统信UOS系统开发笔记（八）：在统信UOS上编译搭建mqtt基础环境(版本使用QMQTT::Clinet)

前言

  统信uos使用到mqtt开发，需要重新编译mqtt，本篇描述统信uos20上的mqtt源码编译和环境搭建。

 

注意

  这里下载的mqtt版本与其他几篇文章的不同，这里是使用QMQTT::CLIENT来操作的，这里笔者已知Qt的版本分为两个：一个是QMQTT::QMQTTCLIENT，一个是QTMQTT:CLIENT，对应不同的类和方式，请根据需求选择）
  

  

 

相关博客

  《Mqtt开发笔记：Mqtt服务器搭建》
  《Qt开发技术：mqtt介绍、QtMqtt编译和开发环境搭建]》
  《Mqtt开发笔记：windows下C++ ActiveMQ客户端介绍、编译和使用》

 

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

 

统信UOS系统版本

  系统版本：
  

 

Qt编译Mqtt（uos系统）

  Qt在5,10版本开始支持mqtt，但是也没有集成到安装包里面，需要自己下载编译。（也使用Qt5.9.3可以运行mqtt）
  Qt提供的qtmqtt库不支持queue方式（点对点），只支持订阅/发布者模式。

步骤一：下载mqtt，copy解压至目标系统（本步骤废了）

  下载地址：https://codereview.qt-project.org/admin/repos/qt%2Fqtmqtt,general
  指令：

git clone "https://codereview.qt-project.org/qt/qtmqtt"

   

  （PS：当前时间为2023年6月16日，此时下下来的qtmqtt已经更新为使用CMakeList去配置编译的版本了，博主同类其他博客的qtmqtt版本是.pro版本的）
  

  这里查看“入坑一”，我们是qt5版本，所以git下载的无用，现在切换到qt的源码下载，去下载对应版本的mqtt模块。

步骤二：qt源码去下载mqtt模块源码，解压至目标系统

  这里因为要下载对应版本的qtmqtt，还得挑版本了。
  不好下，github找了个版本：https://github.com/emqx/qmqtt
  

  这个既支持pro也支持cmake，下下来，放过去解压：
  

步骤三：使用QtQCreator打开pro工程编译

  

  调整为release，这个错误跟我们之前其他版本博客在此处编译得结果错误是一致得，所以下载新的试错了，证明是一样的。
  

  清空后，单独构建mqtt库，也是一样：
  

  经研究，发现问题是没有创建文件 Qt5Mqtt。当在…/qtmqtt/src/mqtt/.pch路径上手动创建Qt5Mqtt文件时，则解决了。
  

  然后，轻而易举的就成功了：
  

  然后把debug也编译了，进行模块化。

 

部署mqtt模块到qt

  此处有三种方式，第一种是直接将源码代入工程，第二种是以模块的形式直接将其部署到qt的安装目录中去，第三种是直接添加库和头文件使用，我们使用将第一种方式，将其添加到Qt安装库的安装目录中去，至于第二种方式可以查看《Qt开发技术：mqtt介绍、QtMqtt编译和开发环境搭建》。
  前面可以编译成库，那么代码就是可以直接融入源码的：

步骤一：新建mqttClientDemo工程

  

步骤二：提取源码中的mqtt模块融入

  提取qtmqtt源码中的一个，将其当作一个普通的代码模块加入新工程的modules，引入其qmqtt.pri文件：
  

步骤三：编译报错，添加网络模块

  编译报错找不到QHostAddress，缺失网络模块模块，添加网络模块

QT += network

  在提取的源码的.pri中添加：
  

  然后编译。

步骤四：编译报错，函数定义找不到

  

  查看“入坑二”，因为之前是库，使用了PRIVATE_HEADERS，现在是源码融入，都换成HEADERS，如下图：
  

  让头文件出来：
  

  继续编译。

步骤五：编译通过

  

  源码融入编译通过，这样后续加入mqtt模块换系统或者版本就不需要去重新编译了，比较适合笔者。

步骤六：优化下部署模块

  新建mqttClientManager管理模块（先用一个空管理类来占位），用该模块来包含mqtt源码。
  

 

模块化部署

  

 

工程模板

  

 

入坑

入坑一：下载最新的版本不支持qt5，支持qt6

问题

  Git下来的最新的版本不支持qt5，支持qt6
  

原因

  Q6改为cmake编译了，qt5为qmake，笔者是qt5

解决

  这个版本mqtt放弃，寻找最后一个支持qt5的mqtt版本。

入坑二：找不到mqtt头文件

问题

  源码都包含了还是找不到

原因

  要将私有头文件宏改为头文件宏

解决

  

入坑三：老版本尝试融入qt5.12.8编译无法通过

问题和原因

  

解决

  无需解决，指示出问题，请下载对应的版本