Qt学习笔记之socket通信
1 liunx socket通信流程
1.1 TCP/IP通信流程图
1.2 UDP通信流程图
2 Qt中的Socket通信
Qt中提供的所有的Socket类都是非阻塞的。
Qt中常用的用于socket通信的套接字类:
QTcpServer //用于TCP/IP通信, 作为服务器端套接字使用
QTcpSocket //用于TCP/IP通信，作为客户端套接字使用。
QUdpSocket //用于UDP通信，服务器，客户端均使用此套接字。
注意：在Qt中使用上述类时需要在.pro文件中写入 QT += network
2.1 TCP/IP
2.1.1 服务器端通信流程
- 创建套接字
- 将套接字设置为监听模式
- 等待并接受客户端请求
可以通过QTcpServer提供的void newConnection()信号来检测是否有连接请求，如果有可以在对应的槽函数中调用nextPendingConnection函数获取到客户端的Socket信息（返回值为QTcpSocket*类型指针），通过此套接字与客户端之间进行通信。 - 接收或者向客户端发送数据
- 接收数据：使用read（）或者readAll（）函数
- 发送数据：使用write（）函数
2.1.2 服务器端代码实现
通过Qt提供的QTcpServer类实现服务器端的socket通信:
/*---------- serverwidget.h ------------*/
#ifndef SERVERWIDGET_H
#define SERVERWIDGET_H
#include <QWidget>
#include <QTcpServer> //监听套接字
#include <QTcpSocket> //通信套接字
namespace Ui {
class ServerWidget;
}
class ServerWidget : public QWidget
{
Q_OBJECT
public:
explicit ServerWidget(QWidget *parent = 0);
~ServerWidget();
private slots:
void on_sendButton_clicked();
void on_closeButton_clicked();
private:
Ui::ServerWidget *ui;
QTcpServer * tcpserver; // 负责监听的套接字
QTcpSocket * tcpsocket; // 负责通信的套接字
};
#endif // SERVERWIDGET_H
/*---------- serverwidget.c-----------*/
#include "serverwidget.h"
#include "ui_serverwidget.h"
ServerWidget::ServerWidget(QWidget *parent) :
QWidget(parent),
ui(new Ui::ServerWidget)
{
ui->setupUi(this);
setWindowTitle("服务器");
tcpserver = NULL;
tcpsocket = NULL;
tcpserver = new QTcpServer(this); //1.创建套接字对象
tcpserver->listen(QHostAddress::Any,8888); //2.将套接字设置为监听模式
connect(tcpserver,&QTcpServer::newConnection, //3.接收客户端请求，连接成功会触发newConnection
[=]()
{
tcpsocket = tcpserver->nextPendingConnection();//处理客户端的连接请求
qint32 ip = tcpsocket->peerAddress().toIPv4Address();
qint16 port = tcpsocket->peerPort();
QString temp = QString("[%1:%2]连接成功").arg(ip).arg(port);
ui->showBrowser->setText(temp);
connect(tcpsocket,&QTcpSocket::readyRead, //传输成功会触发readyRead
[=]()
{
QByteArray array = tcpsocket->readAll(); //4.接收数据
ui->showBrowser->append(array); //显示数据
}
);
}
);
}
void ServerWidget::on_sendButton_clicked()
{
if(NULL == tcpsocket)
{
return;
}
QString str = ui->sendBrowser->toPlainText();//获取发送内容
tcpsocket->write(str.toUtf8().data()); //4.发送数据
}
void ServerWidget::on_closeButton_clicked()
{
if(NULL == tcpsocket)
{
return;
}
tcpsocket->disconnectFromHost();
tcpsocket->close();
ui->showBrowser->append("已断开连接");
tcpsocket = NULL;
}
ServerWidget::~ServerWidget()
{
delete ui;
}
2.1.3客户端通信流程
-
创建套接字
-
连接服务器
可以使用QTcpSocket类的connectToHost（）函数来连接服务器。
-
向服务器发送或者接受数据
2.1.4 客户端代码实现
客户端通过使用Qt提供的QTcpSocket类可以方便的实现与服务器端的通信。
/*---------- clientwidget.h-----------*/
