虽然小编在Linux开发方面的经验有限,但也知道在进程间通信方面有几种常见的方式,比如管道、消息队列、共享内存和套接字等。
在某个项目中,使用了MQTT作为进程间通信的方式,这种方式给人一种新颖的感觉,网上也很少见到使用MQTT作为进程间通信的方式。在接下来的两篇笔记中,我们将一起学习一下这种方式。
MQTT的简介
“
“以下介绍内容来自《[野火]《LwIP应用开发实战指南》”
”
MQTT协议,全称为Message Queuing Telemetry Transport,翻译过来就是消息队列遥测传输协议。它是一种常用于物联网的应用层协议,运行在TCP/IP协议栈的应用层。MQTT依赖于TCP协议,因此具有非常高的可靠性。同时,它是一种基于TCP的轻量级协议,用于发布/订阅模型的主题消息。
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:
“
❝
https://gitee.com/zhengnianli/mosquitto
❞
”
或
“
❝
https://github.com/eclipse/mosquitto
❞
”
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):
“
❝
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。
以上就是本次的分享,下一篇我们再一起看更具体的实例。如有错误,欢迎指出,谢谢!
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