Qt开发笔记:mqtt介绍、QtMqtt编译和开发环境搭建
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转载自原文:https://blog.csdn.net/qq21497936/article/details/91463870 ,部分进行了修改
Qt开发专栏:开发技术(点击传送门)
《Qt开发技术:mqtt介绍、QtMqtt编译和开发环境搭建》
《Mqtt开发笔记:Mqtt服务器搭建》
前话
业务需求,需要使用到mqtt协议(中间件)。
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
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。
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。
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。
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。
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
Qt搭建MQTT编程环境
下载mqtt:https://github.com/qt/qtmqtt 下载时候需要指定与使用qt版本相同的qmqtt版本

编译mqtt(注意:使用release编译)
打开工程文件,如下图: windows版本需要在工程文件中加上
CONFIG += NO_UNIT_TESTS

构建编译,出现如下错误:perl命令无效。 此时需要下载perl安装。
直接百度perl win32或者perl x64,即有下载。下载的版本需要与qt的版本相符,比如qt是win32版本,则perl也要是win32版本才能正常编译
perl官网提供的是x64版本,win32版本貌似要收费,在百度搜索到如下win32版本链接。
此处下载32位perl:http://www.skycn.com/soft/appid/10600.html
这个是官网的perl,是x64位:https://www.activestate.com/products/perl/downloads/
安装perl时perl会自己配置环境变量,不需手动配置。安装完perl后,重新qmake qmqtt工程,如果还是出现:perl命令无效,说明perl版本还是不对,即qt版本32位要对上32,64位对上64,需要重新下。
我的qt版本是qt-opensource-windows-x86-5.14.2.exe,是mingw73_32位,用了上面的地址下的32位perl,可以编译过。只要perl版本对了,编译就可以成功,没有出现其他错误了。
编译成功后,将输出目录下的bin,include,lib文件夹拷出来放好,使用src\mqtt\下的头文件全部覆盖include文件夹下的头文件,
然后在qtcreator工程中,添加库-》添加外部库 将拷出来的mqtt库到进来使用即可。直接使用头文件
#include "QtMqtt/qmqttclient.h"即可引用。

