消息队列之ZeroMQ(C++)

　　ZMQ是什么？

　　这是个类似于Socket的一系列接口，他跟Socket的区别是：普通 的socket是端到端的（1:1的关系），而ZMQ却是可以N：M 的关系，人们对BSD套接字的了解较多的是点对点的连接，点对点连接需要显式地建立连接、销毁连接、选择协议（TCP/UDP）和处理错误等，而ZMQ屏 蔽了这些细节，让你的网络编程更为简单。ZMQ用于node与node间的通信，node可以是主机或者是进程。

　　引用官方的说法： “ZMQ(以下ZeroMQ简称ZMQ)是一个简单好用的传输层，像框架一样的一个socket library，他使得Socket编程更加简单、简洁和性能更高。是一个消息处理队列库，可在多个线程、内核和主机盒之间弹性伸缩。ZMQ的明确目标是 “成为标准网络协议栈的一部分，之后进入Linux内核”。现在还未看到它们的成功。但是，它无疑是极具前景的、并且是人们更加需要的“传统”BSD套接 字之上的一 层封装。ZMQ让编写高性能网络应用程序极为简单和有趣。”

　　以上拷贝至百度百科。

　　对了使用ZMQ之前必须要有那么几样东西libzmq.lib，zhelpers.hpp，zmq.h，zmq.hpp。这些都可以在ZMQ的官网下载。

 

　　接下来是来说说ZMQ有模式，可以归纳成三种，请求回应模式（1对N），发布订阅模式(单向1对N)，还有推拉模型。

1：请求回应模式（Req-Rep）

　　　　　　　　

可以有多个client，这个很容易理解跟TCP很像，但服务器与客户端必须是1问1答的形式。直接看源代码。

#include <zmq.hpp>
#include <string>
#include <iostream>
#include <windows.h>
#include<zhelpers.hpp>
using namespace std;


DWORD WINAPI MyThread_client(LPVOID lpParamter)
{
    zmq::context_t context (1);
    //建立套接字
    zmq::socket_t socket (context, ZMQ_REQ);

    std::cout << "Connecting to hello world server..." << std::endl;
    //连接服务器
    socket.connect ("tcp://localhost:5555");

    for (int request_nbr = 0; request_nbr != 10; request_nbr++) {
        s_send (socket, "hello");
        std::cout << "Client1 Received :" <<s_recv (socket)<< std::endl;

        Sleep(1000);
    }
    return 0;

}

DWORD WINAPI MyThread_client1(LPVOID lpParamter)
{
    zmq::context_t context (1);
    //建立套接字
    zmq::socket_t socket (context, ZMQ_REQ);

    std::cout << "Connecting to hello world server..." << std::endl;
    //连接服务器
    socket.connect ("tcp://localhost:5555");

    for (int request_nbr = 0; request_nbr != 10; request_nbr++) {
        s_send (socket, "SB");
        std::cout << "Client2 Received :" <<s_recv (socket)<< std::endl;

        Sleep(1000);
    }
    return 0;

}

DWORD WINAPI MyThread_servce(LPVOID lpParamter)
{
    zmq::context_t context (1);
    zmq::socket_t socket (context, ZMQ_REP);
    //绑定端口
    socket.bind ("tcp://*:5555");
 
    while (true) {
        std::cout << "Servce Received: "<<s_recv (socket)<< std::endl;
        s_send (socket, "world");
    }
}

int main () 
{

    HANDLE hThread1 = CreateThread(NULL, 0, MyThread_client, NULL, 0, NULL);
    HANDLE hThread2 = CreateThread(NULL, 0, MyThread_servce, NULL, 0, NULL);

    HANDLE hThread3 = CreateThread(NULL, 0, MyThread_client1, NULL, 0, NULL);

    while(1);
    return 0;
}

运行结果：

　　这里我建立了两个客户端和一个服务器，每个都独立运行一个线程。客户端1发了“hello”，客户端2发了“SB”，服务器都能接收到并且返回了world。

2：发布订阅模式（PUB-SUB)

