107.   * @函数名：on_pushButton_2_clicked
  108.   * @功  能："断开服务端"按钮的槽函数
  109.   * @参  数：无
  110.   * @返回值：无
  111.   *********************************************************/
  112. void Widget::on_pushButton_2_clicked()
  113. {
  114.     tcpSocket->disconnectFromHost();
  115. }
复制代码
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：

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:
  1. #ifndef WIDGET_H
  2. #define WIDGET_H
  4. #include <QWidget>
  5. #include <QUdpSocket>
  7. QT_BEGIN_NAMESPACE
  8. namespace Ui { class Widget; }
  9. QT_END_NAMESPACE
  11. class Widget : public QWidget
  12. {
  13.     Q_OBJECT
  15. public:
  16.     Widget(QWidget *parent = nullptr);
  17.     ~Widget();
  19. private slots:
  20.     void receiveMessage();
  22.     void on_pushButton_3_clicked();
  24.     void on_pushButton_clicked();
  26.     void on_pushButton_2_clicked();
  28.     void on_pushButton_4_clicked();
  30. private:
  31.     Ui::Widget *ui;
  32.     QUdpSocket *udpSocket;
  33. };
  34. #endif // WIDGET_H
复制代码
【2】widget.cpp:
  1. #include "widget.h"
  2. #include "ui_widget.h"
  4. /* 构造函数 */
  5. Widget::Widget(QWidget *parent)
  6.     : QWidget(parent)
  7.     , ui(new Ui::Widget)
  8. {
  9.     ui->setupUi(this);
  10.     ui->pushButton->setEnabled(true);
  11.     ui->pushButton_2->setEnabled(false);
  12.     //创建udp对象
  13.     udpSocket = new QUdpSocket(this);
  14.     connect(udpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(receiveMessage()));
  15. }
  18. /* 析构函数 */
  19. Widget::~Widget()
  20. {
  21.     delete ui;
  22. }
  25. /* 接收信息的槽函数*/
  26. void Widget::receiveMessage()
  27. {
  28.     QByteArray mesg;
  29.     mesg.resize(udpSocket->pendingDatagramSize());
  30.     QHostAddress receiveAddress;
  31.     quint16 port;
  33.     while (udpSocket->hasPendingDatagrams()) {
  34.         udpSocket->readDatagram(mesg.data(), mesg.size(), &receiveAddress, &port);//保存接收的数据
  35.         ui->textBrowser->append("接收来自：" + receiveAddress.toString() + ", 端口：" + QString::number(port));
  36.         ui->textBrowser->append("接收信息：" + mesg);
  37.     }
  38. }
  41. /* 发送信息按钮的槽函数 */
  42. void Widget::on_pushButton_3_clicked()
  43. {
  44.     udpSocket->writeDatagram(ui->lineEdit->text().toUtf8(), QHostAddress("127.0.0.1"), 9999);
  45.     ui->textBrowser->append("发送信息：" + ui->lineEdit->text().toUtf8());
  46. }
  49. /* 绑定端口按钮的槽函数 */
  50. void Widget::on_pushButton_clicked()
  51. {
  52.     udpSocket->bind(9999);
  53.     ui->textBrowser->append("当前绑定端口：" + QString::number(9999));
  54.     ui->pushButton->setEnabled(false);
  55.     ui->pushButton_2->setEnabled(true);
  56. }
  59. /* 解除绑定按钮的槽函数 */
  60. void Widget::on_pushButton_2_clicked()
  61. {
  62.     udpSocket->abort();
  63.     ui->textBrowser->append("解除绑定");
  64.     ui->pushButton->setEnabled(true);
  65.     ui->pushButton_2->setEnabled(false);
  66. }
  69. /* 广播信息按钮的槽函数 */
  70. void Widget::on_pushButton_4_clicked()
  71. {
  72.     udpSocket->writeDatagram(ui->lineEdit->text().toUtf8(), QHostAddress::Broadcast, 9999);
  73.     ui->textBrowser->append("发送信息：" + ui->lineEdit->text().toUtf8());
  74. }
复制代码
【3】ui设计器：
  

  【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。
  

  





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王國慶

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