帮助文件
帮助文件:https://doc.qt.io/QtMQTT/qtmqtt-index.html
示例:https://doc.qt.io/QtMQTT/qtmqtt-examples.html
#include <QCoreApplication>
#include <qthread.h>
#include "QtMqtt/qmqttclient.h"
#include "QtMqtt/qmqttsubscription.h"
#include "QtMqtt/qmqttmessage.h"
#include "QtMqtt/qmqtttopicfilter.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
QMqttClient client;
QThread thread;
client.moveToThread(&thread);
thread.start();
QObject::connect(&client,&QMqttClient::connected,[&](){
qDebug("mqtt is connected succ");
// 订阅和发布必须在连接上后才能使用
QMqttSubscription *sub = client.subscribe(QMqttTopicFilter("qtmqtt/topic2"));
if(sub != Q_NULLPTR)
{
QObject::connect(sub,&QMqttSubscription::stateChanged,[](QMqttSubscription::SubscriptionState state){
qDebug("subscriptionState change state[%d]",state);
});
QObject::connect(sub,&QMqttSubscription::messageReceived,[](const QMqttMessage &msg){
qDebug("recv msg name:%s,msg:%s",qPrintable(msg.topic().name()),msg.payload().data());
});
qDebug("sub reason[%s] state[%d]",qPrintable(sub->reason()),sub->state());
}
else
{
qDebug("sub is null");
}
client.publish(QMqttTopicName("qtmqtt/topic2"),"this is a test message by me");
});
QObject::connect(&client,&QMqttClient::stateChanged,[](QMqttClient::ClientState state)
{
qDebug("clent state change,state[%d]",state);
});
client.setHostname("test.mosquitto.org");
client.setPort(1883);
client.connectToHost();
//QThread::sleep(10);
// client.disconnectFromHost();
return a.exec();
}
或者封装如下:
//MqttClient .h
#ifndef MQTTCLIENT_H
#define MQTTCLIENT_H
#include <QObject>
#include <qthread.h>
#include <qmutex.h>
#include "QtMqtt/qmqttclient.h"
class MqttClient : public QObject
{
Q_OBJECT
public:
MqttClient(const QString &hostName, int port = 1883, QObject *parent = Q_NULLPTR);
~MqttClient();
void PublicMsg(const QString &topicName, const QString &msg);
void SubScribe(const QString &topicName, int qos =0);
private slots:
void RecvMsg(const QByteArray &message, const QMqttTopicName &topic);
void Connected();
void DisConnected();
void SubcribeRecvMsg(QMqttMessage msg);
void ConnectStateChange(QMqttClient::ClientState state);
void SubcribeStateChange(QMqttSubscription::SubscriptionState state);
private:
QMqttClient m_client;
QThread m_thread;
QMap<QString,QStringList> m_topicMapMsg;
QMutex m_pubMutex;
QMap<QString,int> m_topicMapQos;
QMutex m_subMutex;
};
#endif // MQTTCLIENT_H
//MqttClient .cpp
#include <qdebug.h>
#include <QMutexLocker>
#include "MqttClient.h"
MqttClient::MqttClient(const QString &hostName, int port, QObject *parent):QObject(parent)
{
m_client.setHostname(hostName);
m_client.setPort(port);
connect(&m_client,&QMqttClient::messageReceived,this,&MqttClient::RecvMsg);
connect(&m_client,&QMqttClient::connected,this,&MqttClient::Connected);
connect(&m_client,&QMqttClient::disconnected,this,&MqttClient::DisConnected);
m_client.moveToThread(&m_thread);
m_thread.start();
m_client.connectToHost();
}
MqttClient::~MqttClient()
{
m_client.disconnectFromHost();
m_thread.quit();
m_thread.wait();
m_topicMapMsg.clear();
m_topicMapQos.clear();
}
void MqttClient::PublicMsg(const QString &topicName, const QString &msg)
{
if(m_client.state() != QMqttClient::Connected)
{
qDebug()<<"clientstate err:"<<m_client.state();
QMutexLocker lock(&m_pubMutex);
m_topicMapMsg[topicName].append(msg);
return;
}
int id = m_client.publish(QMqttTopicName(topicName),msg.toUtf8());
qDebug()<<"PublicMsgId:"<<id;
}
void MqttClient::SubScribe(const QString &topicName, int qos)
{
if(m_client.state() != QMqttClient::Connected)
{
qDebug()<<"clientstate err:"<<m_client.state();
QMutexLocker lock(&m_subMutex);
m_topicMapQos[topicName] = qos;
