QUdpSocket

前言

我们经常使用 “ping” 命令来测试两台主机之间 TCP/IP 通信是否正常，其实 “ping” 命令的原理就是向对方主机发送 UDP 数据包，然后对方主机确认收到数据包，如果数据包是否到达的消息及时反馈回来，那么网络就是通的。

准备工作

首先，要使用 Qt 的网络模块需要在 pro 中加上 network（如果是 VS IDE 就在模块选择里勾选上 network）：

QT += network

引入相关类的头文件：

#include <QUdpSocket>
#include <QHostAddress>
#include <QNetworkDatagram>

Qt UDP 的操作流程：

QUdpSocket的接口

QUdpSocket 是 QAbstractSocket 的子类，用于发送和接收 UDP 数据报。

可以使用 bind() 显式的绑定地址和端口。参数中的地址可以使用 QHostAddress::Any 绑定任意地址，IPv4 等效于 “0.0.0.0” ， IPv6 等效于 “::”；而 BindMode 一般可以设置 ShareAddress（允许其他服务绑定到相同的地址和端口）和 DontShareAddress（不允许其他服务重新绑定），Windows 上默认等效于 ShareAddress。

bool QAbstractSocket::bind(const QHostAddress &address, quint16 port = 0, QAbstractSocket::BindMode mode = DefaultForPlatform)
bool QAbstractSocket::bind(quint16 port = 0, QAbstractSocket::BindMode mode = DefaultForPlatform)

绑定后，只要 UDP 数据报到达指定的地址和端口，就会触发 readyRead() 信号，此时可在槽函数中读取数据：

void QIODevice::readyRead()

可通过 hasPendingDatagrams() 判断是否有可读数据，通过 pendingDatagramSize() 判断数据长度。

对于数据报的读写依然是使用 read/write 相关接口：

qint64 QUdpSocket::readDatagram(char *data, qint64 maxSize, QHostAddress *address = nullptr, quint16 *port = nullptr)
QNetworkDatagram QUdpSocket::receiveDatagram(qint64 maxSize = -1)
qint64 QUdpSocket::writeDatagram(const char *data, qint64 size, const QHostAddress &address, quint16 port)
qint64 QUdpSocket::writeDatagram(const QNetworkDatagram &datagram)
qint64 QUdpSocket::writeDatagram(const QByteArray &datagram, const QHostAddress &host, quint16 port)

对于单播，可以直接指定目标地址和端口发送：

const QString address_text = "127.0.0.1";
const QHostAddress address = QHostAddress(address_text);
const unsigned short port = 12345;
udpSocket->writeDatagram(QNetworkDatagram(send_data,address,port));

对于广播，需要发送到广播地址 “255.255.255.255”，即使用 QHostAddress::Broadcast：

udpSocket->writeDatagram(QNetworkDatagram(send_data,QHostAddress::Broadcast,port));

对于组播，需要发送到指定的组播地址，不过要对方加入了这个组播（使用 joinMulticastGroup 和 leaveMulticastGroup 加入/退出组播）：

//组播ip必须是D类ip
//D类IP段 224.0.0.0 到 239.255.255.255
//且组播地址不能是224.0.0.1
udpSocket->bind(QHostAddress::AnyIPv4,port); //根据Qt示例，组播的话IPv4和v6分开的
udpSocket->joinMulticastGroup(address); //QHostAddress("224.0.0.2")udpSocket->writeDatagram(QNetworkDatagram(send_data,address,port)); //QHostAddress("224.0.0.2")

操作完之后，调用相关接口关闭和释放：

void QAbstractSocket::disconnectFromHost()
void QAbstractSocket::close()
void QAbstractSocket::abort()

其中， abort 调用了 close， close 调用了 disconnectFromHost。 abort 立即关闭套接字，并丢弃写缓冲区中的所有待处理数据。close 关闭套接字的 IO，以及套接字的连接。

QUdpSocket对象实例化

QUdpSocket* m_udpSocket;
m_udpSocket = new QUdpSocket(this);

设置套接字选项

void setSocketOption(QAbstractSocket::SocketOption option, const QVariant &value)
//Multicast路由层次，1表示只在同一局域网内
//组播TTL: 生存时间，每跨1个路由会减1，多播无法跨过大多数路由所以为1
//默认值是1，表示数据包只能在本地的子网中传送。
m_udpSocket->setSocketOption(QAbstractSocket::MulticastTtlOption, 1);

QAbstractSocket::MulticastTtlOption：设置多播，即将此设置为整数可以设置IP_MULTICAST_TTL（对于多播数据报为TTL）套接字选项。后面的value就是那个整数，即为TTL值，范围为0～255之间的任何值。

QAbstractSocket::MulticastLoopbackOption：将value设置为1以启用IP_MULTICAST_LOOP（组播回环）套接字选项。即IP_MULTICAST_LOOP用于控制数据是否回送到本地的回环接口，0则禁用。

UDP信号触发
每当QAbstractSocket的状态更改时，都会发出此信号。 socketState参数是新状态。

void QAbstractSocket::stateChanged(QAbstractSocket::SocketState socketState)
connect(m_udpSocket, SIGNAL(stateChanged(QAbstractSocket::SocketState)), this, SLOT(onSocketStateChange(QAbstractSocket::SocketState)));

UDP通信的时候通过stateChanged信号来触发，通过对应的槽函数来触发。

QAbstractSocket::SocketState：套接字的连接状态
UnconnectedState：表示套接字没有连接，对应的默认值是0
ConnectingState：套接字正在执行主机名查找，对应的值是1
ConnectingState：套接字已开始建立连接。对应的值是2
ConnectedState：连接处于建立状态，对应值是3
BoundState：套接字绑定到地址和端口。对应值是4
ListeningState：监听状态，仅内部使用，对应值是5
ClosingState：套接字即将关闭（数据可能仍在等待写入）。对应值是6

void ExMulticast::onSocketStateChange(QAbstractSocket::SocketState socketState)
{switch (socketState) {case QAbstractSocket::UnconnectedState:m_labSocketState->setText("socket状态：UnconnectedState");break;case QAbstractSocket::HostLookupState:m_labSocketState->setText("socket状态：HostLookupState");break;case QAbstractSocket::ConnectingState:m_labSocketState->setText("socket状态：ConnectingState");break;case QAbstractSocket::ConnectedState:m_labSocketState->setText("socket状态：ConnectedState");break;case QAbstractSocket::BoundState:m_labSocketState->setText("socket状态：BoundState");break;case QAbstractSocket::ClosingState:m_labSocketState->setText("socket状态：ClosingState");break;case QAbstractSocket::ListeningState:m_labSocketState->setText("socket状态：ListeningState");break;default:m_labSocketState->setText("socket状态：其他未知状态...");break;}
}

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