Qt簡(jiǎn)單編程實(shí)現(xiàn)UDP通訊
UDP通訊
UDP數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議是一個(gè)面向無(wú)連接的傳輸層報(bào)文協(xié)議，它簡(jiǎn)單易用，不存在 TCP協(xié)議“粘包”的問(wèn)題，在強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)、主動(dòng)推送的系統(tǒng)中，常常用 UDP協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)雙方的通信。在 Qt 中，QUdpSocket 類(lèi)提供了 UDP 數(shù)據(jù)報(bào)的通信支持,下面通過(guò)兩個(gè)簡(jiǎn)單的例子介紹Qt下 UDP 協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。
模擬網(wǎng)絡(luò)上經(jīng)常定義的數(shù)據(jù)報(bào)文結(jié)構(gòu)：
| 字節(jié) | 1~4 | 5~8 | 9~12 | 13~16 | 17~20 |
| 定義 | 序號(hào) | 小時(shí) | 分鐘 | 秒 | 毫秒 |
#pragma pack(push) //保存對(duì)齊狀態(tài)
#pragma pack(4) //設(shè)定為4字節(jié)對(duì)齊
struct DataStruct{
unsigned int index;//序號(hào)
int hour;//小時(shí)
int minute;//分鐘
int second;//秒
int msec;//毫秒
};
union NetBuffer{
DataStruct data;
char dataBuffer[20];
};
#pragma pack(pop) //恢復(fù)對(duì)齊狀態(tài)這里用了一個(gè)聯(lián)合定義的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)報(bào)文的設(shè)置和解析。
需要在 *.pro 工程文件中添加 network 選項(xiàng) ：
QT +=core gui network
基于主窗口的實(shí)現(xiàn)
UDP報(bào)文的發(fā)送比較隨意，可以在程序的任何需要的時(shí)候和位置發(fā)送 UDP報(bào)文，為了演示的簡(jiǎn)單，本例子中設(shè)置了主窗口的定時(shí)器，每秒鐘發(fā)送一次報(bào)文。在接收的時(shí)候，響應(yīng)接收端口 readyRead()信號(hào)，及時(shí)讀取網(wǎng)絡(luò)協(xié)議緩沖區(qū)的數(shù)值。
1.新建一個(gè)工程，在界面中添加兩個(gè)列表部件，用于顯示發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)：
2. 在頭文件中，添加包含 QNetworkInterface、QHostAddress 和 QudpSocket 模塊，添加網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報(bào)文的結(jié)構(gòu)定義。在 MainWindow 類(lèi)定義中，添加需要重載的 timerEvent 定義，添加讀取數(shù)據(jù)報(bào)文操作 readPendingDatagrams 定義，以及主機(jī)地址、發(fā)送和接收 socket和緩沖區(qū)定義。
#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H
#include<QMainWindow>
#include<QtNetwork/QNetworkInterface>
#include<QtNetwork/QHostAddress>
#include<QtNetwork/QUdpSocket>
QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class MainWindow; }
QT_END_NAMESPACE
#pragma pack(push) //保存對(duì)齊狀態(tài)
#pragma pack(4) //設(shè)定為4字節(jié)對(duì)齊
struct DataStruct{
unsigned int index;//序號(hào)
int hour;//小時(shí)
int minute;//分鐘
int second;//秒
int msec;//毫秒
};
union NetBuffer{
DataStruct data;
char dataBuffer[20];
};
#pragma pack(pop) //恢復(fù)對(duì)齊狀態(tài)
class MainWindow : public QMainWindow
{
Q_OBJECT
public:
MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
~MainWindow();
void timerEvent(QTimerEvent * event);
public slots:
void readPendingDatagrams();
private:
Ui::MainWindow *ui;
QHostAddress hostAddress;
QUdpSocket udpSendSocket,udpRecvSocket;
NetBuffer sendBuffer,recvBuffer;
};
#endif // MAINWINDOW_H
3. 在 MainWindow 的構(gòu)造函數(shù)中，獲取本機(jī)地址，綁定發(fā)送和接收 socket，設(shè)置響應(yīng)接收 socket 接收信號(hào)的槽。
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
: QMainWindow(parent)
, ui(new Ui::MainWindow)
{
ui->setupUi(this);
//通過(guò)調(diào)用靜態(tài)方法獲取本機(jī)IP地址
QList<QHostAddress> addressList = QNetworkInterface::allAddresses();
hostAddress=addressList.at(0);
//網(wǎng)絡(luò)端口綁定
udpSendSocket.bind(hostAddress,7000);
udpRecvSocket.bind(hostAddress,7001);
//設(shè)置定時(shí)器
this->startTimer(1000);
//初始化發(fā)送計(jì)數(shù)器
sendBuffer.data.index=0;
//建立接收 socket 的連接