return;
}
qDebug()<<"suscribe enter";
QMqttSubscription *sub= m_client.subscribe(QMqttTopicFilter(topicName),qos);
connect(sub,&QMqttSubscription::messageReceived, this,&MqttClient::SubcribeRecvMsg);
}
void MqttClient::RecvMsg(const QByteArray &message, const QMqttTopicName &topic)
{
qDebug()<<"client recv: topic:"<<qPrintable(topic.name())<<"msg:"<<qPrintable(message);
}
void MqttClient::Connected()
{
qDebug()<<"client connected succ";
QMutexLocker lock(&m_pubMutex);
for(auto it = m_topicMapMsg.begin(); it!=m_topicMapMsg.end(); it++)
{
for(QString &msg : it.value())
{
PublicMsg(it.key(),msg);
}
}
lock.unlock();
QMutexLocker lock1(&m_subMutex);
for(auto it = m_topicMapQos.begin(); it!=m_topicMapQos.end(); it++)
{
SubScribe(it.key(),it.value());
}
}
void MqttClient::DisConnected()
{
qDebug()<<"client disconnected succ";
}
void MqttClient::SubcribeRecvMsg(QMqttMessage msg)
{
qDebug()<<"SubcribeRecvMsg topicName:"<<msg.topic().name()<<" msg:"<<msg.payload();
}
void MqttClient::ConnectStateChange(QMqttClient::ClientState state)
{
QString stateStr;
switch(state)
{
case QMqttClient::Disconnected:
stateStr = "Disconnected";
break;
case QMqttClient::Connecting:
stateStr = "Connecting";
break;
case QMqttClient::Connected:
stateStr = "Connected";
break;
default:
stateStr = QString("unkown state:%1").arg(state);
}
qDebug()<<"client state change:"<<stateStr;
}
void MqttClient::SubcribeStateChange(QMqttSubscription::SubscriptionState state)
{
QString stateStr;
switch(state)
{
case QMqttSubscription::SubscriptionState::Unsubscribed:
stateStr = "Unsubscribed";
break;
case QMqttSubscription::SubscriptionState::SubscriptionPending:
stateStr = "SubscriptionPending";
break;
case QMqttSubscription::SubscriptionState::Subscribed:
stateStr = "Subscribed";
break;
case QMqttSubscription::SubscriptionState::UnsubscriptionPending:
stateStr = "UnsubscriptionPending";
break;
case QMqttSubscription::SubscriptionState::Error:
stateStr = "Error";
break;
default:
stateStr = QString("unkown err:%1").arg(state);
}
qDebug()<<"subcribe state change:"<<stateStr;
}
// 外部使用
#include "MqttClient.h"
MqttClient client("test.mosquitto.org")
Qt官方MQTT库的使用,附一个MqttClient例子
https://www.cnblogs.com/yexiaopeng/p/8542894.html
修改説明:
修改時間:2019年5月31日
修改内容:mqtt庫編譯的説明
-----------------------------------------------------------
开发环境:win7 64 + Qt5.9
记录时间:2018年3月11日 00:48:42
联系邮箱: yexiaopeng1992@126.com(有问题发我邮件)
一:前言
最近在调试Mqtt通讯基础上的加密,但因为Mqtt服务器是大家公用的,不能修改,所以就决定写一个Mqtt的客户端,与自己的开发板之间通信,使用客户端模拟服务器的加密。因为自己在图形编程中,自己对Qt比较熟悉,因此选择了Qt进行编程。但后来发现Qt没有集成Mqtt的组件,而使用网上大部分网友说说的emqtt作为Mqtt库的话,虽然编译没有问题,但发现使用qmqtt虽然可以连接公司的Mqtt服务器,但不能通讯。后来上Y_o_u_T_u_b_e搜索了一下,看见有Qt官方介绍Mqtt的视频,研究并写了一个小Demo测试,发现可以使用,在文末会提供下载测试。在此,便简单介绍一下,更多功能欢迎大家一起研究。
二:资料
介绍地址:https://codereview.qt-project.org/#/admin/projects/qt/qtmqtt
源码下载:git clone https://codereview.qt-project.org/qt/qtmqtt
Qt MQTT Examples:https://doc.qt.io/QtMQTT/qtmqtt-examples.html
Qt MQTT Client Example:https://doc.qt.io/QtMQTT/qtmqtt-simpleclient-example.html
三:编译生成QtMqtt的库
修改説明
當前Qt已經將MQTT的代碼上傳至github,在使用這個版本進行庫生成時,有些許差異。特此説明
github地址:https://github.com/qt/qtmqtt
下載后,打開最外層的 qtmqtt.pro項目進行構建即可。 構建中會報文件找不到的錯誤。如 <QtMqtt/qmqttglobal.h>等文件,
按照這種寫法,文件應該在Qt按照路徑下,但文件是存在 項目的 src\mqtt 路徑下。因此,在Qt安裝路徑的頭文件目錄下,新建QtMqtt目錄,將對應文件放入,重新編譯即可得到庫。
3.1 git clone https://codereview.qt-project.org/qt/qtmqtt 下载源码到本地
3.2 打开qtmqtt文件夹下的qtmqtt.pro工程
3.3 重新构建qtmqtt.pro
3.4 构建成功后,将输出文件夹中的include和lib文件夹复制到其他地方
3.4 将lib文件夹下除了libQt5Mqtt.a、libQt5Mqttd.a、Qt5Mqtt.dll、Qt5Mqttd.dll四个文件之外的文件删除
3.5 将include\QtMqtt 文件下除了qtmqttversion.h以外的.h文件,全部用qtmqtt\src\mqtt中同名的.h文件取代(include内的头文件只是指向了
qtmqtt\src\mqtt中的头文件)


