上一篇分享了：《简单认识认识mqtt及mosquitto》，但也只是分享了mqtt的一些概念及mosquitto的一些介绍。然后就有读者来催更了：
这一篇我们就来分享mqtt应用于进程间通信的实例。我们沿用往期文章《例说嵌入式实用知识之JSON数据》的综合demo来改造改造。那个综合demo的功能是这样子的：
这是以socket来作为进程间通信的方式，并且这个demo是基于Windows写的，需要包含Windows特定的头文件。
本篇笔记我们把上面这个综合demo改为：
我们用mqtt来作为进程间通信的方式，在Linux下进程测试。
先贴代码：
「json_print.c：」
左右滑动查看全部代码>>>
/*
- 程序功能: 组JSON格式数据包并发送(MQTT发布者客户端程序)
- 编译命令: gcc cJSON.c json_print.c -L ../mosquitto/build/lib -lmosquitto -o json_print
- 导出mosquitto动态库: export LD_LIBRARY_PATH=../mosquitto/build/lib:$LD_LIBRARY_PATH
- 作者：ZhengN
- 公众号：嵌入式大杂烩
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "cJSON.h"
#include "../mosquitto/lib/mosquitto.h"
#define STU_NAME_LEN 32
/* 学生结构体 */
typedef struct _Student
{
char name[STU_NAME_LEN]; // 名字
int num; // 学号
int c_score; // C语言分数
}StudentDef, *pStudentDef;
/* 内部函数声明 */
static StudentDef StudentData_Prepare(void);
static char *StudentsData_Packet(pStudentDef _Stu);
static void StudentData_Send(const char *_data);
static void MqttClientInit(void);
static void MqttClientClean(void);
bool clean_session = true;
struct mosquitto *mosq = NULL;
/********************************************************************************************************
** 函数: main
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** 参数:
** 说明:
** 返回:
********************************************************************************************************/
int main(void)
{
StudentDef stu = {0};
char *stu_data = NULL;
int stu_count = 0;
int i = 0;
/* MQTT客户端初始化 */
MqttClientInit();
/* 需要登记的学生总人数 */
printf("Please input number of student: ");
scanf("%d", &stu_count);
while (i++ < stu_count)
{
/* 准备数据 */
stu = StudentData_Prepare();
/* JSON格式数据组包 */
stu_data = StudentsData_Packet(&stu);
/* 发送数据 */
StudentData_Send(stu_data);
}
/* 回收操作 */
MqttClientClean();
return 0;
}
/********************************************************************************************************
** 函数: StudentData_Prepare, 准备组包需要的数据
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** 参数:
** 说明:
** 返回: 获取得到的数据
********************************************************************************************************/
static StudentDef StudentData_Prepare(void)
{
char name[STU_NAME_LEN] = {0};
int num = 0;
int c_score = 0;
StudentDef stu;
/* 名字 */
printf("Please input name: ");
scanf("%s", name);
if (strlen(name) < STU_NAME_LEN)
{
strncpy((char*)&stu.name, name, strlen(name)+1);
}
else
{
printf("The name is too long\n");
}
/* 学号 */
printf("Please input num (0~100): ");
scanf("%d", &num);
stu.num = num;
/* C语言分数 */
printf("Please input c_score (0~100): ");
scanf("%d", &c_score);
stu.c_score = c_score;
return stu;
}
/********************************************************************************************************
** 函数: StudentsData_Packet, JSON格式数据组包
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** 参数: _Stu：组student json数据包需要的数据
** 说明:
** 返回: JSON格式的字符串
********************************************************************************************************/
static char *StudentsData_Packet(pStudentDef _Stu)
{
char *res_string = NULL; // 返回值
cJSON *name = NULL; // 名字
cJSON *num = NULL; // 学号
cJSON *c_score = NULL; // C语言分数
/* 创建一个JSON对象，｛｝扩起来 */
cJSON *obj = cJSON_CreateObject();
if (obj == NULL)
{
goto end;
}
/* 创建 "name": "xxx" 键值对 */
name = cJSON_CreateString(_Stu->name);
if (name == NULL)
{
goto end;
}
cJSON_AddItemToObject(obj, "name", name);
/* 创建 "num": 207 键值对 */
num = cJSON_CreateNumber(_Stu->num);
if (name == NULL)
{
goto end;
}
cJSON_AddItemToObject(obj, "num", num);
/* 创建 "c_score": 95 键值对 */
c_score = cJSON_CreateNumber(_Stu->c_score);
if (name == NULL)
{
goto end;
}
cJSON_AddItemToObject(obj, "c_score", c_score);
res_string = cJSON_Print(obj); // 呈现为JSON格式
// res_string = cJSON_PrintUnformatted(obj); // 呈现为无格式
if (res_string == NULL)
{
fprintf(stderr, "Failed to print monitor.\n");
}
/* 异常情况统一Delete（free） */
end:
cJSON_Delete(obj);
return res_string;
}
/********************************************************************************************************
** 函数: StudentData_Send, JSON格式字符串数据组包发送
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** 参数: _data：要发送的数据
** 说明:
** 返回: JSON格式的字符串
********************************************************************************************************/
static void StudentData_Send(const char *_data)
{
