【Qt】系统相关——多线程、Qt多线程介绍、常用函数、线程安全、网络、UDP Socket、TCP Socket

Qt

系统相关

1. 多线程

1.1 Qt多线程介绍

  QThread 代表一个在应用程序中可以独立控制的线程，它还可以和进程中的其他线程共享数据。QThread 对象管理程序中的一个控制线程。

1.2 常用函数

timethread.h

#ifndef TIMETHREAD_H
#define TIMETHREAD_H

#include <QThread>

class TimeThread : public QThread
{
    Q_OBJECT

public:
    TimeThread();

    void run(); //线程任务函数

signals:
    void sendTime(QString Time); //声明信号函数
};

#endif // TIMETHREAD_H

widget.h

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>
#include <timethread.h> //添加头文件
#include <QLabel>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui {
class Widget;
}
QT_END_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();

    void on_btn_clicked();
    void showTime(QString Time);

private:
    QLabel* label;
    Ui::Widget *ui;
    TimeThread t; //定义线程对象
};
#endif // WIDGET_H

timethread.cpp

#include "timethread.h"

#include <QTime>
#include <QDebug>
#include <QString>

TimeThread::TimeThread() {}

void TimeThread::run()
{
    while(1)
    {
        QString time = QTime::currentTime().toString("hh:mm:ss");
        qDebug() << time;
        emit sendTime(time); //发送信号
        sleep(1);
    }
}

widget.cpp

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

#include "timethread.h"
#include <QGridLayout>
#include <QLabel>
#include <QPushButton>
#include <QSpacerItem>

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    QGridLayout* layout=new QGridLayout();

    label=new QLabel(this);
    label->setFixedSize(500,300);
    label->setFrameShape(QFrame::Box);
    label->setText("SSSSSSSSSSSSSSSSSSSS");

    QPushButton* btn=new QPushButton(this);
    btn->setFixedSize(100,50);
    btn->setText("确定");

    layout->addWidget(label,0,0,1,1);
    layout->addWidget(btn,1,0,1,1);
    this->setLayout(layout);

    connect(&t,&TimeThread::sendTime,this,&Widget::showTime);
    connect(btn,&QPushButton::clicked,this,&Widget::on_btn_clicked);
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::on_btn_clicked()
{
    t.start(); //开启线程
}

void Widget::showTime(QString Time)
{
    label->setText(Time);
}

1.3 线程安全

  实现线程互斥和同步常用的类有：
  • 互斥锁：QMutex、QMutexLocker
  • 条件变量：QWaitCondition
  • 信号量：QSemaphore
  • 读写锁：QReadLocker、QWriteLocker、QReadWriteLock

QMutex（互斥锁）

QMutexLocker（互斥锁辅助类）

QWaitCondition（条件变量）

QSemaphore（信号量）

QReadLocker（读写锁 - 读操作辅助类）

QWriteLocker（读写锁 - 写操作辅助类）

QReadWriteLock（读写锁）

2. 网络

2.1 UDP Socket

QUdpSocket

QNetworkDatagram

服务端：
  
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();

    QUdpSocket* socket;
    void processRequest();
    QString process(const QString&);

private:
    Ui::Widget *ui;
};
#endif // WIDGET_H

widget.cpp

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

#include <QMessageBox>
#include <QUdpSocket>
#include <QNetworkDatagram>

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    // 1. 设置窗⼝标题
    this->setWindowTitle("服务器");

    // 2. 实例化 socket
    socket = new QUdpSocket(this);

    // 3. 连接信号槽, 处理收到的请求
    connect(socket, &QUdpSocket::readyRead, this, &Widget::processRequest);

    // 4. 绑定端⼝
    bool ret = socket->bind(QHostAddress::Any, 9090);
    if (!ret) {
        QMessageBox::critical(nullptr, "服务器启动出错", socket->errorString());
        return;
    }
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::processRequest()
{
    // 1. 读取请求
    const QNetworkDatagram& requestDatagram = socket->receiveDatagram();
    QString request = requestDatagram.data();
    // 2. 根据请求计算响应
    const QString& response = process(request);
    // 3. 把响应写回到客户端
    QNetworkDatagram responseDatagram(response.toUtf8(),
                                      requestDatagram.senderAddress(), requestDatagram.senderPort());
    socket->writeDatagram(responseDatagram);
    // 显示打印日志
    QString log = "[" + requestDatagram.senderAddress().toString() + ":" +
                  QString::number(requestDatagram.senderPort())
                  + "] req: " + request + ", resp: " + response;
    ui->listWidget->addItem(log);
}

QString Widget::process(const QString& request)
{
    return request;
}

客户端：
  
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 on_pushButton_clicked();

private:
    Ui::Widget *ui;

    // 创建 socket 成员
    QUdpSocket* socket;
};
#endif // WIDGET_H

widget.cpp

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

#include <QNetworkDatagram>

// 提前定义好服务器的 IP 和 端⼝
const QString& SERVER_IP = "127.0.0.1";
const quint16 SERVER_PORT = 9090;

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    // 1. 设置窗口名字
    this->setWindowTitle("客户端");
    // 2. 实例化 socket
    socket = new QUdpSocket(this);

    connect(socket, &QUdpSocket::readyRead, this, [=]() {
        const QNetworkDatagram responseDatagram = socket->receiveDatagram();
        QString response = responseDatagram.data();
        ui->listWidget->addItem(QString("服务器说: ") + response);
    });
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::on_pushButton_clicked()
{
    // 1. 获取到输⼊框的内容
    const QString& text = ui->lineEdit->text();
    // 2. 构造请求数据
    QNetworkDatagram requestDatagram(text.toUtf8(), QHostAddress(SERVER_IP),
                                     SERVER_PORT);
    // 3. 发送请求
    socket->writeDatagram(requestDatagram);
    // 4. 消息添加到列表框中
    ui->listWidget->addItem("客⼾端说: " + text);
    // 5. 清空输⼊框
    ui->lineEdit->setText("");
}

2.2 TCP Socket

QTcpServer

QTcpSocket