所谓发布订阅，比如天气预报，当很多人订阅之后，中心服务器直接往订阅的人发送就可以了，不需要管对方有没有收到。也就是1对N的模式。这里还有重要的一个概念，频道：跟收音机的频道类似，订阅者设定了频道才能听到该频道的消息

　　

看例程序：

#include <zmq.hpp>
#include <string>
#include <iostream>
#include <windows.h>
#include<zhelpers.hpp>
using namespace std;


//订阅1
DWORD WINAPI MyThread_sub1(LPVOID lpParamter)
{
    zmq::context_t context(1);
    zmq::socket_t subscriber (context, ZMQ_SUB);
    //连接
    subscriber.connect("tcp://localhost:5563");
    //设置频道B
    subscriber.setsockopt( ZMQ_SUBSCRIBE, "A", 1);
    while (1) {
 
        //  Read envelope with address
        std::string address = s_recv (subscriber);
        //  Read message contents
        std::string contents = s_recv (subscriber);
        
        std::cout << "订阅1：[" << address << "] " << contents << std::endl;
    }
    return 0;

}
//订阅2
DWORD WINAPI MyThread_sub2(LPVOID lpParamter)
{
    zmq::context_t context(1);
    zmq::socket_t subscriber (context, ZMQ_SUB);
    //连接
    subscriber.connect("tcp://localhost:5563");
    //设置频道B
    subscriber.setsockopt( ZMQ_SUBSCRIBE, "B", 1);
    while (1) {
 
        //  Read envelope with address
        std::string address = s_recv (subscriber);
        //  Read message contents
        std::string contents = s_recv (subscriber);
        
        std::cout << "订阅2：[" << address << "] " << contents << std::endl;
    }
    return 0;

}
//订阅3
DWORD WINAPI MyThread_sub3(LPVOID lpParamter)
{
    zmq::context_t context(1);
    zmq::socket_t subscriber (context, ZMQ_SUB);
    //连接
    subscriber.connect("tcp://localhost:5563");
    //设置频道B
   // subscriber.setsockopt( ZMQ_SUBSCRIBE, "B", 1);
    while (1) {
 
        //  Read envelope with address
        std::string address = s_recv (subscriber);
        //  Read message contents
        std::string contents = s_recv (subscriber);
        
        std::cout << "订阅3：[" << address << "] " << contents << std::endl;
    }
    return 0;

}
//发布线程
DWORD WINAPI MyThread_pub(LPVOID lpParamter)
{
    //  Prepare our context and publisher
    zmq::context_t context(1);
    zmq::socket_t publisher(context, ZMQ_PUB);
    publisher.bind("tcp://*:5563");

    while (1) {
        //  Write two messages, each with an envelope and content
        s_sendmore (publisher, "A");
        s_send (publisher, "We don't want to see this");

        Sleep (100);
        s_sendmore (publisher, "B");
        s_send (publisher, "We would like to see this");
        Sleep (100);

    }
}

int main () 
{
    HANDLE hThread1 = CreateThread(NULL, 0, MyThread_pub, NULL, 0, NULL);
    Sleep(1000);
    HANDLE hThread2 = CreateThread(NULL, 0, MyThread_sub1, NULL, 0, NULL);
    HANDLE hThread3 = CreateThread(NULL, 0, MyThread_sub2, NULL, 0, NULL);
    HANDLE hThread4 = CreateThread(NULL, 0, MyThread_sub3, NULL, 0, NULL);
    while(1);
    return 0;
}

结果：

例程中，设置了1个发布端和3个订阅端，订阅端订阅的频道分别是是A,B和没有订阅，发布端发布了对应频道的订阅消息。由此订阅3没有设置频道，所以收不到消息。

 

3：推拉模式，这个词语感觉污，还是我想歪了。还没研究过，不过看网上说的，跟发布订阅模式类似，只是可以负载均衡。目前项目中也没有用到，下次有机会再研究吧。

ZEROMQ官网的github上面有详细的例程：https://github.com/imatix/zguide/tree/master/examples/