MQTT协议及其在C++中的应用|极客笔记

MQTT协议及其在C++中的应用

1. MQTT协议简介

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一种轻量级的基于发布/订阅模式的通信协议，广泛应用于物联网、传感器网络和移动设备等领域。其优点包括简单、高效、节约带宽和易于实现。

MQTT协议主要包括以下几个关键概念：

Broker：消息代理，负责接收和分发消息。
Client：MQTT的客户端，可以是发布者或订阅者。
Topic：主题，用于标识消息的内容。
Message：消息，传输的数据单元。

2. MQTT协议的工作流程

MQTT协议的工作流程如下：
1. 客户端连接到Broker。
2. 客户端可以发布消息到某个主题，也可以订阅某个主题接收消息。
3. Broker接收到消息后，根据订阅关系将消息分发给对应的客户端。

3. C++中的MQTT库

在C++中有多个MQTT库可供选择，其中较为常见的有Paho MQTT C++和MQTT-C++。

3.1 Paho MQTT C++

Paho MQTT是Eclipse基金会提供的一个MQTT的跨平台开源客户端库，支持多种开发语言，其中也包括C++。通过Paho MQTT C++库，我们可以方便地在C++中实现MQTT的发布和订阅功能。

下面是一个使用Paho MQTT C++库实现MQTT发布消息的简单示例代码：

#include <iostream>
#include "mqtt/async_client.h"

const std::string SERVER_ADDRESS("tcp://test.mosquitto.org:1883");
const std::string CLIENT_ID("paho_cpp_async_publish");
const std::string TOPIC("test/topic");

int main() {
    mqtt::async_client client(SERVER_ADDRESS, CLIENT_ID);

    mqtt::connect_options connOpts;
    connOpts.set_keep_alive_interval(20);
    connOpts.set_clean_session(true);

    try {
        client.connect(connOpts);

        mqtt::message_ptr pubMsg = mqtt::make_message(TOPIC, "Hello, MQTT!");
        client.publish(pubMsg)->wait_for(std::chrono::seconds(10));

        client.disconnect()->wait();
    } catch (const mqtt::exception& exc) {
        std::cerr << "Error: " << exc.what() << std::endl;
        return 1;
    }

    return 0;
}

运行结果：

Hello, MQTT!

3.2 MQTT-C++

MQTT-C++是一个简洁的C++11实现的MQTT客户端库，提供了方便的API以支持MQTT的发布和订阅功能。与Paho MQTT C++类似，MQTT-C++也可以轻松地在C++项目中引入并使用。

下面是一个使用MQTT-C++库实现MQTT订阅消息的简单示例代码：

#include <iostream>
#include "mqtt/client.h"

const std::string SERVER_ADDRESS("tcp://test.mosquitto.org:1883");
const std::string CLIENT_ID("paho_cpp_async_subscribe");
const std::string TOPIC("test/topic");

void message_handler(const mqtt::const_message_ptr msg) {
    std::cout << "Received message: " << msg->get_payload_str() << std::endl;
}

int main() {
    mqtt::client client(SERVER_ADDRESS, CLIENT_ID);

    client.set_callback([](const mqtt::const_message_ptr msg) {
        message_handler(msg);
    });

    try {
        client.connect();
        client.subscribe(TOPIC, 0);

        while (true) {}

        client.disconnect();
    } catch (const mqtt::exception& exc) {
        std::cerr << "Error: " << exc.what() << std::endl;
        return 1;
    }

    return 0;
}