printf("%s: %s\n\n", __FUNCTION__, _data);
/* 发布消息 */
mosquitto_publish(mosq, NULL, "test_topic", strlen(_data)+1, (const char*)_data, 0, 0);
}
/********************************************************************************************************
** 函数: MqttClientInit, MQTT客户端初始化
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** 参数: void
** 说明:
** 返回:
********************************************************************************************************/
static void MqttClientInit(void)
{
/* libmosquitto 库初始化 */
mosquitto_lib_init();
/* 创建mosquitto客户端 */
mosq = mosquitto_new(NULL, clean_session, NULL);
if(NULL == mosq)
{
printf("Create mqtt client failed...\n");
mosquitto_lib_cleanup();
return;
}
/* 连接服务器 */
if(mosquitto_connect(mosq, "localhost", 1883, 60))
{
printf("Unable to connect...\n");
return;
}
/* 网络消息处理线程 */
int loop = mosquitto_loop_start(mosq);
if(loop != MOSQ_ERR_SUCCESS)
{
printf("mosquitto loop error\n");
return;
}
}
/********************************************************************************************************
** 函数: MqttClientClean, MQTT客户端清理操作
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** 参数: void
** 说明:
** 返回:
********************************************************************************************************/
static void MqttClientClean(void)
{
mosquitto_destroy(mosq);
mosquitto_lib_cleanup();
}
「json_parse.c：」
左右滑动查看全部代码>>>
/*
- 程序功能: 接收JSON数据并解析(MQTT订阅者客户端程序)
- 编译命令: gcc cJSON.c json_parse.c -L ../mosquitto/build/lib -lmosquitto -o json_parse
- 导出mosquitto动态库: export LD_LIBRARY_PATH=../mosquitto/build/lib:$LD_LIBRARY_PATH
- 作者：ZhengN
- 公众号：嵌入式大杂烩
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "cJSON.h"
#include "../mosquitto/lib/mosquitto.h"
#define STU_NAME_LEN 32
/* 学生结构体 */
typedef struct _Student
{
char name[STU_NAME_LEN]; // 名字
int num; // 学号
int c_score; // C语言分数
}StudentDef, *pStudentDef;
/* 内部函数声明 */
static void StudentsData_Parse(pStudentDef _Stu, const char *_JsonStudnetData);
static void PrintParseResult(const pStudentDef _Stu);
static void SaveParseResult(const pStudentDef _Stu);
static void my_message_callback(struct mosquitto *mosq, void *userdata, const struct mosquitto_message *message);
static void my_connect_callback(struct mosquitto *mosq, void *userdata, int result);
/* 内部全局变量 */
static FILE *stu_fp = NULL;
/********************************************************************************************************
** 函数: main
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** 参数:
** 说明:
** 返回:
********************************************************************************************************/
bool clean_session = true;
int main(void)
{
struct mosquitto *mosq = NULL;
/* libmosquitto 库初始化 */
mosquitto_lib_init();
/* 创建mosquitto客户端 */
mosq = mosquitto_new(NULL, clean_session, NULL);
if(NULL == mosq)
{
printf("Create mqtt client failed...\n");
mosquitto_lib_cleanup();
return 1;
}
/* 绑定连接、消息接收回调函数 */
mosquitto_connect_callback_set(mosq, my_connect_callback);
mosquitto_message_callback_set(mosq, my_message_callback);
/* 连接服务器 */
if(mosquitto_connect(mosq, "localhost", 1883, 60))
{
printf("Unable to connect...\n");
return 1;
}
/* 循环处理网络消息 */
mosquitto_loop_forever(mosq, -1, 1);
/* 回收操作 */
mosquitto_destroy(mosq);
mosquitto_lib_cleanup();
return 0;
}
/********************************************************************************************************
** 函数: StudentsData_Parse, JOSN格式学生期末数据解析
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** 参数: _JsonStudnetData：JSON数据 _Stu：保存解析出的有用数据
** 说明:
** 返回:
********************************************************************************************************/
static void StudentsData_Parse(pStudentDef _Stu, const char *_JsonStudnetData)
{
cJSON *student_json = NULL; // student_json操作对象，可代表 {} 扩起来的内容
cJSON *name = NULL;
cJSON *num = NULL;
cJSON *c_score = NULL;
/* 开始解析 */
student_json = cJSON_Parse(_JsonStudnetData);
if (NULL == student_json)
{
const char *error_ptr = cJSON_GetErrorPtr();
if (error_ptr != NULL)
{
fprintf(stderr, "Error before: %s\n", error_ptr);
}
goto end;
}
/* 解析获取name得值 */
name = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(student_json, "name");
if (cJSON_IsString(name) && (name->valuestring != NULL))
{
memset(&_Stu->name, 0, STU_NAME_LEN*sizeof(char));
memcpy(&_Stu->name, name->valuestring, strlen(name->valuestring));
