tcp/ip 网络协议 [Qt网络编程]之UDP通讯的简单编程实现

hello！欢迎大家来到我的Qt学习系列之网络编程之UDP通讯的简单编程实现。希望这篇文章能对你有所帮助！！！

本篇文章的相关知识请看我的上篇文章:

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UDP通讯

基于主窗口的实现

基于线程的实现

UDP通讯

UDP数据报协议是一个面向无连接的传输层报文协议，它简单易用，不存在 TCP协议“粘包”的问题，在强调实时、主动推送的系统中，常常用 UDP协议来实现网络双方的通信。在 Qt 中，QUdpSocket 类提供了 UDP 数据报的通信支持,下面通过两个简单的例子介绍Qt下 UDP 协议的实现。

模拟网络上经常定义的数据报文结构：

字节1~45~89~1213~1617~20定义序号小时分钟秒毫秒

#pragma pack(push) //保存对齐状态

#pragma pack(4) //设定为4字节对齐

struct DataStruct{

unsigned int index;//序号

int hour;//小时

int minute;//分钟

int second;//秒

int msec;//毫秒

};

union NetBuffer{

DataStruct data;

char dataBuffer[20];

};

#pragma pack(pop) //恢复对齐状态

这里用了一个联合定义的数据缓冲区，便于进行数据报文的设置和解析。

需要在 *.pro 工程文件中添加 network 选项：

QT +=core gui network

基于主窗口的实现

UDP报文的发送比较随意，可以在程序的任何需要的时候和位置发送 UDP报文，为了演示的简单，本例子中设置了主窗口的定时器，每秒钟发送一次报文。在接收的时候，响应接收端口 readyRead()信号，及时读取网络协议缓冲区的数值。

1.新建一个工程，在界面中添加两个列表部件，用于显示发送和接收的数据：

2. 在头文件中，添加包含 QNetworkInterface、QHostAddress 和 QudpSocket 模块，添加网络数据报文的结构定义。在 MainWindow 类定义中，添加需要重载的 timerEvent 定义，添加读取数据报文操作 readPendingDatagrams 定义，以及主机地址、发送和接收 socket和缓冲区定义。

#ifndef MAINWINDOW_H

#define MAINWINDOW_H

#include

QT_BEGIN_NAMESPACE

namespace Ui { class MainWindow; }

QT_END_NAMESPACE

#pragma pack(push) //保存对齐状态

#pragma pack(4) //设定为4字节对齐

struct DataStruct{

unsigned int index;//序号

int hour;//小时

int minute;//分钟

int second;//秒

int msec;//毫秒

};

union NetBuffer{

DataStruct data;

char dataBuffer[20];

};

#pragma pack(pop) //恢复对齐状态

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 的构造函数中，获取本机地址，绑定发送和接收 socket，设置响应接收 socket 接收信号的槽。

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)

: QMainWindow(parent)

, ui(new Ui::MainWindow)

{

ui->setupUi(this);

//通过调用静态方法获取本机IP地址

QList addressList = QNetworkInterface::allAddresses();

hostAddress=addressList.at(0);

//网络端口绑定

udpSendSocket.bind(hostAddress,7000);

udpRecvSocket.bind(hostAddress,7001);

//设置定时器

this->startTimer(1000);

//初始化发送计数器

sendBuffer.data.index=0;

//建立接收 socket 的连接

QObject::connect(&udpRecvSocket,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(readPendingDatagrams()));

}

4.实现发送和接收操作，并在列表中显示。发送操作是在定时器事件响应函数中实现的，上面已经设置了每秒发送一次。数据接收是在 readPendingDatagrams()函数中实现的，当接收 socket 一有数据报文包，readPendingDatagrams()就被调用，读取网络接收到的数据，并解析显示。在这里我们用了联合的方法来解析网络数据结构，方便易用。

//在 timeEvent 中设置发送数据,并在列表中显示

void MainWindow::timerEvent(QTimerEvent * event){

QTime tm = QTime::currentTime();//获取当前时间

sendBuffer.data.hour=tm.hour();

sendBuffer.data.minute=tm.minute();

sendBuffer.data.second=tm.second();

sendBuffer.data.msec=tm.msec();

//调用发送数据包函数，发送数据

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,接收数据并显示

void MainWindow::readPendingDatagrams (){

QHostAddress sender;

quint16 senderPort;

//调用数据接接收函数，接收数据

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);

}

基于线程的实现

基于窗口部件的 UDP通信实现，虽然简单易用，但是窗口部件主要的工作是负责处理大量的用户界面信息，当有耗时的处理过程时，会影响数据的接收，造成丢帧。通常的做法是用独立的线程负责网络数据的发送和接收，再通过窗口部件显示输出，在实时系统中这种应用特别广泛。下面的例子显示的效果和前面一致，但实现的机理是完全不同的。

1.新建工程，在工程中依次新建发送和接收线程的C++文件 sendthread. h，sendthread. epp 和 reevthread. h，recvthread. cpp：

其中sendthread.h定义：

#include

#include "NetBuffer.h" //就是上文定义的数据缓冲

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中定义了线程需要用到的主机地址 hostAddress、UDPsocket 端口和发送缓冲区，定义了线程需要重载的 run()操作。在 sendthread.cpp 的构造函数中，初始化参数，获取本机地址，绑定 socket 端口：

#include "sendthread.h"

sendthread::sendthread(QWidget *parent):

QThread(parent)

{

QList addresslist=QNetworkInterface::allAddresses();

hostAddress=addresslist.at(0);

udpsendsocket.bind(hostAddress,7000);

sendBuffer.data.index=0;

}

然后重载实现 run()操作。这里要注意的是，由于主窗口的 ui变量是 protected 类型线程不能直接使用，需要线程通过主窗口的 displaySendData方法，将显示信息输出到界面中。

#include

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 的定义：

#include

#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;

};

和发送线程类似，定义了主机地址 hostAddress、UDPsocket 端口和发送缓冲区，定义了需要重载的 run()操作。在构造函数中，初始化接收 socket。

recvthread::recvthread(QWidget *parent):

QThread(parent)

{

QList addresslist=QNetworkInterface::allAddresses();

hostAddress=addresslist.at(0);

udpRecvSocket.bind(hostAddress,7001);

}

在 run()中读取网络数据，并通过主窗口的 DisplayRecvData方法显示。注意这里使用了 waitForReadyRead方法以同步方式读取数据，而不是使用信号和槽的异步方法。当没有新数据到来时，线程处于挂起等待状态，当有数据到达时，立刻进入下一步处理，这种方法响应得更及时快速。

#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,初始化发送和接收 socket 线程,定义 DisplaySendData 和 DisplayRecvData操作显示收发数据。

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);

}

好啦！到这里这篇文章就结束啦！这就是本篇文章的全部内容了，接下来我还是会更新一些关于Qt基础编程的相关内容的！记得点点小爱心和关注哟！！！一起共同进步，交流学习！

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