MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一种轻量级的消息传输协议，它被设计用于低带宽和不稳定网络环境下的物联网设备通信。Rust是一种安全、并发和高效的编程语言，它在系统编程和网络编程方面有着很好的表现。在本教程中，我们将介绍如何使用Rust语言和paho-mqtt模块实现MQTT协议的应用。
前面写过3篇介绍
rumqttc的教程，本篇开始使用paho-mqtt模块是c库的封装, 支持v5协议，qos 2等更复杂的特性。
环境准备
我们需要先安装好相关的开发环境。在Cargo.toml中添加依赖：
paho-mqtt = "0.12.1"
连接MQTT服务器
在使用MQTT协议之前，我们需要先连接到MQTT服务器。以下是连接MQTT服务器的示例代码：
extern crate paho_mqtt as mqtt;
fn main() {
let host = "tcp://localhost:1883";
let cli = mqtt::Client::new(host).unwrap();
let conn_opts = mqtt::ConnectOptionsBuilder::new()
.keep_alive_interval(std::time::Duration::from_secs(20))
.clean_session(false)
.finalize();
let response = cli.connect(conn_opts).unwrap();
println!("Connected to MQTT server: {:?}", response);
}
在上面的示例代码中，我们首先创建了一个MQTT客户端对象，并指定了MQTT服务器的地址。然后，我们创建了一个连接选项对象，并设置了心跳间隔和会话清除标志。最后，我们使用连接选项对象连接到MQTT服务器，并打印连接响应信息。
发布MQTT消息
在连接到MQTT服务器之后，我们可以使用MQTT客户端对象来发布消息。以下是发布MQTT消息的示例代码：
extern crate paho_mqtt as mqtt;
fn main() {
let host = "tcp://localhost:1883";
let cli = mqtt::Client::new(host).unwrap();
let conn_opts = mqtt::ConnectOptionsBuilder::new()
.keep_alive_interval(std::time::Duration::from_secs(20))
.clean_session(false)
.finalize();
let response = cli.connect(conn_opts).unwrap();
println!("Connected to MQTT server: {:?}", response);
let topic = "test/topic";
let payload = "Hello, MQTT!";
let message = mqtt::MessageBuilder::new()
.topic(topic)
.payload(payload)
.qos(mqtt::QOS_1)
.finalize();
let response = cli.publish(message).unwrap();
println!("Published MQTT message: {:?}", response);
}
在上面的示例代码中，我们首先连接到MQTT服务器，然后创建了一个MQTT消息对象，并设置了消息主题、消息负载和消息服务质量等级。最后，我们使用MQTT客户端对象来发布消息，并打印发布响应信息。
订阅MQTT主题
在使用MQTT协议之前，我们需要先订阅MQTT主题。以下是订阅MQTT主题的示例代码：
extern crate paho_mqtt as mqtt;
fn main() {
let host = "tcp://localhost:1883";
let cli = mqtt::Client::new(host).unwrap();
let conn_opts = mqtt::ConnectOptionsBuilder::new()
.keep_alive_interval(std::time::Duration::from_secs(20))
.clean_session(false)
.finalize();
let response = cli.connect(conn_opts).unwrap();
println!("Connected to MQTT server: {:?}", response);
let topic = "test/topic";
let qos = mqtt::QOS_1;
let response = cli.subscribe(topic, qos).unwrap();
println!("Subscribed to MQTT topic: {:?}", response);
}
在上面的示例代码中，我们首先连接到MQTT服务器，然后创建了一个MQTT订阅对象，并设置了订阅主题和服务质量等级。最后，我们使用MQTT客户端对象来订阅主题，并打印订阅响应信息。
同时发布和订阅MQTT消息
在使用MQTT协议时，我们通常需要同时发布和订阅MQTT消息。以下是同时发布和订阅MQTT消息的示例代码：
extern crate paho_mqtt as mqtt;
fn main() {
let host = "tcp://localhost:1883";
let cli = mqtt::Client::new(host).unwrap();
let conn_opts = mqtt::ConnectOptionsBuilder::new()
.keep_alive_interval(std::time::Duration::from_secs(20))
.clean_session(false)
.finalize();
let response = cli.connect(conn_opts).unwrap();
println!("Connected to MQTT server: {:?}", response);
let topic = "test/topic";
let qos = mqtt::QOS_1;
let response = cli.subscribe(topic, qos).unwrap();
println!("Subscribed to MQTT topic: {:?}", response);
let payload = "Hello, MQTT!";
let message = mqtt::MessageBuilder::new()
