简单认识认识mqtt及mosquitto

虽然我在Linux方面的实际开发经验不是很丰富，但我知道进程间通信有一些常见的方式，比如管道、消息队列、共享内存和套接字等。

最近我遇到了一个项目，使用MQTT作为进程间通信的方式，我觉得这非常新颖，因为在网上很少看到有人使用MQTT作为进程间通信的方式。 在这两篇笔记中，我将与大家一起学习MQTT的使用。

MQTT的一些介绍

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以下这些介绍内容来自《[野火]《LwIP应用开发实战指南》

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MQTT协议的全称是Message Queuing Telemetry Transport，翻译过来就是消息队列遥测传输协议。它是物联网中常用的应用层协议，运行在TCP/IP协议栈的应用层中，依赖于TCP协议，因此具有非常高的可靠性。MQTT是基于TCP协议的客户端-服务器模型，用于发布和订阅主题消息的轻量级协议。

1、MQTT通信模型

MQTT协议是基于客户端-服务器模型，在协议中主要有三种身份：发布者（Publisher）、服务器（Broker） 以及订阅者（Subscriber）。 并且消息发布者可以同时是订阅者 。

MQTT 消息的发布者和订阅者都是客户端，服务器只是作为一个中转的存在，将发布者发布的消息进行转发给所有订阅该主题的订阅者。

MQTT 客户端的功能：

• 发布消息给其它相关的客户端。
• 订阅主题请求接收相关的应用消息。
• 取消订阅主题请求移除接收应用消息。
• 从服务端终止连接。

MQTT 服务器常被称为 Broker（消息代理） 。它的功能有：

• 接受来自客户端的网络连接请求。
• 接受客户端发布的应用消息。
• 处理客户端的订阅和取消订阅请求。
• 转发应用消息给符合条件的已订阅客户端（包括发布者自身）。

2、MQTT消息

MQTT所发的消息包含：主题+内容，客户端可以订阅任意主题，若有其它客户端发布主题时符合所订阅的主题，就会由网关发送到客户端。

「什么是主题？」

MQTT 服务器为每个连接的客户端（订阅者）添加一个标签，该标签与服务器中的所有订阅相匹配， 服务器会将消息转发给与标签相匹配的每个客户端。这样的一个标签就是主题。

「服务质量：」

MQTT提供三种服务质量（Quality of Service，简写QoS），供开发者根据不同的情景选择不同的服务级别：

• QoS0：最多发送一次消息，在消息发送出去后，接收者不会发送回应，发送者也不会重发消息。
• QoS1：最少发送一次消息（消息最少需要送达一次，也有可送达多次）， QoS 1的 PUBLISH 报文的可变报头中包含一个报文标识符，需要 PUBACK 报文确认。
• QoS2：这是最高等级的服务质量，消息丢失和重复都是不可接受的。只不过使用这个服务质量等级会有额外的开销，这个等级常用于支付中，因为支付是必须有且仅有一次成功，总不能没给钱或者给了多次钱吧。

mosquitto的使用

1、mosquitto简介

mosquitto是一款开源的MQTT消息代理（服务器）软件，提供轻量级的，支持可发布/可订阅的的消息推送模式，使设备对设备之间的短消息通信变得简单，比如现在应用广泛的低功耗传感器，手机、嵌入式计算机、微型控制器等移动设备。

mosquitto仓库地址：

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https://gitee.com/zhengnianli/mosquitto

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或

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https://github.com/eclipse/mosquitto

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2、mosquitto实践

从以上链接下载mosquitto源码，得到：

在mosquitto路径下，依次输入如下命令编译：

mkdir build
cd build
cmake ../
make

若未安装cmake则需要自行安装，可参考往期文章：《面试官：Linux下如何编译C程序？》

若执行cmake ../指令时出现Could NOT find OpenSSL的问题：

可输入如下命令安装OpenSSL（Ubuntu下）：

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sudo apt-get install libssl-dev

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执行make编译完成后，我们可以看到build目录下的client与src文件夹下会生成一些可执行文件：

我们重点关注mosquitto_pub、mosquitto_sub、mosquitto这三个可执行文件。其中mosquitto是服务器软件，mosquitto_pub是发布者客户端，mosquitto_sub订阅者客户端。

下面我们来简单测试一下：

其中，mosquitto_pub对应的源文件为mosquitto/client/pub_client.c，mosquitto_sub对应的源文件为mosquitto/client/sub_client.c，感兴趣的朋友可自行阅读学习。

这个示例其实就是两个进程间的通信，前提是需要一个本地代理服务器。如果需要应用于我们嵌入式Linux中的进程间通信，需要使用交叉编译器编译出一个可运行在我们的arm板上的mosquitto服务器。

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