使用MQTT作為進(jìn)程間通信的方式

小編對Linux這一塊的實(shí)際開發(fā)經(jīng)驗(yàn)雖然還不是很足，但也知道進(jìn)程間通信有那么幾種方式：管道、消息隊(duì)列、共享內(nèi)存、套接字等。

某項(xiàng)目中使用了MQTT作為進(jìn)程間的通信方式，感覺很新穎，網(wǎng)上好像也比較少有看到使用MQTT來作為進(jìn)程間通信的方式的。這兩篇筆記我們就來一起學(xué)習(xí)一下這種方式。

MQTT的一些介紹

MQTT 協(xié)議全稱是 Message Queuing Telemetry Transport，翻譯過來就是消息隊(duì)列遙測傳輸協(xié)議，它是物聯(lián)網(wǎng)常用的應(yīng)用層協(xié)議，運(yùn)行在 TCP/IP 中的應(yīng)用層中，依賴 TCP 協(xié)議，因此它具有非常高的可靠性，同時(shí)它是基于 TCP 協(xié)議的<客戶端-服務(wù)器>模型發(fā)布/訂閱主題消息的輕量級協(xié)議。

1、MQTT通信模型

MQTT協(xié)議是基于客戶端-服務(wù)器模型，在協(xié)議中主要有三種身份：發(fā)布者（Publisher）、服務(wù)器（Broker） 以及訂閱者（Subscriber）。 并且消息發(fā)布者可以同時(shí)是訂閱者 。

MQTT 消息的發(fā)布者和訂閱者都是客戶端，服務(wù)器只是作為一個(gè)中轉(zhuǎn)的存在，將發(fā)布者發(fā)布的消息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)給所有訂閱該主題的訂閱者。

MQTT 客戶端的功能：

發(fā)布消息給其它相關(guān)的客戶端。

訂閱主題請求接收相關(guān)的應(yīng)用消息。

取消訂閱主題請求移除接收應(yīng)用消息。

從服務(wù)端終止連接。

MQTT 服務(wù)器常被稱為 Broker（消息代理） 。它的功能有：

接受來自客戶端的網(wǎng)絡(luò)連接請求。

接受客戶端發(fā)布的應(yīng)用消息。

處理客戶端的訂閱和取消訂閱請求。

轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用消息給符合條件的已訂閱客戶端（包括發(fā)布者自身）。

2、MQTT消息

MQTT所發(fā)的消息包含：主題+內(nèi)容，客戶端可以訂閱任意主題，若有其它客戶端發(fā)布主題時(shí)符合所訂閱的主題，就會由網(wǎng)關(guān)發(fā)送到客戶端。

「什么是主題？」

MQTT 服務(wù)器為每個(gè)連接的客戶端（訂閱者）添加一個(gè)標(biāo)簽，該標(biāo)簽與服務(wù)器中的所有訂閱相匹配， 服務(wù)器會將消息轉(zhuǎn)發(fā)給與標(biāo)簽相匹配的每個(gè)客戶端。這樣的一個(gè)標(biāo)簽就是主題。

「服務(wù)質(zhì)量：」

MQTT提供三種服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service，簡寫QoS），供開發(fā)者根據(jù)不同的情景選擇不同的服務(wù)級別：

QoS0：最多發(fā)送一次消息，在消息發(fā)送出去后，接收者不會發(fā)送回應(yīng)，發(fā)送者也不會重發(fā)消息。

QoS1：最少發(fā)送一次消息（消息最少需要送達(dá)一次，也有可送達(dá)多次）， QoS 1的 PUBLISH 報(bào)文的可變報(bào)頭中包含一個(gè)報(bào)文標(biāo)識符，需要 PUBACK 報(bào)文確認(rèn)。

QoS2：這是最高等級的服務(wù)質(zhì)量，消息丟失和重復(fù)都是不可接受的。只不過使用這個(gè)服務(wù)質(zhì)量等級會有額外的開銷，這個(gè)等級常用于支付中，因?yàn)橹Ц妒潜仨氂星覂H有一次成功，總不能沒給錢或者給了多次錢吧。

mosquitto的使用

1、mosquitto簡介

mosquitto是一款開源的MQTT消息代理（服務(wù)器）軟件，提供輕量級的，支持可發(fā)布/可訂閱的的消息推送模式，使設(shè)備對設(shè)備之間的短消息通信變得簡單，比如現(xiàn)在應(yīng)用廣泛的低功耗傳感器，手機(jī)、嵌入式計(jì)算機(jī)、微型控制器等移動設(shè)備。

2、mosquitto實(shí)踐

從以上鏈接下載mosquitto源碼，得到：

在mosquitto路徑下，依次輸入如下命令編譯：

mkdirbuild cdbuild cmake../ make

若未安裝cmake則需要自行安裝，可參考往期文章：《面試官：Linux下如何編譯C程序？》

若執(zhí)行cmake ../指令時(shí)出現(xiàn)Could NOT find OpenSSL的問題：

可輸入如下命令安裝OpenSSL（Ubuntu下）：

sudo apt-get install libssl-dev

執(zhí)行make編譯完成后，我們可以看到build目錄下的client與src文件夾下會生成一些可執(zhí)行文件：

我們重點(diǎn)關(guān)注mosquitto_pub、mosquitto_sub、mosquitto這三個(gè)可執(zhí)行文件。其中mosquitto是服務(wù)器軟件，mosquitto_pub是發(fā)布者客戶端，mosquitto_sub訂閱者客戶端。

下面我們來簡單測試一下：

其中，mosquitto_pub對應(yīng)的源文件為mosquitto/client/pub_client.c，mosquitto_sub對應(yīng)的源文件為mosquitto/client/sub_client.c，感興趣的朋友可自行閱讀學(xué)習(xí)。

這個(gè)示例其實(shí)就是兩個(gè)進(jìn)程間的通信，前提是需要一個(gè)本地代理服務(wù)器。如果需要應(yīng)用于我們嵌入式Linux中的進(jìn)程間通信，需要使用交叉編譯器編譯出一個(gè)可運(yùn)行在我們的arm板上的mosquitto服務(wù)器。

責(zé)任編輯人：CC