Mqtt开发笔记：windows下C++ ActiveMQ客户端介绍、编译和使用

前话

  项目需求，需要使用到mqtt协议，之前编译QtMqtt库，不支持队列模式queue（点对点），只支持订阅/发布者模式.，所以使用C++ ActiveMQ实现。

 

MQTT协议

简介

  MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议），是一种基于发布/订阅（publish/subscribe）模式的"轻量级"通讯协议，该协议构建于TCP/IP协议上，由IBM在1999年发布。MQTT最大优点在于，可以以极少的代码和有限的带宽，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。作为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议，使其在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。

设计原则

• 精简，不添加可有可无的功能；
• 发布/订阅（Pub/Sub）模式，方便消息在传感器之间传递；
• 允许用户动态创建主题，零运维成本；
• 把传输量降到最低以提高传输效率；
• 把低带宽、高延迟、不稳定的网络等因素考虑在内；
• 支持连续的会话控制；
• 理解客户端计算能力可能很低；
• 提供服务质量管理；
• 假设数据不可知，不强求传输数据的类型与格式，保持灵活性。

特点

  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
这一点很类似于XMPP，但是MQTT的信息冗余远小于XMPP，,因为XMPP使用XML格式文本来传递数据。
  2) 对负载内容屏蔽的消息传输
  3) 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。
  4) 有三种消息发布服务质量

• “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。这一种方式主要普通APP的推送，倘若你的智能设备在消息推送时未联网，推送过去没收到，再次联网也就收不到了。
• “至少一次”，确保消息到达，但消息重复可能会发生。
• “只有一次”，确保消息到达一次。在一些要求比较严格的计费系统中，可以使用此级别。在计费系统中，消息重复或丢失会导致不正确的结果。这种最高质量的消息发布服务还可以用于即时通讯类的APP的推送，确保用户收到且只会收到一次。

  5) 小型传输，开销小
（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。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"，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。
  6) 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。

发布/订阅者模式

  MQTT是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议。MQTT协议是轻量、简单、开放和易于实现的，这些特点使它适用范围非常广泛。在很多情况下，包括受限的环境中，如：机器与机器（M2M）通信和物联网（IoT）。其在，通过卫星链路通信传感器、偶尔拨号的医疗设备、智能家居、及一些小型化设备中已广泛使用。
  
  从图上MQTT有三种角色的存在：

• Broker代理：很多人理解为中间件，当然可以这样子认为。他就是一个中间件。用于处理信息并发送到相应的订阅者。
• 发布者：用于发布信息到代理上面。注意：发布者也可以是订阅者。
• 订阅者：就是用于接受信息的客户端。

MQTT服务器

  MQTT服务器以称为"消息代理"（Broker），可以是一个应用程序或一台设备。它是位于消息发布者和订阅者之间，它可以：

• 接受来自客户的网络连接；
• 接受客户发布的应用信息；
• 处理来自客户端的订阅和退订请求；
• 向订阅的客户转发应用程序消息。

MQTT协议中的方法

  MQTT协议中定义了一些方法（也被称为动作），来于表示对确定资源所进行操作。这个资源可以代表预先存在的数据或动态生成数据，这取决于服务器的实现。通常来说，资源指服务器上的文件或输出。主要方法有：

• Connect：等待与服务器建立连接
• Disconnect：等待MQTT客户端完成所作的工作，并于服务器断开TCP/IP会话
• Subscribe：等待完成订阅
• UnSubscribe：等待服务器取消客户端的一个活多个和topics订阅
• Publish：MQTT客户端发送消息请求，发送完成后返回应用程序线程

 

CMS客户端

  CMS API是一种类似JMS的C ++ API，用于与Message Brokers（如Apache ActiveMQ）进行交互。CMS有助于使C ++客户端代码更整洁，更易于遵循。ActiveMQ-CPP是仅客户端库，客户端仍需要消息代理（如Apache ActiveMQ）进行通信。

下载源码

  下载当前最新的windows版本源码，下载地址如下：
  官网地址：https://activemq.apache.org/components/cms/
  CSDN下载地址：https://download.csdn.net/download/qq21497936/11233575

 

编译avtivemq-cpp

  笔者使用的是VS2017。

步骤一：解压

  将下载下来的压缩文件解压到编译的专用文件夹：
  

步骤二：VS2017载入工程文件

  使用VS2017打开VS2010的工程文件：
  
  
  编译”avtivemq-cpp”
   

步骤三：解决编译错误：“/ZI”和“/Gy-”命令行选项不兼容

  编译错误：
  
  解决方法：
  需要手动改变/Zl命令、/Gy命令：进入“项目”->“属性”->“C/C++”->“常规”->“调试信息格式”->选择“程序数据库(/Zi)”。
  
   
  需要手动改变/Zl命令、/Gy命令：进入“项目”->“属性”->“C/C++”->“代码生成”->“启用函数级链接”->选择“是(/Gy)”。
  

步骤四：继续右键工程生成

   

步骤五：解决编译错误：“无法打开包括文件：apr_pools.h”

  （需要编译Apr库，请查看后续章节“VS2017编译Apr-1.7.0库”），编译完成后，加入代码中：
   

步骤六：继续右键工程生成debug和release

  编译通过：
  
  以上编译的是debug版本，切换到release，需要再次配置包含头文件属性，然后开始编译，耗费一定时间（约15-30分钟）。
  

  

步骤七：头文件以及库文件归类

  
  lib太大，无法上传。

 

VS2017编译Apr-1.7.0库

  Active mq依赖一些额外的库，在源码的根目录下的REAEDME.txt中有介绍，如下图：
  

步骤一：下载部署

  Apr下载地址：http://apr.apache.org/download.cgi
  CSDN下载地址：https://download.csdn.net/download/qq21497936/11233615
  
  下载源码解压到专用的编译文件夹：
  

步骤二：CMake配置工程

  需要使用到CMake。
  CMake是一个工程文件生成工具。用户可以使用预定义好的CMake脚本，根据自己配置选择开发环境（像是Visual Studio, Code::Blocks, Eclipse）生成不同IDE的工程文件。
  cmake下载地址：http://download.csdn.net/download/qq21497936/10154545
  

  解压后直接运行cmake-gui.exe
  
  使用cmake生成apr的2017工程文件：
  

步骤三：CMake生成工程

  

  CMake顺利生成。
  

步骤四：VS2017打开工程

  使用VS2017打开工程文件：
  

  

步骤五：编译

  右键“All_BUILD”属性，点击“生成”，编程成功，如下图：
  

步骤六：头文件与库文件归类

  拿到apr.h头文件，该头文件在源码中是没有的，更具目标编译版本生成的。
  

  头文件include拷贝出来，需要将上面的apr.h拷贝进去
  

  库文件：
  

  封装好：
  
  提供CSDN下载
  VS2017 32位的：https://download.csdn.net/download/qq21497936/11234064
  VS2017 64位的：https://download.csdn.net/download/qq21497936/11234064