四:新建自己的工程来使用QtMqtt的库
4.1 新建一个Qt工程,基于Qidget,不使用系统生成UI
4.2将第三步获得的lib和include文件夹复制到新工程的文件夹下。
4.3 修改.pro文件:
增加network模块
QT += core gui network
增加头文件搜索路径
INCLUDEPATH += ./include
增加库
4.4 根据 https://doc.qt.io/QtMQTT/qtmqtt-simpleclient-example.html 中的例子,简单写了一个先服务器发布消息的小Demo


五:代码

1 //main.cpp
2 #include "QMqttClientTool.h"
3 #include <QApplication>
4
5 int main(int argc, char *argv[])
6 {
7 QApplication a(argc, argv);
8 QMqttClientTool w;
9 w.show();
10
11 return a.exec();
12 }

//QMqttClientTool.h
#ifndef QMQTTCLIENTTOOL_H
#define QMQTTCLIENTTOOL_H
#include <QWidget>
#include "QtMqtt/QMqttClient"
#include "QPushButton"
#include "QLineEdit"
#include "QLabel"
class QMqttClientTool : public QWidget
{
Q_OBJECT
public:
QMqttClientTool(QWidget *parent = 0);
~QMqttClientTool();
QPushButton * btnConnect;//连接MQTT服务器
QPushButton * btnPublish;//发布消息
QLabel * qlbHostNameTag;
QLabel * qlbHostPortTag;
QLabel * qlbPubLishTopicTag;
QLabel * qlbPublishMessageTag;
QLineEdit * qleHostName;
QLineEdit * qleHostPort;
QLineEdit * qlePublishTopic;
QLineEdit * qlePublishMessage;
private:
QMqttClient * m_client;//mqtt client指针
private slots:
void on_btnConnect_clicked(void);//连接MQTT服务器槽函数
void on_btnPublish_clicked(void);//发布消息槽函数
};
#endif // QMQTTCLIENTTOOL_H
//QMqttClientTool.cpp
#include "QMqttClientTool.h"
#include "QDebug"
#include <QtWidgets/QMessageBox>
QMqttClientTool::QMqttClientTool(QWidget *parent)
: QWidget(parent)
{
this->setMaximumSize(600,200);
this->setMinimumSize(600,200);
m_client = new QMqttClient(this);
btnConnect = new QPushButton(this);
btnPublish = new QPushButton(this);
qlbHostNameTag = new QLabel(this);
qlbHostPortTag = new QLabel(this);
qlbPubLishTopicTag = new QLabel(this);
qlbPublishMessageTag = new QLabel(this);
qleHostName = new QLineEdit(this);
qleHostPort = new QLineEdit(this);
qlePublishTopic = new QLineEdit(this);
qlePublishMessage = new QLineEdit(this);
QFont ft;
ft.setPointSize(15);
ft.setBold(1);
qlbHostNameTag->move(6,6);
qlbHostNameTag->setText("Host");
qlbHostNameTag->setFont(ft);
qlbHostNameTag->setMaximumSize(65,35);
qlbHostNameTag->setMinimumSize(65,35);
qleHostName->move(60,6);
qleHostName->setFont(ft);
qleHostName->setMaximumSize(200,35);
qleHostName->setMinimumSize(200,35);
qlbHostPortTag->move(270,6);
qlbHostPortTag->setText("Port");
qlbHostPortTag->setFont(ft);
qlbHostPortTag->setMaximumSize(65,35);
qlbHostPortTag->setMinimumSize(65,35);
qleHostPort->move(324,6);
qleHostPort->setFont(ft);
qleHostPort->setMaximumSize(60,35);
qleHostPort->setMinimumSize(60,35);
btnConnect->move(390,6);
btnConnect->setText("Connect");
btnConnect->setFont(ft);
btnConnect->setMaximumSize(120,35);
btnConnect->setMinimumSize(120,35);
qlbPubLishTopicTag->move(6,50);
qlbPubLishTopicTag->setText("PublishTopic");
qlbPubLishTopicTag->setFont(ft);
qlbPubLishTopicTag->setMaximumSize(130,35);
qlbPubLishTopicTag->setMinimumSize(130,35);
qlePublishTopic->move(145,50);
qlePublishTopic->setFont(ft);
qlePublishTopic->setMaximumSize(240,35);
qlePublishTopic->setMinimumSize(240,35);
btnPublish->move(390,50);
btnPublish->setText("Publish");
btnPublish->setFont(ft);
btnPublish->setMaximumSize(120,35);
btnPublish->setMinimumSize(120,35);
qlbPublishMessageTag->move(6,94);
qlbPublishMessageTag->setText("PublishMessage");
qlbPublishMessageTag->setFont(ft);
qlbPublishMessageTag->setMaximumSize(160,35);
qlbPublishMessageTag->setMinimumSize(160,35);
qlePublishMessage->move(170,94);
qlePublishMessage->setFont(ft);
qlePublishMessage->setMaximumSize(400,35);
qlePublishMessage->setMinimumSize(400,35);
connect(btnConnect,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(on_btnConnect_clicked()));
connect(btnPublish,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(on_btnPublish_clicked()));
}
QMqttClientTool::~QMqttClientTool()
{
}
void QMqttClientTool::on_btnConnect_clicked()
{
//未连接服务器则连接
if (m_client->state() == QMqttClient::Disconnected) {
btnConnect->setText(tr("Disconnect"));
m_client->setHostname(qleHostName->text());
m_client->setPort(qleHostPort->text().toInt());
qleHostName->setEnabled(false);
qleHostPort->setEnabled(false);
m_client->connectToHost();
} else {//断开连接
btnConnect->setText(tr("Connect"));
qleHostName->setEnabled(true);
qleHostPort->setEnabled(true);
m_client->disconnectFromHost();
}
}
void QMqttClientTool::on_btnPublish_clicked()
{
if (m_client->publish(qlePublishTopic->text(),qlePublishMessage->text().toUtf8()) == -1)
QMessageBox::critical(this, QLatin1String("Error"), QLatin1String("Could not publish message"));
}

