C++ MQTT用法介绍

1. 什么是MQTT

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一种基于发布-订阅模式的轻量级通信协议，最初由IBM开发，适用于物联网设备之间的通信。作为一种优雅而简单的协议，MQTT在物联网领域中得到了广泛的应用。

MQTT的特点包括：

轻量级：MQTT的协议头固定在2字节，相比其他协议如HTTP等占用的网络带宽更小。
支持发布-订阅模式：MQTT中的消息通过主题（Topic）进行发布和订阅，允许多个客户端同时订阅同一个主题。
低功耗：MQTT的协议设计注重低功耗，适合在物联网设备等资源受限的环境下使用。
可靠性：MQTT支持消息重传、持久化等机制，确保消息的可靠传输。

2. MQTT的应用场景

MQTT的应用场景非常广泛，特别适合以下情况：

物联网设备之间的通信：物联网中的传感器、控制器等设备可以通过MQTT进行数据的发布和订阅，实现设备之间的互联。
移动应用推送：通过MQTT，服务器可以将消息推送给移动终端，实现即时通知、消息推送等功能。
物联网云平台：MQTT是大部分物联网云平台的通信协议之一，通过MQTT可以实现设备与云端的通信和数据交换。

3. C++中使用MQTT

C++是一种通用的编程语言，支持丰富的网络编程库，如Boost.Asio、Poco等。在C++中使用MQTT，一般需要使用MQTT的C++客户端库。

下面介绍两个常用的C++ MQTT客户端库：Paho和Mosquitto。

3.1 Paho

Paho是一个开源的MQTT客户端库，支持多种编程语言，包括C++、Java、Python等。在C++中使用Paho，可以通过以下步骤进行：

下载Paho库：首先需要下载Paho库的C++版本，可以从其官方网站（https://www.eclipse.org/paho/clients/cpp/）上下载。
安装Paho库：将下载好的库进行解压，并按照其提供的说明进行安装。
引入Paho库：在C++项目中，引入Paho库的头文件 <mqtt/client.h> 和命名空间 mqtt。
编写代码：根据MQTT的发布或订阅需求，编写相应的代码。
- 发布消息的代码示例：

mqtt::async_client client(options.get_str("server", "tcp://localhost:1883"), options.get_str("client_id", ""));
mqtt::connect_options connOpts;
connOpts.set_keep_alive_interval(20);
connOpts.set_clean_session(true);

mqtt::message_ptr pubmsg = mqtt::make_message(topic, payload);
pubmsg->set_qos(qos);
client->publish(pubmsg)->wait_for(timeout);

订阅消息的代码示例：

mqtt::async_client client(options.get_str("server", "tcp://localhost:1883"), options.get_str("client_id", ""));
mqtt::connect_options connOpts;
connOpts.set_keep_alive_interval(20);
connOpts.set_clean_session(true);

mqtt::subscribe_options subOpts(qos);
client->subscribe(topic, subOpts)->wait();

3.2 Mosquitto

Mosquitto是一个流行的MQTT消息代理服务器，在其项目中也提供了对应的C++客户端库。使用Mosquitto的C++库，可以通过以下步骤进行：

下载Mosquitto库：首先需要下载Mosquitto库，可以从其官方网站（https://mosquitto.org/download/）上下载。
安装Mosquitto库：将下载好的库进行解压，并按照其提供的说明进行安装。
引入Mosquitto库：在C++项目中，引入Mosquitto库的头文件 <mosquitto.h>。
编写代码：根据MQTT的发布或订阅需求，编写相应的代码。
- 发布消息的代码示例：

#include <mosquitto.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    struct mosquitto *mosq = NULL;

    mosquitto_lib_init();

    mosq = mosquitto_new(NULL, true, NULL);
    if (mosq == NULL)
    {
        std::cout << "Error creating MQTT client" << std::endl;
      return 1;
    }

    mosquitto_connect(mosq, "localhost", 1883, 60);

    const char *topic = "test";
    const char *msg = "Hello, MQTT!";
    int qos = 0;
    bool retain = false;
    mosquitto_publish(mosq, NULL, topic, strlen(msg), msg, qos, retain);

    mosquitto_disconnect(mosq);
    mosquitto_destroy(mosq);
    mosquitto_lib_cleanup();

    return 0;
}

订阅消息的代码示例：

#include <mosquitto.h>

void on_message(struct mosquitto *mosq, void *userdata, const struct mosquitto_message *message)
{
    std::cout << "Received message: " << (char *)message->payload << std::endl;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    struct mosquitto *mosq = NULL;

    mosquitto_lib_init();

    mosq = mosquitto_new(NULL, true, NULL);
    if (mosq == NULL)
    {
        std::cout << "Error creating MQTT client" << std::endl;
        return 1;
    }

    mosquitto_connect(mosq, "localhost", 1883, 60);
    mosquitto_subscribe(mosq, NULL, "test", 0);

    mosquitto_message_callback_set(mosq, on_message);

    int rc = mosquitto_loop_forever(mosq, -1, 1);

    mosquitto_disconnect(mosq);
    mosquitto_destroy(mosq);
    mosquitto_lib_cleanup();

    return rc;
}