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怎么在 Rust 中使用 MQTT

发表于：2024-11-23 作者：千家信息网编辑

千家信息网最后更新 2024年11月23日，本篇内容主要讲解"怎么在 Rust 中使用 MQTT"，感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷，实用性强。下面就让小编来带大家学习"怎么在 Rust 中使用 MQTT"吧!Rust 是由

千家信息网最后更新 2024年11月23日怎么在 Rust 中使用 MQTT

本篇内容主要讲解"怎么在 Rust 中使用 MQTT"，感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷，实用性强。下面就让小编来带大家学习"怎么在 Rust 中使用 MQTT"吧!

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 --versionrustc 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-example    Created 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: 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:\n\t{:?}", 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:\n\t{:?}", 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:\n\t{:?}", 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");}