MQTT協議C語言消息格式解析

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一種輕量級的發布/訂閱消息傳輸協議，廣泛應用于物聯網場景。在MQTT協議中，消息格式主要包括固定頭部（Fixed Header）、可變頭部（Variable Header）和負載（Payload）三部分。下面是一個使用C語言解析MQTT消息格式的示例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

// MQTT固定頭部結構體
typedef struct {
    unsigned char fixed_header_flags : 4;
    unsigned char fixed_header_type : 4;
    unsigned char fixed_header_remaining_length[2];
} mqtt_fixed_header;

// MQTT可變頭部結構體
typedef struct {
    unsigned char variable_header_packet_id[2]; // 對于發布消息，這里存儲的是消息ID；對于訂閱消息，這里存儲的是QoS等級
} mqtt_variable_header;

// MQTT負載結構體
typedef struct {
    unsigned char payload[1024]; // 實際負載長度可能小于1024
} mqtt_payload;

// 解析MQTT消息函數
int parse_mqtt_message(unsigned char *data, int data_len, mqtt_fixed_header *fixed_header, mqtt_variable_header *variable_header, mqtt_payload *payload) {
    if (data_len < sizeof(mqtt_fixed_header)) {
        printf("Invalid MQTT message: too short\n");
        return -1;
    }

    memcpy(fixed_header, data, sizeof(mqtt_fixed_header));

    if ((fixed_header->fixed_header_flags & 0xF0) != 0x30) {
        printf("Invalid MQTT message: wrong fixed header flags\n");
        return -1;
    }

    int remaining_length = (fixed_header->fixed_header_remaining_length[0] << 8) | fixed_header->fixed_header_remaining_length[1];
    if (data_len - sizeof(mqtt_fixed_header) < remaining_length) {
        printf("Invalid MQTT message: remaining length is too large\n");
        return -1;
    }

    if (fixed_header->fixed_header_type == 1) { // PUBLISH
        if (data_len - sizeof(mqtt_fixed_header) - sizeof(mqtt_variable_header) < payload->payload_len) {
            printf("Invalid MQTT message: payload is too large\n");
            return -1;
        }
        memcpy(variable_header, data + sizeof(mqtt_fixed_header), sizeof(mqtt_variable_header));
        memcpy(payload->payload, data + sizeof(mqtt_fixed_header) + sizeof(mqtt_variable_header), payload->payload_len);
    } else if (fixed_header->fixed_header_type == 2) { // SUBSCRIBE
        // 處理訂閱消息的邏輯
    } else {
        printf("Invalid MQTT message: wrong fixed header type\n");
        return -1;
    }

    return 0;
}

int main() {
    unsigned char mqtt_message[] = { /* ... */ }; // 這里填入實際的MQTT消息數據
    int data_len = sizeof(mqtt_message);

    mqtt_fixed_header fixed_header;
    mqtt_variable_header variable_header;
    mqtt_payload payload;

    if (parse_mqtt_message(mqtt_message, data_len, &fixed_header, &variable_header, &payload) == 0) {
        printf("MQTT message parsed successfully\n");
        // 在這里處理解析后的消息
    } else {
        printf("Failed to parse MQTT message\n");
    }

    return 0;
}

請注意，這個示例僅適用于MQTT 3.1.1版本的消息格式。對于MQTT 5.0版本，消息格式有所不同，需要根據具體情況進行調整。同時，這個示例沒有處理錯誤代碼和連接管理的邏輯，實際應用中需要根據需要進行擴展。