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QT网络通信底层实现详解：UDP/TCP实战指南

news 2025/7/11 10:29:26

QT网络通信底层实现详解：UDP/TCP实战指南

1. 网络通信概述

QT提供两种网络通信方式：

核心组件对比：

特性	UDP	TCP
连接方式	无连接	面向连接
可靠性	不可靠（可能丢包）	可靠（数据完整有序）
速度	快	较慢
适用场景	实时视频/游戏/广播	文件传输/远程控制
QT类	`QUdpSocket`	`QTcpSocket`/`QTcpServer`

2. UDP通信实现

UDP通信特点：

无需建立连接
支持单播、组播、广播
发送端可不绑定端口

发送端实现：

// 创建UDP套接字
QUdpSocket *sender = new QUdpSocket(this);// 发送数据报
QByteArray datagram = "Hello UDP!";
qint64 sent = sender->writeDatagram(datagram, QHostAddress("192.168.1.100"), // 目标IP12345                          // 目标端口
);// 检查发送结果
if(sent == -1) qDebug() << "发送失败:" << sender->errorString();

接收端实现：

QUdpSocket *receiver = new QUdpSocket(this);
receiver->bind(12345); // 绑定监听端口// 连接信号槽
connect(receiver, &QUdpSocket::readyRead, [=](){while(receiver->hasPendingDatagrams()) {QByteArray buffer;buffer.resize(receiver->pendingDatagramSize());QHostAddress senderAddr;quint16 senderPort;receiver->readDatagram(buffer.data(), buffer.size(), &senderAddr, &senderPort);qDebug() << "收到[" << senderAddr.toString() << ":" << senderPort << "]" << buffer;}
});

运行效果：

收到[ 192.168.1.50:12345 ] "Hello UDP!"

3. TCP客户端实现

通信流程：

客户端代码：

QTcpSocket *client = new QTcpSocket(this);// 连接服务器
client->connectToHost("192.168.1.100", 8888);// 连接成功信号
connect(client, &QTcpSocket::connected, [=](){qDebug() << "已连接到服务器";client->write("Hello Server!");
});// 接收数据
connect(client, &QTcpSocket::readyRead, [=](){QByteArray data = client->readAll();qDebug() << "服务器响应:" << data;
});// 错误处理
connect(client, QOverload<QAbstractSocket::SocketError>::of(&QAbstractSocket::error),[=](QAbstractSocket::SocketError error){qDebug() << "连接错误:" << client->errorString();
});

4. TCP服务器实现

通信流程：

服务器端代码：

// 创建TCP服务器
QTcpServer *server = new QTcpServer(this);// 绑定监听
if(!server->listen(QHostAddress::Any, 8888)) {qDebug() << "监听失败:" << server->errorString();return;
}// 新连接信号
connect(server, &QTcpServer::newConnection, [=](){QTcpSocket *clientSocket = server->nextPendingConnection();// 客户端信息qDebug() << "新客户端:" << clientSocket->peerAddress().toString();// 数据接收connect(clientSocket, &QTcpSocket::readyRead, [=](){QByteArray data = clientSocket->readAll();qDebug() << "客户端消息:" << data;// 回复客户端clientSocket->write("Message Received!");});// 断开连接处理connect(clientSocket, &QTcpSocket::disconnected, [=](){clientSocket->deleteLater();});
});

服务端运行效果：

监听成功: 0.0.0.0:8888
新客户端: 192.168.1.50
客户端消息: "Hello Server!"

5. 通信流程对比

UDP vs TCP 工作流程：

步骤	UDP通信	TCP通信
初始化	创建QUdpSocket	创建QTcpSocket/QTcpServer
绑定	接收端需bind()	服务器需listen()
建立连接	无连接建立过程	客户端connectToHost()
数据发送	writeDatagram()	write()
数据接收	readyRead()信号处理	readyRead()信号处理
连接状态	无状态	connected()/disconnected()
关闭连接	直接销毁对象	先disconnectFromHost()

6. 实战应用场景

场景1：局域网设备发现（UDP广播）

QUdpSocket udpSocket;
QByteArray discoveryMsg = "DEVICE_DISCOVERY";
udpSocket.writeDatagram(discoveryMsg, QHostAddress::Broadcast, // 广播地址45454); // 约定端口

场景2：文件传输（TCP）

// 发送文件头信息
QFile file("document.pdf");
file.open(QIODevice::ReadOnly);
QByteArray header = QString("FILE|%1|%2").arg(file.fileName()).arg(file.size()).toUtf8();
socket->write(header);// 分块发送文件数据
while(!file.atEnd()) {QByteArray chunk = file.read(1024 * 64);socket->write(chunk);socket->waitForBytesWritten();
}