消息库-ZeroMQ介绍

sunnnnn
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1.简介

ZeroMQ (也称为 ØMQ, zmq 或 libzmq) 是一个高性能的异步消息传递库，用于构建分布式或并发应用程序。它提供了一个消息队列的抽象，允许不同的计算机和进程之间进行消息传递，而无需关心底层网络细节。ZeroMQ 不是一个传统意义上的消息队列服务器，而是一个嵌入到应用程序中的库，它提供了多种消息传递模式，如请求-应答、发布-订阅、推-拉等。

ZeroMQ不是单独的服务或者程序，仅仅是一套组件，其封装了网络通信、消息队列、线程调度等功能，向上层提供简洁的API，应用程序通过加载库文件，调用API函数来实现高性能网络通信。

ZeroMQ（0MQ）提供了多种不同的消息传递模型，每种模型都适用于不同的通信场景。以下是ZeroMQ提供的几种主要模型简介：

  • 请求-应答（REQ/REP） 模式：客户端发送请求，服务器接收请求并发送应答；客户端可以是1~N个。该模型主要用于远程调用及任务分配。 应用场景：客户端-服务器通信，如RPC（远程过程调用）。

  • 发布-订阅（PUB/SUB） 模式：发布者发布消息到主题，订阅者接收消息；发布端单向分发数据，且不关心是否把全部信息发送给订阅端。如果发布端开始发布信息时，订阅端尚未连接上来，则这些信息会被直接丢弃；订阅端只负责接收，而不能反馈。 应用场景：消息队列、消息广播。

  • 推送-拉取（PUSH/PULL） 模式：推送者发送数据，拉取者接收数据；与发布订阅模型相比，推拉模型在没有消费者的情况下，发布的消息不会被消耗掉；该模型主要用于多任务并行处理。 应用场景：数据管道、批处理。

2.环境搭建

下载地址：github.com/zeromq/libz…

在这里插入图片描述 解压后，使用cmake进行编译。 接下来就是Configure --> Generate --> Open Project一连三键。 在这里插入图片描述 拷贝源码的include目录和生成的lib库到我们的demo程序中，配置好visual studio的环境。

还有一个CPP的版本库。 github.com/zeromq/zmqp…

3.常用接口介绍

  • zmq_ctx_new - 创建新的ZeroMQ上下文 函数原型：int zmq_ctx_new (void) 功能：创建一个新的ZeroMQ上下文，用于管理套接字和事件循环。 返回值：如果成功，返回上下文句柄；如果失败，返回-1。

  • zmq_ctx_term - 销毁ZeroMQ上下文 函数原型：int zmq_ctx_term (void *context) 功能：销毁指定的ZeroMQ上下文，释放所有资源。 参数：context - 上下文句柄。 返回值：如果成功，返回0；如果失败，返回-1。

  • zmq_socket - 创建套接字 函数原型：int zmq_socket (void *context, int type) 功能：创建一个新的套接字，指定其类型。 参数：context - 上下文句柄；type - 套接字类型（如ZMQ_REQ、ZMQ_REP等）。 返回值：如果成功，返回套接字句柄；如果失败，返回-1。

  • zmq_bind - 绑定套接字到地址 函数原型：int zmq_bind (void socket, const char endpoint) 功能：将套接字绑定到指定的地址。 参数：socket - 套接字句柄；endpoint - 套接字地址。 返回值：如果成功，返回0；如果失败，返回-1。

  • zmq_connect - 连接套接字到地址 函数原型：int zmq_connect (void *socket, const char *endpoint) 功能：将套接字连接到指定的地址。 参数：socket - 套接字句柄；endpoint - 套接字地址。 返回值：如果成功，返回0；如果失败，返回-1。

  • zmq_send - 发送消息 函数原型：int zmq_send (void *socket, const void *buffer,size_t size, int flags) 功能：向套接字发送消息。 参数：socket - 套接字句柄；buffer -消息缓冲区；size - 消息大小；flags - 发送选项。 返回值：如果成功，返回实际发送的字节数；如果失败，返回-1。

  • zmq_recv - 接收消息 函数原型：int zmq_recv (void *socket, void *buffer, size_t size, int flags) 功能：从套接字接收消息。 参数：socket - 套接字句柄；buffer - 消息缓冲区；size -缓冲区大小；flags - 接收选项。 返回值：如果成功，返回实际接收的字节数；如果失败，返回-1。

  • zmq_close - 关闭套接字 函数原型：int zmq_close (void *socket) 功能：关闭指定的套接字，释放所有资源。 参数：socket - 套接字句柄。 返回值：如果成功，返回0；如果失败，返回-1。