//QMqttClientTool.pro
#-------------------------------------------------
#
# Project created by QtCreator 2018-03-10T16:12:38
#
#-------------------------------------------------
QT += core gui network
greaterThan(QT_MAJOR_VERSION, 4): QT += widgets
TARGET = QMqttClientTool
TEMPLATE = app
# The following define makes your compiler emit warnings if you use
# any feature of Qt which has been marked as deprecated (the exact warnings
# depend on your compiler). Please consult the documentation of the
# deprecated API in order to know how to port your code away from it.
DEFINES += QT_DEPRECATED_WARNINGS
# You can also make your code fail to compile if you use deprecated APIs.
# In order to do so, uncomment the following line.
# You can also select to disable deprecated APIs only up to a certain version of Qt.
#DEFINES += QT_DISABLE_DEPRECATED_BEFORE=0x060000 # disables all the APIs deprecated before Qt 6.0.0
SOURCES += \
main.cpp \
QMqttClientTool.cpp
HEADERS += \
QMqttClientTool.h
INCLUDEPATH += ./include
win32:CONFIG(release, debug|release): LIBS += -L$$PWD/lib/ -lQt5Mqtt
else:win32:CONFIG(debug, debug|release): LIBS += -L$$PWD/lib/ -lQt5Mqttd
INCLUDEPATH += $$PWD/include
DEPENDPATH += $$PWD/include
win32-g++:CONFIG(release, debug|release): PRE_TARGETDEPS += $$PWD/lib/libQt5Mqtt.a
else:win32-g++:CONFIG(debug, debug|release): PRE_TARGETDEPS += $$PWD/lib/libQt5Mqttd.a
else:win32:!win32-g++:CONFIG(release, debug|release): PRE_TARGETDEPS += $$PWD/lib/Qt5Mqtt.lib
else:win32:!win32-g++:CONFIG(debug, debug|release): PRE_TARGETDEPS += $$PWD/lib/Qt5Mqttd.lib

六:代码下载
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