QObject::connect(&udpRecvSocket,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(readPendingDatagrams()));
}
4.實(shí)現(xiàn)發(fā)送和接收操作，并在列表中顯示。發(fā)送操作是在定時(shí)器事件響應(yīng)函數(shù)中實(shí)現(xiàn)的，上面已經(jīng)設(shè)置了每秒發(fā)送一次。數(shù)據(jù)接收是在 readPendingDatagrams()函數(shù)中實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)接收 socket 一有數(shù)據(jù)報(bào)文包，readPendingDatagrams()就被調(diào)用，讀取網(wǎng)絡(luò)接收到的數(shù)據(jù)，并解析顯示。在這里我們用了聯(lián)合的方法來(lái)解析網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，方便易用。
//在 timeEvent 中設(shè)置發(fā)送數(shù)據(jù),并在列表中顯示
void MainWindow::timerEvent(QTimerEvent * event){
QTime tm = QTime::currentTime();//獲取當(dāng)前時(shí)間
sendBuffer.data.hour=tm.hour();
sendBuffer.data.minute=tm.minute();
sendBuffer.data.second=tm.second();
sendBuffer.data.msec=tm.msec();
//調(diào)用發(fā)送數(shù)據(jù)包函數(shù)，發(fā)送數(shù)據(jù)
udpSendSocket.writeDatagram (sendBuffer.dataBuffer,sizeof(sendBuffer),hostAddress,7001);
QString displaystring;
displaystring=QString("Index=%1 \nTime=%2:%3:%4.%5\n")
.arg(sendBuffer.data.index)
.arg(sendBuffer.data.hour,2,10,QChar('0'))
.arg(sendBuffer.data.minute,2,10,QChar('0'))
.arg(sendBuffer.data.second,2,10,QChar('0'))
.arg(sendBuffer.data.msec,3,10,QChar('0'));
ui->listWidget->insertItem(0,displaystring);
sendBuffer.data.index++;
}
//在 readPendingDatagrams 槽中,接收數(shù)據(jù)并顯示
void MainWindow::readPendingDatagrams (){
QHostAddress sender;
quint16 senderPort;
//調(diào)用數(shù)據(jù)接接收函數(shù)，接收數(shù)據(jù)
udpRecvSocket.readDatagram(recvBuffer.dataBuffer,sizeof (recvBuffer),&sender,&senderPort);
QString displaystring;
displaystring=QString("Index=%1 \nTime=%2:%3:%4.%5\n").arg (recvBuffer.data.index)
.arg(recvBuffer.data.hour,2,10,QChar('0'))
.arg(recvBuffer.data.minute,2,10,QChar('0'))
.arg(recvBuffer.data.second,2,10,QChar('0'))
.arg(recvBuffer.data.msec,3,10,QChar('0'));
ui->listWidget_2->insertItem(0,displaystring);
}
基于線程的實(shí)現(xiàn)
基于窗口部件的 UDP通信實(shí)現(xiàn)，雖然簡(jiǎn)單易用，但是窗口部件主要的工作是負(fù)責(zé)處理大量的用戶(hù)界面信息，當(dāng)有耗時(shí)的處理過(guò)程時(shí)，會(huì)影響數(shù)據(jù)的接收，造成丟幀。通常的做法是用獨(dú)立的線程負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，再通過(guò)窗口部件顯示輸出，在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中這種應(yīng)用特別廣泛。下面的例子顯示的效果和前面一致，但實(shí)現(xiàn)的機(jī)理是完全不同的。
1.新建工程，在工程中依次新建發(fā)送和接收線程的C++文件 sendthread. h，sendthread. epp 和 reevthread. h，recvthread. cpp：
其中sendthread.h定義：
#include <QWidget>
#include<QThread>
#include<QtNetwork/QNetworkInterface>
#include<QtNetwork/QHostAddress>
#include<QtNetwork/QUdpSocket>
#include "NetBuffer.h" //就是上文定義的數(shù)據(jù)緩沖
class sendthread :public QThread
{
Q_OBJECT
public:
explicit sendthread(QWidget *parent=0);
protected:
void run();
private:
QHostAddress hostAddress;
QUdpSocket udpsendsocket;
NetBuffer sendBuffer;
};
#endif // SENDTHREAD_H
在 sendthread.h中定義了線程需要用到的主機(jī)地址 hostAddress、UDPsocket 端口和發(fā)送緩沖區(qū)，定義了線程需要重載的 run()操作。在 sendthread.cpp 的構(gòu)造函數(shù)中，初始化參數(shù)，獲取本機(jī)地址，綁定 socket 端口：
#include "sendthread.h"
sendthread::sendthread(QWidget *parent):
QThread(parent)
{
QList<QHostAddress> addresslist=QNetworkInterface::allAddresses();
hostAddress=addresslist.at(0);
udpsendsocket.bind(hostAddress,7000);
sendBuffer.data.index=0;
}
