【QT5】＜总览五＞ QT多线程、TCP/UDP

news2024/12/24 3:13:17

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

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！

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_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。

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_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[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_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：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：

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_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：

【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。

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著名AI人工智能社会学家唐兴通谈数字社会学网络社会学主要矛盾与数字空间社会网络社会的基本议题与全球海外最新热点与关注社会结构社会分工数字财富数字游民数字经济

著名AI人工智能社会学家唐兴通谈数字社会学网络社会学主要矛盾与数字空间社会网络社会的基本议题与全球海外最新热点与关注社会结构社会分工数字财富数字游民数字经济

如果人工智能解决了一切&#xff0c;人类会做什么&#xff1f; 这个问题的背后是人工智能时代的社会主要矛盾会是什么&#xff1f;那么整个社会的大的分工体系就会围绕主要矛盾开展。 《人工智能社会主要矛盾》 在农业社会&#xff0c;主要矛盾是人口增长和土地资源之间的关…
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atcoder abc357

atcoder abc357

A Sanitize Hands 问题&#xff1a; 思路&#xff1a;前缀和&#xff0c;暴力&#xff0c;你想咋做就咋做 代码&#xff1a; #include <iostream>using namespace std;const int N 2e5 10;int n, m; int a[N];int main() {cin >> n >> m;for(int i 1…
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【日常记录】【JS】中文转拼音的库 pinyin-pro

【日常记录】【JS】中文转拼音的库 pinyin-pro

文章目录 1、介绍2、pinyin-pro 基本使用3、参考链接 1、介绍 pinyin-pro 是一个专业的 JavaScript 中文转拼音的库&#xff0c;具备多音字识别准确、体积轻量、性能优异、功能丰富等特点。 常用的案例 搜索功能增强&#xff1a;在输入框输入汉字时&#xff0c;可以转化为拼音输…
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英特尔：AI落地，未来已来

英特尔：AI落地，未来已来

引言 随着AI技术的发展和大模型的普及&#xff0c;人工智能正在逐渐渗透到我们的日常生活中。2023年5月底&#xff0c;我参加了台北的英特尔技术展&#xff0c;深入了解了英特尔在AI个人电脑领域的最新进展。本文将详细介绍英特尔的新一代移动处理器Lunar Lake&#xff0c;以及…
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【C51】C51单片机实现的 抽奖机 设计与编程指南

【C51】C51单片机实现的 抽奖机 设计与编程指南

文章目录 前言&#xff1a;1. 实现效果2. 准备工作3. 编写代码总结&#xff1a; 前言&#xff1a; 在本文中&#xff0c;我们将介绍如何使用C51单片机来实现一个简单的抽奖机。这个项目不仅能够展示C51单片机的基本应用&#xff0c;还能让我们了解如何通过编程来控制硬件&…
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卡尔曼滤波器例子

卡尔曼滤波器例子

卡尔曼滤波器 卡尔曼滤波器（Kalman Filter）是一种用于线性系统状态估计的递归算法，可以有效地融合传感器数据和系统模型来估计系统的状态。它在机器人学中广泛应用，尤其是位置和速度等状态的估计。通过卡尔曼滤波器，可以有效地估计机器人在二维平面内的真实位置，并减小测…
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