.topic(topic)
.payload(payload)
.qos(mqtt::QOS_1)
.finalize();
let response = cli.publish(message).unwrap();
println!("Published MQTT message: {:?}", response);
for message in cli.start_consuming() {
println!("Received MQTT message: {:?}", message);
}
}
在上面的示例代码中，我们首先连接到MQTT服务器，然后创建了一个MQTT订阅对象，并设置了订阅主题和服务质量等级。接着，我们创建了一个MQTT消息对象，并使用MQTT客户端对象来发布消息。最后，我们使用MQTT客户端对象来接收消息，并打印接收到的消息。
断开MQTT服务器连接
在使用MQTT协议之后，我们需要断开与MQTT服务器的连接。以下是断开MQTT服务器连接的示例代码：
extern crate paho_mqtt as mqtt;
fn main() {
let host = "tcp://localhost:1883";
let cli = mqtt::Client::new(host).unwrap();
let conn_opts = mqtt::ConnectOptionsBuilder::new()
.keep_alive_interval(std::time::Duration::from_secs(20))
.clean_session(false)
.finalize();
let response = cli.connect(conn_opts).unwrap();
println!("Connected to MQTT server: {:?}", response);
cli.disconnect(None).unwrap();
println!("Disconnected from MQTT server.");
}
在上面的示例代码中，我们首先连接到MQTT服务器，然后使用MQTT客户端对象来断开与MQTT服务器的连接，并打印断开连接信息。
进阶使用
在本节中，我们将介绍如何使用Rust语言和paho-mqtt模块实现MQTT协议的进阶应用。我们将提供2个示例，分别是：
- 1. 使用SSL/TLS连接MQTT服务器
- 2. 使用认证机制连接MQTT服务器
使用SSL/TLS连接MQTT服务器
在使用MQTT协议时，我们通常需要使用SSL/TLS协议来保证通信安全。以下是使用SSL/TLS连接MQTT服务器的示例代码：
extern crate paho_mqtt as mqtt;
extern crate rustls;
use std::fs::File;
use std::io::BufReader;
use std::sync::Arc;
fn main() {
let host = "ssl://localhost:8883";
let cli = mqtt::Client::new(host).unwrap();
let mut config = rustls::ClientConfig::new();
let cert_file = &mut BufReader::new(File::open("cert.pem").unwrap());
config.root_store.add_pem_file(cert_file).unwrap();
let tls = Arc::new(rustls::ClientSession::new(&Arc::new(config), host));
let conn_opts = mqtt::ConnectOptionsBuilder::new()
.keep_alive_interval(std::time::Duration::from_secs(20))
.ssl_options(mqtt::SslOptionsBuilder::new()
.ssl_version(mqtt::SslVersion::TlsV1_2)
.server_name_indication(host)
.build(tls))
.clean_session(false)
.finalize();
let response = cli.connect(conn_opts).unwrap();
println!("Connected to MQTT server: {:?}", response);
}
在上面的示例代码中，我们首先创建了一个MQTT客户端对象，并指定了使用SSL/TLS协议连接MQTT服务器的地址。然后，我们创建了一个SSL/TLS配置对象，并从PEM文件中加载证书。接着，我们创建了一个SSL/TLS会话对象，并使用SSL/TLS配置对象和MQTT服务器地址来初始化会话对象。最后，我们创建了一个连接选项对象，并设置了心跳间隔、SSL/TLS选项和会话清除标志。我们使用连接选项对象连接到MQTT服务器，并打印连接响应信息。
使用认证机制连接MQTT服务器
在使用MQTT协议时，我们通常需要使用认证机制来保证通信安全。以下是使用认证机制连接MQTT服务器的示例代码：
extern crate paho_mqtt as mqtt;
fn main() {
let host = "tcp://localhost:1883";
let cli = mqtt::Client::new(host).unwrap();
let username = "user";
let password = "password";
let conn_opts = mqtt::ConnectOptionsBuilder::new()
.keep_alive_interval(std::time::Duration::from_secs(20))
.user_name(username)
.password(password)
.clean_session(false)
.finalize();
let response = cli.connect(conn_opts).unwrap();
println!("Connected to MQTT server: {:?}", response);
}
在上面的示例代码中，我们首先创建了一个MQTT客户端对象，并指定了MQTT服务器的地址。然后，我们创建了一个连接选项对象，并设置了心跳间隔、用户名、密码和会话清除标志。我们使用连接选项对象连接到MQTT服务器，并打印连接响应信息。
总结
在本教程中，我们介绍了如何使用Rust语言和paho-mqtt模块实现MQTT协议的应用。我们提供了5个基础应用的示例代码，包括连接MQTT服务器、发布MQTT消息、订阅MQTT主题、同时发布和订阅MQTT消息和断开MQTT服务器连接。
