Qt 网络编程-UDP

简述：

UDP（User Data Protocol），用户数据报协议，是一种简单轻量级、不可靠、面向数据报、无连接的传输层协议，可以应用在可靠性不是十分重要的场合，如短消息、广播信息等。

适用于以下几种情况：

A . 网络数据大多为短消息。

B . 拥有大量客户端

C . 对数据安全性无特殊要求

D . 网络负担非常重，但对响应速度要求高。

同样，如果要在Qt 进行网络编程首先需要在 .pro文件添加： QT += network。Qt 中通过 QUdpSocket类实现UDP 协议的编程。

本文介绍一个基于 UDP 协议的广播应用 ，它由UDP 服务器和 UDP 客户端两部分组成。

其实，UDP没有特定的server端 和 client，简单来说就是向特定的ip发送报文，所以，也可以分为发送端和接收端。

QUdpSocket类允许发送和接收 UDP 数据报，继承自QAbstractSocket 。QUdpSocket 支持IPv4 广播。QUdpSocket 还支持多播。

操作系统：windows 7

Qt构建套件：qt-opensource-windows-x86-mingw530-5.7.0.exe

Qt Creator版本：4.0.2

1、 UDP 协议工作原理及编程模型

1 > UDP 协议工作原理

UDP 客户端向 UDP 服务器发送一定长度的请求报文，报文大小的限制与各系统的协议实现有关，但不得超过其下层 IP 协议规定的64KB；UDP服务器同样以报文形式作出响应。如果服务器未收到此请求，客户端不会进行重发，因此报文的传输是不可靠的。

例如，常用的聊天工具------腾讯QQ软件就是使用UDP协议发送信息的，因此有时会出现收不到信息的情况。

2  > UDP 编程模型

基于UDP 协议的经典编程模型，程序编写的通用流程如下：

由上图可知，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出数据报。同样，服务器也不与客户端接收连接，只负责调用接收函数，等待来自某客户端的数据到达。

2、 UDP 接收端

Qt 的 UdpSocket 接收消息原则：

A . new一个UdpSocket

B . 调用UdpSocket的bind方法，同时指定端口号

C . 使用 connect 将接收消息函数和UdpSocket对象做关联

D . 在接受消息槽函数当中调用 readDatagram 接收消息

udpclient.h

#ifndef UDPCLIENT_H
#define UDPCLIENT_H

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

class UdpClient : public QDialog
{
    Q_OBJECT
    
public:
    UdpClient(QWidget *parent = 0,Qt::WindowFlags f=0);
    ~UdpClient();    
public slots:
    void CloseBtnClicked();
    void dataReceived();
private:
    QTextEdit *ReceiveTextEdit;
    QPushButton *CloseBtn;
    QVBoxLayout *mainLayout;
    int port;
    QUdpSocket *udpSocket;
};

#endif // UDPCLIENT_H

udpclient.cpp

#include "udpclient.h"
#include 
#include 

UdpClient::UdpClient(QWidget *parent,Qt::WindowFlags f)
    : QDialog(parent,f)
{
    setWindowTitle(tr("UDP Client")); //设置窗体的标题
    //初始化各个控件
    ReceiveTextEdit = new QTextEdit(this);
    CloseBtn = new QPushButton(tr("Close"),this);
    //设置布局
    mainLayout=new QVBoxLayout(this);
    mainLayout->addWidget(ReceiveTextEdit);
    mainLayout->addWidget(CloseBtn);
    connect(CloseBtn,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(CloseBtnClicked()));

    port =5555;//设置UDP的端口号参数，指定在此端口上监听数据
    udpSocket = new QUdpSocket(this); //创建一个UdpSocket
    //连接QIODevice的readyRead()信号，readyRead()表示有消息到来这个信号,
    connect(udpSocket,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(dataReceived()));
    //指定绑定端口号，接收消息必须绑定端口号，发送消息则不需要绑定
    bool result=udpSocket->bind(port);//绑定到指定的端口上
    //取消绑定端口号使用:udpsocket->close()方法
    if(!result)
    {
        QMessageBox::information(this,tr("error"),tr("udp socket create error!"));
        return;
    }
}

UdpClient::~UdpClient()
{
    
}

void UdpClient::CloseBtnClicked()
{
    close();
}

void UdpClient::dataReceived()
{
    //判断UdpSocket中是否有数据可读
    while(udpSocket->hasPendingDatagrams())
    {
        //实现读取数据报
        QByteArray datagram;
        datagram.resize(udpSocket->pendingDatagramSize());
        udpSocket->readDatagram(datagram.data(),datagram.size());

        QString msg=datagram.data();
        ReceiveTextEdit->insertPlainText(msg);
    }
}

3、UDP 发送端

Qt 的 UdpSocket 发送消息：

A . new 一个 UdpSocket

B . 调用 writeDatagram 发送消息

udpserver.h

#ifndef UDPSERVER_H
#define UDPSERVER_H

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

class UdpServer : public QDialog
{
    Q_OBJECT
    
public:
    UdpServer(QWidget *parent = 0,Qt::WindowFlags f=0);
    ~UdpServer();
public slots:
    void StartBtnClicked();
    void timeout();
private:
    QLabel *TimerLabel;
    QLineEdit *TextLineEdit;
    QPushButton *StartBtn;
    QVBoxLayout *mainLayout;
    int port;
    bool isStarted;
    QUdpSocket *udpSocket;
    QTimer *timer;
};

#endif // UDPSERVER_H

udpserver.cpp

#include "udpserver.h"
#include 

UdpServer::UdpServer(QWidget *parent, Qt::WindowFlags f)
    : QDialog(parent,f)
{
    setWindowTitle(tr("UDP Server"));  //设置窗体的标题
    //初始化各个控件
    TimerLabel = new QLabel(tr("计时器："),this);
    TextLineEdit = new QLineEdit(this);
    StartBtn = new QPushButton(tr("开始"),this);
    //设置布局
    mainLayout = new QVBoxLayout(this);
    mainLayout->addWidget(TimerLabel);
    mainLayout->addWidget(TextLineEdit);
    mainLayout->addWidget(StartBtn);
    connect(StartBtn,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(StartBtnClicked()));

    port =5555; //设置UDP的端口号参数，服务器定时向此端口发送广播信息
    isStarted=false;
    udpSocket = new QUdpSocket(this); //创建一个UdpSocket
    //定时发送广播信息
    timer = new QTimer(this);
    connect(timer,SIGNAL(timeout()),this,SLOT(timeout()));
}

UdpServer::~UdpServer()
{
    
}

void UdpServer::StartBtnClicked()
{
    if(!isStarted)
    {
        StartBtn->setText(tr("停止"));
        timer->start(1000);
        isStarted =true;
    }
    else
    {
        StartBtn->setText(tr("开始"));
        isStarted = false;
        timer->stop();
    }
}

//timeout()函数完成了向端口发送广播信息的功能
void UdpServer::timeout()
{
    QString msg = TextLineEdit->text();
    int length=0;
    if(msg=="")
    {
       return;
    }
    //QHostAddress::Broadcast 指定向广播地址发送，可以改成固定IP，则表示向特定IP发送
    if((length=udpSocket->writeDatagram(msg.toLatin1(),msg.length(),QHostAddress::Broadcast,port))!=msg.length())
    {
        return;
    }
}

4、运行