  • zmq_setsockopt - 设置套接字选项 函数原型：int zmq_setsockopt (void *socket, int option_name, const void *option_value, size_t option_len) 功能：设置套接字的选项。 参数：socket - 套接字句柄；option_name - 选项名称；option_value -选项值

4.示例

请求/应答模式

//服务端
#include <zmq.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>


int main(void) 
{

	// 创建上下文
	void *context = zmq_ctx_new();

	// 创建套接字
	void *receiver = zmq_socket(context, ZMQ_REP);

	// 绑定套接字到端口
	zmq_bind(receiver, "tcp://127.0.0.1:5555");

	while (1) {
		// 接收消息
		char buffer[10] = { 0 };
		zmq_recv(receiver, buffer, 10, 0);
		printf("Received request: [%s]\n", buffer);

		// 发送应答
		zmq_send(receiver, "World", 5, 0);
	}

	// 清理资源
	zmq_close(receiver);
	zmq_ctx_term(context);

	return 0;
}


//客户端
#include <zmq.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
	// 创建上下文
	void *context = zmq_ctx_new();

	// 创建套接字
	void *sender = zmq_socket(context, ZMQ_REQ);

	// 连接套接字到服务器
	zmq_connect(sender, "tcp://127.0.0.1:5555");

	// 发送请求
	char buffer[10] = {0};
	strcpy(buffer, "Hello");
	zmq_send(sender, buffer, 5, 0);

	// 接收应答
	zmq_recv(sender, buffer, 10, 0);
	printf("Received response: [%s]\n", buffer);

	// 清理资源
	zmq_close(sender);
	zmq_ctx_term(context);

	return 0;
}

发布/订阅模式 订阅者使用 ZMQ_SUB 套接字类型，它会连接到服务器的地址，并订阅所有主题。当发布者发送消息时，订阅者会接收并打印出来。

//发布者
int main(void)
{
	// 创建上下文
	void *context = zmq_ctx_new();

	// 创建套接字
	void *publisher = zmq_socket(context, ZMQ_PUB);

	// 绑定套接字到端口
	zmq_bind(publisher, "tcp://*:5555");

	while (1) {
		// 发送消息
		char buffer[10] = {0};
		sprintf(buffer, "Hello");
		zmq_send(publisher, buffer, strlen(buffer), 0);
		printf("Sent message: [%s]\n", buffer);
	}

	// 清理资源
	zmq_close(publisher);
	zmq_ctx_term(context);

	return 0;
}


//订阅者
int main()
{
	// 创建上下文
	void *context = zmq_ctx_new();

	// 创建套接字
	void *subscriber = zmq_socket(context, ZMQ_SUB);

	// 连接套接字到服务器
	zmq_connect(subscriber, "tcp://localhost:5555");

	// 订阅一个主题
	zmq_setsockopt(subscriber, ZMQ_SUBSCRIBE, "", 0);

	while (1) {
		// 接收消息
		char buffer[10] = { 0 };
		zmq_recv(subscriber, buffer, 10, 0);
		printf("Received message: [%s]\n", buffer);
	}

	// 清理资源
	zmq_close(subscriber);
	zmq_ctx_term(context);

	return 0;
}

运行截图。 在这里插入图片描述 推/拉模式

//PUSH
int main(void)
{
	// 创建上下文
	void *context = zmq_ctx_new();

	// 创建套接字
	void *pusher = zmq_socket(context, ZMQ_PUSH);

	// 绑定套接字到端口
	zmq_bind(pusher, "tcp://*:5555");

	while (1) {
		// 发送消息
		char buffer[10] = { 0 };
		sprintf(buffer, "Hello");
		zmq_send(pusher, buffer, strlen(buffer), 0);
		printf("Sent message: [%s]\n", buffer);
	}

	// 清理资源
	zmq_close(pusher);
	zmq_ctx_term(context);

	return 0;
}

//PULL
int main(void) 
{
	// 创建上下文
	void *context = zmq_ctx_new();

	// 创建套接字
	void *puller = zmq_socket(context, ZMQ_PULL);

	// 连接套接字到服务器
	zmq_connect(puller, "tcp://localhost:5555");

	while (1) {
		// 接收消息
		char buffer[10] = {0};
		zmq_recv(puller, buffer, 10, 0);
		printf("Received message: [%s]\n", buffer);
	}

	// 清理资源
	zmq_close(puller);
	zmq_ctx_term(context);

	return 0;
}
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