#ifndef CLIENTWIDGET_H
#define CLIENTWIDGET_H
#include <QWidget>
#include <QTcpSocket>
namespace Ui {
class ClientWidget;
}
class ClientWidget : public QWidget
{
Q_OBJECT
public:
explicit ClientWidget(QWidget *parent = 0);
~ClientWidget();
private slots:
void on_connectButton_clicked(); //连接按钮槽函数
void on_sendButton_clicked(); //发送按钮槽函数
void on_disconnectButton_clicked(); //断开连接按钮槽函数
private:
Ui::ClientWidget *ui;
QTcpSocket * tcpsocket; // 负责通信的套接字
};
#endif // CLIENTWIDGET_H
/*---------- clientwidget.c-----------*/
#include "clientwidget.h"
#include "ui_clientwidget.h"
#include <QHostAddress>
#define Debug qDebug()<<"["<<__FILE__<<":"<<__LINE__<<"]"
ClientWidget::ClientWidget(QWidget *parent) :
QWidget(parent),
ui(new Ui::ClientWidget)
{
ui->setupUi(this);
setWindowTitle("客户端");
tcpsocket = NULL;
tcpsocket = new QTcpSocket(this); //创建套接字
connect(tcpsocket,&QTcpSocket::connected,
[=]()
{
qint32 ip = tcpsocket->peerAddress().toIPv4Address();
qint16 port = tcpsocket->peerPort();
QString temp = QString("和服务器[%1:%2]连接成功").arg(ip).arg(port);
ui->textshow->setText(temp);
}
);
connect(tcpsocket,&QTcpSocket::readyRead, //通过信号接收服务器数据
[=]()
{
QByteArray array = tcpsocket->readAll();//接收数据
ui->textshow->append(array);
}
);
}
void ClientWidget::on_connectButton_clicked()
{
QString ip = ui->ip->text();
qint16 port = ui->port->text().toInt();
Debug<<QHostAddress(ip)<<port;
tcpsocket->connectToHost(QHostAddress(ip),port); //连接服务器
}
void ClientWidget::on_sendButton_clicked()
{
if(NULL == tcpsocket)
{
return;
}
QString str = ui->textsend->toPlainText();
tcpsocket->write(str.toUtf8().data()); //发送数据
}
void ClientWidget::on_disconnectButton_clicked()
{
if(NULL == tcpsocket)
{
return;
}
tcpsocket->disconnectFromHost();
tcpsocket->close();
ui->textshow->append("已断开连接");
tcpsocket =NULL;
}
ClientWidget::~ClientWidget()
{
delete ui;
}
2.2 UDP
使用Qt提供的QUdpSocket进行UDP通信。在UDP方式下，客户端并不与服务器建立连接，它只负责调用发送函数向服务器发送数据。类似的服务器也不从客户端接收连接，只负责调用接收函数，等待来自客户端的数据的到达。
2.2.1UDP通信流程
在UDP通信中，服务器端和客户端的概念已经显得有些淡化，两部分做的工作都大致相同：
-
创建套接字
-
绑定套接字
在UDP中如果需要接收数据则需要对套接字进行绑定，发送数据则不需要对套接字进行绑定。
通过调用bind（）函数将套接字绑定到指定端口上。
-
接收或者发送数据
-
接收数据：使用readDatagram()函数
接收数据函数声明如下:
qint64 readDatagram(char* data,qint64 maxSize,QHostAddress* address = 0,quint16 * port = 0)
//data: 接收数据的缓存地址
//maxSize: 缓存接收的最大字节数
//address: 数据发送方的地址（一般使用提供的默认值）
//port: 数据发送方的端口号（一般使用提供的默认值）
使用pendingDatagramSize()可以获取到将要接收的数据的大小，根据该函数返回值来准备对应大小的内存空间存放将要接收的数据。
- 发送数据: 使用writeDatagram()函数
- 发送数据函数声明如下：
qint64 writeDatagram(const QByteArray & datagram,const QHostAddress & host, quint16 port)
// datagram： 要发送的字符串
// host： 数据接收方的地址
// port： 数据接收方的端口号
