如何在windows上用C语言实现MQTT协议

如何在windows上用C语言实现MQTT协议,第1张

C语言是一门通用计算机编程语言,广泛应用于底层开发。C语言的设计目标是提供一种能以简易的方式编译、处理低级存储器、产生少量的机器码以及不需要任何运行环境支持便能运行的编程语言。

尽管C语言提供了许多低级处理的功能,但仍然保持着良好跨平台的特性,以一个标准规格写出的C语言程序可在许多电脑平台上进行编译,甚至包含一些嵌入式处理器(单片机或称MCU)以及超级电脑等作业平台。

二十世纪八十年代,为了避免各开发厂商用的C语言语法产生差异,由美国国家标准局为C语言制定了一套完整的美国国家标准语法,称为ANSI C,作为C语言最初的标准。 目前2011年12月8日,国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)发布的C11标准是C语言的第三个官方标准,也是C语言的最新标准,该标准更好的支持了汉字函数名和汉字标识符,一定程度上实现了汉字编程。

C语言是一门面向过程的计算机编程语言,与C++,Java等面向对象的编程语言有所不同。

其编译器主要有Clang、GCC、WIN-TC、SUBLIME、MSVC、Turbo C等。

根据接口文档订阅MQTT消息,没有接收到消息;

使用>

MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输)是轻量级基于代理的发布/订阅的消息传输协议,设计思想是开放、简单、轻量、易于实现。这些特点使它适用于受限环境。例如:

①网络代价昂贵,带宽低、不可靠。

②在嵌入设备中运行,处理器和内存资源有限。

该协议的特点有:

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。

②对负载内容屏蔽的消息传输。

③使用 TCP/IP 提供网络连接。

④有三种消息发布服务质量:

⑤"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。

⑥"至少一次",确保消息到达,但消息重复可能会发生。

⑦"只有一次",确保消息到达一次。这一级别可用于如下情况,在计费系统中,消息重复或丢失会导致不正确的结果。

⑧小型传输,开销很小(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。

⑨使用 Last Will 和 Testament 特性通知有关各方客户端异常中断的机制。

WebSocket则提供使用一个TCP连接进行双向通讯的机制,包括网络协议和API,以取代网页和服务器采用>

1Socket是对TCP/IP协议的封装,Socket本身并不是协议,而是一个调用接口(API),通过Socket,我们才能使用TCP/IP协议。

2MQTT协议是应用层协议不依赖长连接,适合弱网络。通过topic缓存信息。符合物联网设备的使用场景。因为通过topic缓存信息,因此可以实现通过topic与多个端的一对多连接,而不是设备与设备的多对多连接,节省了能耗及带宽。

MQTT的心跳,及非信息的报文,较Websocket更少,更节省带宽及能耗。更适用于物理网的多种网络协议。

3WebSocket和>

简单回答一下,MQTT(MQTelemetryTransport)是针对物联网而设计的,如手机对家里的智能开关,而WebSocket是针对浏览器与服务器之间而设计的两者基本上是两个世界的东西

MQTT只是一个接口,让两个"物件"能够透过TCP协议通讯,但并没有规定(在应用层面上)通讯中要怎样"对答",如pop3邮件伺服器会有:

S:220我是xxx服务器

C:HELOmyServer

S:250Nicetomeetyou

C:authlogin

这些是没有硬性被定义的,两个"物件"之间要怎_"聊天",由你自己来定

WebSocket则是一个>

以上,只是很概念的说法,便於你理解,详细你得自己翻下文献了

客户端有两种接口:

主要区别:1 为同步接口,2 为异步接口。

异步接口,提供非阻塞式的方法,后台处理任务,以连接为例,连接到MQTT server是一个耗时 *** 作,非阻塞方式在后台进行连接的时候,可以通知调用方,连接busy的状态。

非阻塞方式在时间驱动型程序和图形界面程序中较为多用,不会影响UI线程的绘制。

举例:连接,同步方式

连接,异步方式

异步回调中如果需要使用context上下文,可以通过异步方法传入,最终可在回调中,返回给调用方。

同步阻塞方法

与异步client相似, ~~ 表示同上

Android client的主要实现类,extends BroadcastReceiver ,实现 IMqttAsyncClient

通过 Android的service服务于 MQTT服务进行通信。提供了包含 一下方法的简单易用的MQTT 客户端:

主要进行的 *** 作:

创建连接

消息重发机制:在发送消息的时候,如果期间连接中断或client停止,消息会在满足所有以下条件且再次创建连接后,被已设定好的QoS被发送。

关于Topic

方式1:

方式2:

省略了方式1的 MqttMessage 的构造。

注意:

机制:

订阅单一Topic

订阅多个Topic

优势:优化比逐一订阅

取消订阅与订阅是相反的,取消订阅需要在服务端收到取消后,查询是否有match的订阅,然后移除。

取消订阅

取消多个订阅

注意:

断线时候消息发送的机制:

方式1:

方式2:带超时机制

方式3:带回调

在客户端stop的时候,可能还有未发送的message,这种情况下,可以通过 getPendingDeliveryTokens 方法在客户端重启后获取为发送消息(in-flight message)的token,从而追踪这些消息的状态。

替代方法:MqttCallback中的deliveryComplete 也可以获取到消息送达的状态。

注意:

设置 MqttTraceHandler ,和使能在service中trace的功能

MqttTraceCallback 是最简单的 MqttTraceHandler 的实现,直接输出到Android的Logcat

使用 BroadcastReceiver 的方式接收从 MqttService 的返回消息:

具体以sub的消息接收为参考(messageArrivedAction):

从SparseArray的tokenMap中移除token:

注意:

1、 什么是MQTT

MQTT(MessageQueueing Telemetry Transport Protocol)的全称是消息队列遥感传输协议的缩写,是由IBM公司推出的一种基于轻量级代理的发布/订阅模式的消息传输协议,运行在TCP协议栈之上,为其提供有序、可靠、双向连接的网络连接保证。由于其开放、简单和易于实现所以能够应用在资源受限的环境中,对于M2M和物联网应用程序来说是一个相当不错的选择。

2、 为什么要用MQTT?

MQTT协议是针对如下情况设计的:

M2M(Machine to Machine) communication,机器端到端通信,比如传感器之间的数据通讯 因为是Machine to Machine,需要考虑: Machine,或者叫设备,比如温度传感器,硬件能力很弱,协议要考虑尽量小的资源消耗,比如计算能力和存储等 M2M可能是无线连接,网络不稳定,带宽也比较小

MQTT的特点:

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1 这里是列表文本XMPP,但是MQTT的信息冗余远小于XMPP

对负载内容屏蔽的消息传输。

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。

三种消息传输方式QoS:

0代表“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。

1代表“至少一次”,确保消息到达,但消息重复可能会发生。

2代表“只有一次”,确保消息到达一次。这一级别可用于如下情况,在计费系统中,消息重复或丢失会导致不正确的结果。 备注:由于服务端采用Mosca实现,Mosca目前只支持到QoS 1

如果发送的是临时的消息,例如给某topic所有在线的设备发送一条消息,丢失的话也无所谓,0就可以了(客户端登录的时候要指明支持的QoS级别,同时发送消息的时候也要指明这条消息支持的QoS级别),如果需要客户端保证能接收消息,需要指定QoS为1,如果同时需要加入客户端不在线也要能接收到消息,那么客户端登录的时候要指定session的有效性,接收离线消息需要指定服务端要保留客户端的session状态。

mqtt基于订阅者模型架构,客户端如果互相通信,必须在同一订阅主题下,即都订阅了同一个topic,客户端之间是没办法直接通讯的。订阅模型显而易见的好处是群发消息的话只需要发布到topic,所有订阅了这个topic的客户端就可以接收到消息了。

发送消息必须发送到某个topic,重点说明的是不管客户端是否订阅了该topic都可以向topic发送了消息,还有如果客户端订阅了该主题,那么自己发送的消息也会接收到。

小型传输,开销很小(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。这就是为什么在介绍里说它非常适合“在物联网领域,传感器与服务器的通信,信息的收集”,要知道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。

使用Last Will和Testament特性通知有关各方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 。

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