使用MQTT作为进程间通信的方式

小编对linux这一块的实际开发经验虽然还不是很足,但也知道进程间通信有那么几种方式:管道、消息队列、共享内存、套接字等。
某项目中使用了mqtt作为进程间的通信方式,感觉很新颖,网上好像也比较少有看到使用mqtt来作为进程间通信的方式的。这两篇笔记我们就来一起学习一下这种方式。
mqtt的一些介绍
mqtt 协议全称是 message queuing telemetry transport,翻译过来就是消息队列遥测传输协议,它是物联网常用的应用层协议,运行在 tcp/ip 中的应用层中,依赖 tcp 协议,因此它具有非常高的可靠性,同时它是基于 tcp 协议的模型发布/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。
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:
mkdirbuild cdbuild 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):
sudo apt-get install libssl-dev
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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