2.2.2UDP通信代码实现
在UDP通信中，服务器和客服端基本没什么区别，在这里进行局域网广播的方式进行自己发数据，自己接受数据
/*---------- udpwidget.h-----------*/
#ifndef UDPWIDGET_H
#define UDPWIDGET_H
#include <QWidget>
#include <QUdpSocket>
namespace Ui {
class UDPWidget;
}
class UDPWidget : public QWidget
{
Q_OBJECT
public:
explicit UDPWidget(QWidget *parent = 0);
~UDPWidget();
private slots:
void on_sendButton_clicked();
private:
Ui::UDPWidget *ui;
QUdpSocket * udpsocket;
};
#endif // UDPWIDGET_H
/*---------- udpwidget.c-----------*/
#include "udpwidget.h"
#include "ui_udpwidget.h"
#include <QHostAddress>
UDPWidget::UDPWidget(QWidget *parent) :
QWidget(parent),
ui(new Ui::UDPWidget)
{
ui->setupUi(this);
setWindowTitle("UDP通信端口:8888");
udpsocket = new QUdpSocket(this); //1.创建套接字
#if 0 //加入组播
udpsocket->joinMulticastGroup(QHostAddress("224.0.0.1"));
udpsocket->bind(QHostAddress::AnyIPv4,8888);
#elif 0 //离开组播
udpsocket->leaveMulticastGroup(QHostAddress("224.0.0.1"));
#else
udpsocket->bind(8888); //2.将套接字绑定到指定端口上
#endif
connect(udpsocket,&QUdpSocket::readyRead, //3.接收数据
[=]()
{
char buff[1024] = {0};
QHostAddress ip;
quint16 port;
qint64 len = udpsocket->readDatagram(buff,sizeof(buff),&ip,&port);
if(len>0)
{
QString str = QString("[%1:%2\t%3]")
.arg(ip.toString())
.arg(port)
.arg(buff);
ui->textEdit->append("{receive:}"+str+"\n");
}
}
);
}
void UDPWidget::on_sendButton_clicked()
{
QString ip = ui->ip->text(); //获取ip
quint16 port = ui->port->text().toInt(); //获取端口
if(NULL == ip)
{
return;
}
QString str = ui->textEdit->toPlainText();
udpsocket->writeDatagram(str.toUtf8(),QHostAddress(ip),port);//3.发送数据
}
UDPWidget::~UDPWidget()
{
delete ui;
}
2.2.3 广播
在使用QUdpSocket类的writeDatagram()函数发送数据的时候，其中第二个参数host应该指定为广播地址：QHostAddress：：Broadcast此设置相当于QHostAddress("255.255.255.255")
使用UDP广播的的特点：
-
使用UDP进行广播，局域网内的其他的UDP用户全部可以收到广播的消息
-
UDP广播只能在局域网范围内使用
2.2.4组播
我们再使用广播发送消息的时候会发送给所有用户，但是有些用户是不想接受消息的，这时候我们就应该使用组播，接收方只有先注册到组播地址中才能收到组播消息，否则则接受不到消息。另外组播是可以在Internet中使用的。
在使用QUdpSocket类的writeDatagram()函数发送数据的时候，其中第二个参数host应该指定为组播地址，关于组播地址的分类：
-
224.0.0.0～224.0.0.255为预留的组播地址（永久组地址），地址224.0.0.0保留不做分配，其它地址供路由协议使用；
-
224.0.1.0～224.0.1.255是公用组播地址，可以用于Internet；
-
224.0.2.0～238.255.255.255为用户可用的组播地址（临时组地址），全网范围内有效；
-
239.0.0.0～239.255.255.255为本地管理组播地址，仅在特定的本地范围内有效。
注册加入到组播地址需要使用QUdpSocket类的成员函数：
bool joinMulticastGroup(const QHostAddress & groupAddress); //加入组播
bool leaveMulticastGroup(const QHostAddress & groupAddress); //离开组播
2.3 TCP/IP 和 UDP的区别
| TCP/IP | UDP | |
|---|---|---|
| 是否连接 | 面向连接 | 无连接 |
| 传输方式 | 基于流 | 基于数据报 |
| 传输可靠性 | 可靠 | 不可靠 |
| 传输效率 | 效率低 | 效率高 |
| 能否广播 | 不能 | 能 |
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