前话

  项目需求,需要使用到mqtt协议,之前编译QtMqtt库,不支持队列模式queue(点对点),只支持订阅/发布者模式.,所以使用C++ ActiveMQ实现。

 

MQTT协议

简介

  MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输协议),是一种基于发布/订阅(publish/subscribe)模式的"轻量级"通讯协议,该协议构建于TCP/IP协议上,由IBM在1999年发布。MQTT最大优点在于,可以以极少的代码和有限的带宽,为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。作为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议,使其在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。

设计原则

  • 精简,不添加可有可无的功能;
  • 发布/订阅(Pub/Sub)模式,方便消息在传感器之间传递;
  • 允许用户动态创建主题,零运维成本;
  • 把传输量降到最低以提高传输效率;
  • 把低带宽、高延迟、不稳定的网络等因素考虑在内;
  • 支持连续的会话控制;
  • 理解客户端计算能力可能很低;
  • 提供服务质量管理;
  • 假设数据不可知,不强求传输数据的类型与格式,保持灵活性。

特点

  1) 使用发布/订阅消息模式,提供一对多的消息发布,解除应用程序耦合
这一点很类似于XMPP,但是MQTT的信息冗余远小于XMPP,,因为XMPP使用XML格式文本来传递数据。
  2) 对负载内容屏蔽的消息传输
  3) 使用TCP/IP提供网络连接
主流的MQTT是基于TCP连接进行数据推送的,但是同样有基于UDP的版本,叫做MQTT-SN。这两种版本由于基于不同的连接方式,优缺点自然也就各有不同了。
  4) 有三种消息发布服务质量

  • “至多一次”,消息发布完全依赖底层TCP/IP网络。会发生消息丢失或重复。这一级别可用于如下情况,环境传感器数据,丢失一次读记录无所谓,因为不久后还会有第二次发送。这一种方式主要普通APP的推送,倘若你的智能设备在消息推送时未联网,推送过去没收到,再次联网也就收不到了。
  • “至少一次”,确保消息到达,但消息重复可能会发生。
  • “只有一次”,确保消息到达一次。在一些要求比较严格的计费系统中,可以使用此级别。在计费系统中,消息重复或丢失会导致不正确的结果。这种最高质量的消息发布服务还可以用于即时通讯类的APP的推送,确保用户收到且只会收到一次。

  5) 小型传输,开销小
(固定长度的头部是2字节),协议交换最小化,以降低网络流量。非常适合"在物联网领域,传感器与服务器的通信,信息的收集",嵌入式设备的运算能力和带宽都相对薄弱,使用这种协议来传递消息再适合不过了。
  6) 客户端异常中断的机制。

  • Last Will:即遗言机制,用于通知同一主题下的其他设备发送遗言的设备已经断开了连接。
  • Testament:遗嘱机制,功能类似于Last Will。

发布/订阅者模式

  MQTT是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议。MQTT协议是轻量、简单、开放和易于实现的,这些特点使它适用范围非常广泛。在很多情况下,包括受限的环境中,如:机器与机器(M2M)通信和物联网(IoT)。其在,通过卫星链路通信传感器、偶尔拨号的医疗设备、智能家居、及一些小型化设备中已广泛使用。
  
  从图上MQTT有三种角色的存在:

  • Broker代理:很多人理解为中间件,当然可以这样子认为。他就是一个中间件。用于处理信息并发送到相应的订阅者。
  • 发布者:用于发布信息到代理上面。注意:发布者也可以是订阅者。
  • 订阅者:就是用于接受信息的客户端。

MQTT服务器

  MQTT服务器以称为"消息代理"(Broker),可以是一个应用程序或一台设备。它是位于消息发布者和订阅者之间,它可以:

  • 接受来自客户的网络连接;
  • 接受客户发布的应用信息;
  • 处理来自客户端的订阅和退订请求;
  • 向订阅的客户转发应用程序消息。

MQTT协议中的方法

  MQTT协议中定义了一些方法(也被称为动作),来于表示对确定资源所进行操作。这个资源可以代表预先存在的数据或动态生成数据,这取决于服务器的实现。通常来说,资源指服务器上的文件或输出。主要方法有:

  • Connect:等待与服务器建立连接
  • Disconnect:等待MQTT客户端完成所作的工作,并于服务器断开TCP/IP会话
  • Subscribe:等待完成订阅
  • UnSubscribe:等待服务器取消客户端的一个活多个和topics订阅
  • Publish:MQTT客户端发送消息请求,发送完成后返回应用程序线程
 

CMS客户端

  CMS API是一种类似JMS的C ++ API,用于与Message Brokers(如Apache ActiveMQ)进行交互。CMS有助于使C ++客户端代码更整洁,更易于遵循。ActiveMQ-CPP是仅客户端库,客户端仍需要消息代理(如Apache ActiveMQ)进行通信。

下载源码

  下载当前最新的windows版本源码,下载地址如下:
  官网地址:https://activemq.apache.org/components/cms/
  CSDN下载地址:https://download.csdn.net/download/qq21497936/11233575

 

编译avtivemq-cpp

  笔者使用的是VS2017。

步骤一:解压

  将下载下来的压缩文件解压到编译的专用文件夹:
  

步骤二:VS2017载入工程文件

  使用VS2017打开VS2010的工程文件:
  
  
  编译”avtivemq-cpp”
   

步骤三:解决编译错误:“/ZI”和“/Gy-”命令行选项不兼容

  编译错误:
  
  解决方法:
  需要手动改变/Zl命令、/Gy命令:进入“项目”->“属性”->“C/C++”->“常规”->“调试信息格式”->选择“程序数据库(/Zi)”。
  
   
  需要手动改变/Zl命令、/Gy命令:进入“项目”->“属性”->“C/C++”->“代码生成”->“启用函数级链接”->选择“是(/Gy)”。
  

步骤四:继续右键工程生成

   

步骤五:解决编译错误:“无法打开包括文件:apr_pools.h”

  (需要编译Apr库,请查看后续章节“VS2017编译Apr-1.7.0库”),编译完成后,加入代码中:
   

步骤六:继续右键工程生成debug和release

  编译通过:
  
  以上编译的是debug版本,切换到release,需要再次配置包含头文件属性,然后开始编译,耗费一定时间(约15-30分钟)。
  

  

步骤七:头文件以及库文件归类

  
  lib太大,无法上传。

 

VS2017编译Apr-1.7.0库

  Active mq依赖一些额外的库,在源码的根目录下的REAEDME.txt中有介绍,如下图:
  

步骤一:下载部署

  Apr下载地址:http://apr.apache.org/download.cgi
  CSDN下载地址:https://download.csdn.net/download/qq21497936/11233615
  
  下载源码解压到专用的编译文件夹:
  

步骤二:CMake配置工程

  需要使用到CMake。
  CMake是一个工程文件生成工具。用户可以使用预定义好的CMake脚本,根据自己配置选择开发环境(像是Visual Studio, Code::Blocks, Eclipse)生成不同IDE的工程文件。
  cmake下载地址:http://download.csdn.net/download/qq21497936/10154545
  

  解压后直接运行cmake-gui.exe
  
  使用cmake生成apr的2017工程文件:
  

步骤三:CMake生成工程

  

  CMake顺利生成。
  

步骤四:VS2017打开工程

  使用VS2017打开工程文件:
  

  

步骤五:编译

  右键“All_BUILD”属性,点击“生成”,编程成功,如下图:
  

步骤六:头文件与库文件归类

  拿到apr.h头文件,该头文件在源码中是没有的,更具目标编译版本生成的。
  

  头文件include拷贝出来,需要将上面的apr.h拷贝进去
  

  库文件:
  

  封装好:
  
  提供CSDN下载
  VS2017 32位的:https://download.csdn.net/download/qq21497936/11234064
  VS2017 64位的:https://download.csdn.net/download/qq21497936/11234064

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