mqtt客户端工具_如何在 Rust 中使用 MQTT

Rust 是由 Mozilla 主导开发的通用、编译型编程语言。该语言的设计准则为：安全、并发、实用，支持函数式、并发式、过程式以及面向对象的编程风格。Rust 速度惊人且内存利用率极高。由于没有运行时和垃圾回收，它能够胜任对性能要求特别高的服务，可以在嵌入式设备上运行，还能轻松和其他语言集成。Rust 丰富的类型系统和所有权模型保证了内存安全和线程安全，让您在编译期就能够消除各种各样的错误。

MQTT 是一种基于发布/订阅模式的 轻量级物联网消息传输协议 ，可以用极少的代码和带宽为联网设备提供实时可靠的消息服务，它广泛应用于物联网、移动互联网、智能硬件、车联网、电力能源等行业。

本文主要介绍如何在 Rust 项目中使用 paho-mqtt 客户端库，实现客户端与 MQTT 服务器的连接、订阅、取消订阅、收发消息等功能。

项目初始化

本项目使用 Rust 1.44.0 进行开发测试，并使用 Cargo 1.44.0 包管理工具进行项目管理，读者可用如下命令查看当前的 Rust 版本。

~ rustc --version
rustc 1.44.0 (49cae5576 2020-06-01)

选择 MQTT 客户端库

paho-mqtt 是目前 Rust 中，功能完善且使用较多的 MQTT 客户端，最新的 0.7.1 版本支持 MQTT v5、3.1.1、3.1，支持通过标准 TCP、SSL / TLS、WebSockets 传输数据，QoS 支持 0、1、2 等。

初始化项目

执行以下命令创建名为 mqtt-example 的 Rust 新项目。

~ cargo new mqtt-exampleCreated binary (application) `mqtt-example` package

编辑项目中的 Cargo.toml 文件，在 dependencies 中添加 paho-mqtt 库的地址，以及指定订阅、发布代码文件对应的二进制文件。

[dependencies]
paho-mqtt = { git = "https://github.com/eclipse/paho.mqtt.rust.git", branch = "master" }[[bin]]
name = "sub"
path = "src/sub/main.rs"[[bin]]
name = "pub"
path = "src/pub/main.rs"

Rust MQTT 的使用

创建客户端连接

本文将使用 EMQ X 提供的免费公共 MQTT 服务器作为测试连接的 MQTT 服务器，该服务基于 EMQ X 的 MQTT 物联网云平台创建。服务器接入信息如下：

Broker: http://broker.emqx.io
TCP Port: 1883
Websocket Port: 8083

配置 MQTT Broker 连接参数

配置 MQTT Broker 连接地址(包括端口)、topic (这里我们配置了两个 topic )，以及客户端 id。

const DFLT_BROKER:&str = "tcp://broker.emqx.io:1883";
const DFLT_CLIENT:&str = "rust_publish";
const DFLT_TOPICS:&[&str] = &["rust/mqtt", "rust/test"];

编写 MQTT 连接代码

编写 MQTT 连接代码，为了提升使用体验，可在执行二进制文件时通过命令行参数的形式传入连接地址。通常我们需要先创建一个客户端，然后将该客户端连接到 broker.emqx.io。

let host = env::args().nth(1).unwrap_or_else(||DFLT_BROKER.to_string()
);// Define the set of options for the create.
// Use an ID for a persistent session.
let create_opts = mqtt::CreateOptionsBuilder::new().server_uri(host).client_id(DFLT_CLIENT.to_string()).finalize();// Create a client.
let cli = mqtt::Client::new(create_opts).unwrap_or_else(|err| {println!("Error creating the client: {:?}", err);process::exit(1);
});// Define the set of options for the connection.
let conn_opts = mqtt::ConnectOptionsBuilder::new().keep_alive_interval(Duration::from_secs(20)).clean_session(true).finalize();// Connect and wait for it to complete or fail.
if let Err(e) = cli.connect(conn_opts) {println!("Unable to connect:nt{:?}", e);process::exit(1);
}

发布消息

这里我们总共发布五条消息，根据循环的奇偶性，分别向 rust/mqtt、 rust/test 这两个主题发布。

for num in 0..5 {let content =  "Hello world! ".to_string() + &num.to_string();let mut msg = mqtt::Message::new(DFLT_TOPICS[0], content.clone(), QOS);if num % 2 == 0 {println!("Publishing messages on the {:?} topic", DFLT_TOPICS[1]);msg = mqtt::Message::new(DFLT_TOPICS[1], content.clone(), QOS);} else {println!("Publishing messages on the {:?} topic", DFLT_TOPICS[0]);}let tok = cli.publish(msg);if let Err(e) = tok {println!("Error sending message: {:?}", e);break;}
}

订阅消息

在客户端连接之前，需要先初始化消费者。这里我们会循环处理消费者中的消息队列，并打印出订阅的 topic 名称及接收到的消息内容。

fn subscribe_topics(cli: &mqtt::Client) {if let Err(e) = cli.subscribe_many(DFLT_TOPICS, DFLT_QOS) {println!("Error subscribes topics: {:?}", e);process::exit(1);}
}fn main() {...// Initialize the consumer before connecting.let rx = cli.start_consuming();...// Subscribe topics.subscribe_topics(&cli);println!("Processing requests...");for msg in rx.iter() {if let Some(msg) = msg {println!("{}", msg);}else if !cli.is_connected() {if try_reconnect(&cli) {println!("Resubscribe topics...");subscribe_topics(&cli);} else {break;}}}...
}