然后重載實(shí)現(xiàn) run()操作。這里要注意的是，由于主窗口的 ui變量是 protected 類(lèi)型線程不能直接使用，需要線程通過(guò)主窗口的 displaySendData方法，將顯示信息輸出到界面中。
#include<QTime>
void sendthread::run(){
while(true){
QTime tm=QTime::currentTime();
sendBuffer.data.hour=tm.hour();
sendBuffer.data.minute =tm.minute();
sendBuffer.data.second =tm.second();
sendBuffer.data.msec=tm.msec();
udpsendsocket.writeDatagram(sendBuffer.dataBuffer,sizeof(sendBuffer),hostAddress,7001);
QString displaystring;
displaystring=QString("Index=%1\nTime=%2:%3:%4.%5\n")
.arg(sendBuffer.data.index)
.arg(sendBuffer.data.hour,2,10,QChar('0'))
.arg(sendBuffer.data.minute,2,10,QChar('0'))
.arg(sendBuffer.data.second,2,10,QChar('0'))
.arg(sendBuffer.data.msec,3,10,QChar('0'));
((MainWindow*)this->parent())->DisplaySendData(displaystring);
sendBuffer.data.index++;
this->sleep(1);
}
}
其中 recvthread.h 的定義：
#include <QWidget>
#include<QThread>
#include<QtNetwork/QNetworkInterface>
#include<QtNetwork/QHostAddress>
#include<QtNetwork/QUdpSocket>
#include "NetBuffer.h"
class recvthread: public QThread
{
Q_OBJECT
public:
explicit recvthread(QWidget *parent=0);
protected:
void run();
private:
QHostAddress hostAddress;
QUdpSocket udpRecvSocket;
NetBuffer recvBuffer;
};
和發(fā)送線程類(lèi)似，定義了主機(jī)地址 hostAddress、UDPsocket 端口和發(fā)送緩沖區(qū)，定義了需要重載的 run()操作。在構(gòu)造函數(shù)中，初始化接收 socket。
recvthread::recvthread(QWidget *parent):
QThread(parent)
{
QList<QHostAddress> addresslist=QNetworkInterface::allAddresses();
hostAddress=addresslist.at(0);
udpRecvSocket.bind(hostAddress,7001);
}
在 run()中讀取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，并通過(guò)主窗口的 DisplayRecvData方法顯示。注意這里使用了 waitForReadyRead方法以同步方式讀取數(shù)據(jù)，而不是使用信號(hào)和槽的異步方法。當(dāng)沒(méi)有新數(shù)據(jù)到來(lái)時(shí)，線程處于掛起等待狀態(tài)，當(dāng)有數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)，立刻進(jìn)入下一步處理，這種方法響應(yīng)得更及時(shí)快速。
#include"mainwindow.h"
void recvthread::run(){
while (true){
if(udpRecvSocket.waitForReadyRead()){
QHostAddress sender;
quint16 senderPort;
udpRecvSocket.readDatagram(recvBuffer.dataBuffer,sizeof(recvBuffer),&sender,&senderPort);
QString displaystring;
displaystring=QString("Index=%1\nTime=%2:%3:%4.%5\n")
.arg(recvBuffer.data.index)
.arg(recvBuffer.data.hour,2,10,QChar('0'))
.arg(recvBuffer.data.minute,2,10,QChar('0'))
.arg(recvBuffer.data.second,2,10,QChar('0'))
.arg(recvBuffer.data.msec,3,10,QChar('0'));
((MainWindow*)this->parent())->DisplayRecvData(displaystring);
}
}
2.在主窗口中,初始化發(fā)送和接收 socket 線程,定義 DisplaySendData 和 DisplayRecvData操作顯示收發(fā)數(shù)據(jù)。
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
: QMainWindow(parent)
, ui(new Ui::MainWindow)
{
ui->setupUi(this);
sendthread *sendThread=new sendthread(this);
recvthread *recvTrhead=new recvthread(this);
recvTrhead->start();
sendThread->start();
}
void MainWindow::DisplaySendData(QString displaystring){
ui->listWidget->insertItem(0,displaystring);
}
void MainWindow::DisplayRecvData(QString displaystring){
ui->listWidget_2->insertItem(0,displaystring);
}
到此這篇關(guān)于Qt簡(jiǎn)單編程實(shí)現(xiàn)UDP通訊的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Qt UDP通訊內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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