}
/* 解析获取num的值 */
num = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(student_json, "num");
if (cJSON_IsNumber(num))
{
_Stu->num = num->valueint;
}
/* 解析获取c_score的值 */
c_score = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(student_json, "c_score");
if (cJSON_IsNumber(c_score))
{
_Stu->c_score = c_score->valueint;
}
end:
cJSON_Delete(student_json);
}
/********************************************************************************************************
** 函数: PrintParseResult, 打印输出解析结果
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** 参数:
** 说明:
** 返回:
********************************************************************************************************/
static void PrintParseResult(const pStudentDef _Stu)
{
printf("name: %s, num: %d, c_score: %d\n\n", _Stu->name, _Stu->num, _Stu->c_score);
}
/********************************************************************************************************
** 函数: SaveParseResult, 保存解析结果
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** 参数: _Stu：需要保存的数据
** 说明:
** 返回:
********************************************************************************************************/
static void SaveParseResult(const pStudentDef _Stu)
{
char write_buf[512] = {0};
static int stu_count = 0;
/* 以可在文件末尾追加内容的方式打开文件 */
if((stu_fp = fopen("ParseResult.txt", "a+")) == NULL)
{
printf("Open file error!\n");
return exit(EXIT_FAILURE);
}
/* 按指定格式写入文件 */
snprintf(write_buf, 512, "name: %s, num: %d, c_score: %d\n", _Stu->name, _Stu->num, _Stu->c_score);
size_t len = fwrite((char*)write_buf, 1, strlen(write_buf), stu_fp);
/* 文件位置指针偏移 */
fseek(stu_fp, len * stu_count, SEEK_SET);
stu_count++;
/* 关闭文件 */
fclose(stu_fp);
}
/********************************************************************************************************
** 函数: my_message_callback, 消息接收回调函数
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** 参数:
** 返回:
********************************************************************************************************/
static void my_message_callback(struct mosquitto *mosq, void *userdata, const struct mosquitto_message *message)
{
StudentDef stu = {0};
if(message->payloadlen)
{
printf("%s %s\n", message->topic, (char*)message->payload);
/* 解析JSON数据 */
StudentsData_Parse(&stu, (const char*)message->payload);
/* 打印输出解析结果 */
PrintParseResult(&stu);
/* 保存数据到文件 */
SaveParseResult(&stu);
}
else
{
printf("%s (null)\n", message->topic);
}
fflush(stdout);
}
/********************************************************************************************************
** 函数: my_connect_callback, 连接回调函数
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** 参数:
** 返回:
********************************************************************************************************/
static void my_connect_callback(struct mosquitto *mosq, void *userdata, int result)
{
if(!result)
{
/* 订阅test_topic主题的消息 */
mosquitto_subscribe(mosq, NULL, "test_topic", 0);
}
else
{
fprintf(stderr, "Connect failed\n");
}
}
1、编译生成json_parse、json_print程序：
左右滑动查看全部代码>>>
gcc cJSON.c json_parse.c -L ../mosquitto/build/lib -lmosquitto -o json_parse
gcc cJSON.c json_print.c -L ../mosquitto/build/lib -lmosquitto -o json_print
这里用到链接动态库的方式生成可执行程序。关于动态链接与静态链接，可查看往期笔记：《静态链接与动态链接补充（Linux）》、《什么是动态链接与静态链接？》。
2、执行json_parse、json_print程序：
执行这两个程序会报错：
./json_parse: error while loading shared libraries: libmosquitto.so.1: cannot open shared object file: No such file or directory
./json_print: error while loading shared libraries: libmosquitto.so.1: cannot open shared object file: No such file or directory
这是因为 不能找到共享库文件libmosquitto.so.1，加载失败。
因为一般情况下Linux会在/usr/lib路径中搜索需要用到的库，而libmosquitto.so.1库并不在这个路径下。
解决方法有两种：一种就是把这个文件拷贝至/usr/lib路径下，但是一般不允许这样做，一般用户也不允许往这个路径里拷贝东西。另一种就是把libmosquitto.so.1库所在路径增加为动态库的搜索路径，命令为：
左右滑动查看全部代码>>>
export LD_LIBRARY_PATH=../mosquitto/build/lib:$LD_LIBRARY_PATH
关于这方面的说明可以阅读往期笔记：《静态链接与动态链接补充（Linux）》
按照上诉方法添加动态库搜索路径之后就可以正常运行这两个程序：
ParseResult.txt文本里得到：
实验成功！
以上就是本次的分享，代码写得比较仓促，如有错误，欢迎指出，谢谢！由于准备demo花了挺多时间，包括注释也写了很多。
所以本篇文章就不做过多的说明，感兴趣的朋友可以结合本篇文章的demo及mosquitto/client/pub_client.c、mosquitto/client/sub_client.c这两个源文件。
本篇文章的demo：
可在本公众号聊天界面回复关键词：json_mqtt_demo，即可获取，若无法获取可联系我进行获取。
推荐资料：https://blog.csdn.net/Dancer__Sky/article/details/77855249
最近加群人有点多，两个群都以加满，现建③群，感兴趣可自行加入：
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