完整代码

消息发布代码

use std::{env,process,time::Duration
};extern crate paho_mqtt as mqtt;const DFLT_BROKER:&str = "tcp://broker.emqx.io:1883";
const DFLT_CLIENT:&str = "rust_publish";
const DFLT_TOPICS:&[&str] = &["rust/mqtt", "rust/test"];
// Define the qos.
const QOS:i32 = 1;fn main() {let host = env::args().nth(1).unwrap_or_else(||DFLT_BROKER.to_string());// Define the set of options for the create.// Use an ID for a persistent session.let create_opts = mqtt::CreateOptionsBuilder::new().server_uri(host).client_id(DFLT_CLIENT.to_string()).finalize();// Create a client.let cli = mqtt::Client::new(create_opts).unwrap_or_else(|err| {println!("Error creating the client: {:?}", err);process::exit(1);});// Define the set of options for the connection.let conn_opts = mqtt::ConnectOptionsBuilder::new().keep_alive_interval(Duration::from_secs(20)).clean_session(true).finalize();// Connect and wait for it to complete or fail.if let Err(e) = cli.connect(conn_opts) {println!("Unable to connect:nt{:?}", e);process::exit(1);}// Create a message and publish it.// Publish message to 'test' and 'hello' topics.for num in 0..5 {let content =  "Hello world! ".to_string() + &num.to_string();let mut msg = mqtt::Message::new(DFLT_TOPICS[0], content.clone(), QOS);if num % 2 == 0 {println!("Publishing messages on the {:?} topic", DFLT_TOPICS[1]);msg = mqtt::Message::new(DFLT_TOPICS[1], content.clone(), QOS);} else {println!("Publishing messages on the {:?} topic", DFLT_TOPICS[0]);}let tok = cli.publish(msg);if let Err(e) = tok {println!("Error sending message: {:?}", e);break;}}// Disconnect from the broker.let tok = cli.disconnect(None);println!("Disconnect from the broker");tok.unwrap();
}

消息订阅代码

为了提升使用体验，消息订阅做了断开重连的处理，并在重新建立连接后对主题进行重新订阅。

use std::{env,process,thread,time::Duration
};extern crate paho_mqtt as mqtt;const DFLT_BROKER:&str = "tcp://broker.emqx.io:1883";
const DFLT_CLIENT:&str = "rust_subscribe";
const DFLT_TOPICS:&[&str] = &["rust/mqtt", "rust/test"];
// The qos list that match topics above.
const DFLT_QOS:&[i32] = &[0, 1];// Reconnect to the broker when connection is lost.
fn try_reconnect(cli: &mqtt::Client) -> bool
{println!("Connection lost. Waiting to retry connection");for _ in 0..12 {thread::sleep(Duration::from_millis(5000));if cli.reconnect().is_ok() {println!("Successfully reconnected");return true;}}println!("Unable to reconnect after several attempts.");false
}// Subscribes to multiple topics.
fn subscribe_topics(cli: &mqtt::Client) {if let Err(e) = cli.subscribe_many(DFLT_TOPICS, DFLT_QOS) {println!("Error subscribes topics: {:?}", e);process::exit(1);}
}fn main() {let host = env::args().nth(1).unwrap_or_else(||DFLT_BROKER.to_string());// Define the set of options for the create.// Use an ID for a persistent session.let create_opts = mqtt::CreateOptionsBuilder::new().server_uri(host).client_id(DFLT_CLIENT.to_string()).finalize();// Create a client.let mut cli = mqtt::Client::new(create_opts).unwrap_or_else(|err| {println!("Error creating the client: {:?}", err);process::exit(1);});// Initialize the consumer before connecting.let rx = cli.start_consuming();// Define the set of options for the connection.let lwt = mqtt::MessageBuilder::new().topic("test").payload("Consumer lost connection").finalize();let conn_opts = mqtt::ConnectOptionsBuilder::new().keep_alive_interval(Duration::from_secs(20)).clean_session(false).will_message(lwt).finalize();// Connect and wait for it to complete or fail.if let Err(e) = cli.connect(conn_opts) {println!("Unable to connect:nt{:?}", e);process::exit(1);}// Subscribe topics.subscribe_topics(&cli);println!("Processing requests...");for msg in rx.iter() {if let Some(msg) = msg {println!("{}", msg);}else if !cli.is_connected() {if try_reconnect(&cli) {println!("Resubscribe topics...");subscribe_topics(&cli);} else {break;}}}// If still connected, then disconnect now.if cli.is_connected() {println!("Disconnecting");cli.unsubscribe_many(DFLT_TOPICS).unwrap();cli.disconnect(None).unwrap();}println!("Exiting");
}

运行与测试

编译二进制文件

执行以下命令，会在 mqtt-example/target/debug 目录下生成消息订阅、发布对应的 sub、pub 二进制文件。

cargo build

消息订阅

执行 sub 二进制文件，等待消费发布。

消息发布

执行 pub 二进制文件，可以看到分别往 rust/test 、rust/mqtt 这两个主题发布了消息。

同时在消息订阅中可看到发布的消息

至此，我们完成了使用 paho-mqtt 客户端连接到公共 MQTT 服务器，并实现了测试客户端与 MQTT 服务器的连接、消息发布和订阅。

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原文链接：https://www.emqx.io/cn/blog/how-to-use-mqtt-in-rust