【Qt 学习之路】在 Qt 使用 ZeroMQ

1、概述

今天是大年初一，先给大家拜个年，祝各位阖家欢乐，身体安康，万事如意。
言归正传，最近调研了很多消息中间件，推荐一款比较好用的中间件 ZeroMQ，今天也把在 Qt 上如何使用 ZeroMQ 分享下。

2、ZeroMQ介绍

2.1、ZeroMQ 是什么

ZeroMQ是一种基于消息队列的多线程网络库，其对套接字类型、连接处理、帧、甚至路由的底层细节进行抽象，提供跨越多种传输协议的套接字。ZeroMQ是网络通信中新的一层，介于应用层和传输层之间（按照TCP/IP划分），其是一个可伸缩层，可并行运行，分散在分布式系统间。
ZMQ不是单独的服务，而是一个嵌入式库，它封装了网络通信、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。

2.2、ZeroMQ 主线程与I/O线程

I/O线程，ZMQ根据用户调用zmq_init函数时传入的参数，创建对应数量的I/O线程。每个I/O线程都有与之绑定的Poller，Poller采用经典的Reactor模式实现。
Poller根据不同操作系统平台使用不同的网络I/O模型（select、poll、epoll、devpoll、kequeue等），所有的I/O操作都是异步的，线程不会被阻塞。
主线程与I/O线程通过Mail Box传递消息来进行通信。

Server，在主线程创建zmq_listener，通过Mail Box发消息的形式将其绑定到I/O线程，I/O线程把zmq_listener添加到Poller中用以侦听读事件。

Client，在主线程中创建zmq_connecter，通过Mail Box发消息的形式将其绑定到I/O线程，I/O线程把zmq_connecter添加到Poller中用以侦听写事件。

Client与Server第一次通信时，会创建zmq_init来发送identity，用以进行认证。认证结束后，双方会为此次连接创建Session，以后双方就通过Session进行通信。

每个Session都会关联到相应的读/写管道， 主线程收发消息只是分别从管道中读/写数据。Session并不实际跟kernel交换I/O数据，而是通过plugin到Session中的Engine来与kernel交换I/O数据。

2.3、ZeroMQ 4种模型

• 一对一结对模型（Exclusive-Pair），可以认为是一个TCP Connection，但是TCP Server只能接受一个连接。数据可以双向流动，这点不同于后面的请求回应模型。
• 请求回应模型（Request-Reply），由Client发起请求，并由Server响应，跟一对一结对模型的区别在于可以有多个Client。
• 发布订阅模型（Publish-Subscribe），Publish端单向分发数据，且不关心是否把全部信息发送给Subscribe端。如果Publish端开始发布信息时，Subscribe端尚未连接进来，则这些信息会被直接丢弃。Subscribe端只能接收，不能反馈，且在Subscribe端消费速度慢于Publish端的情况下，会在Subscribe端堆积数据。
• 管道模型（Push-Pull），从 PUSH 端单向的向 PULL 端单向的推送数据流。如果有多个PULL端同时连接到PUSH端，则PUSH端会在内部做一个负载均衡，采用平均分配的算法，将所有消息均衡发布到PULL端上。与发布订阅模型相比，管道模型在没有消费者的情况下，发布的消息不会被消耗掉；在消费者能力不够的情况下，能够提供多消费者并行消费解决方案。该模型主要用于多任务并行。
  这4种模型总结出了通用的网络通信模型，在实际中可以根据应用需要，组合其中的2种或多种模型来形成自己的解决方案。

ZMQ提供进程内（inproc://）、进程间（ipc://）、机器间（tcp://）、广播（pgm://）等四种通信协议。

2.4、ZeroMQ 相关地址

官网地址：http://zeromq.org/
Github地址：https://github.com/zeromq/libzmq/releases
Gitcode地址：https://gitcode.com/zeromq/libzmq/overview?utm_source=csdn_github_accelerator&isLogin=1
Github示例：使用Qt通过zmq的C++接口封装
下载地址：https://github.com/zeromq/libzmq/releases

3、Qt 使用 ZeroMQ

在 Qt 里面使用 ZeroMQ，主要关注是在什么环境下使用。因为 Qt 是跨平台的，我们可能使用 ZeroMQ 和 Qt 在不同的开发环境中，本文以 Windows 环境为例。

3.1、下载 ZeroMQ

打开https://github.com/zeromq/libzmq/releases

当前最新的是 4.3.5 版本。我下载的是“zeromq-4.3.5.zip”，可以看到最新更新是2023年10月9号的

3.2、添加 ZeroMQ 库

在文件夹中有两个.lib 一个.dll和一个 .h，将这几个文件复制到QT项目工程下（.lib只需要一个就够 了）。将QT下的.lib文件改名，libzmq…lib改成lzmq…lib。

在.pro中添加以下内容：

HEADERS += zmq.h
LIBS += “lzmq…lib”

3.3、使用 ZeroMQ

测试代码：成功就会输出zmq的版本号

#include <QApplication>
#include <QDebug>
#include "zmq.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
	QApplication a(argc, argv);
	MainWindow w;
	//w.show();
	int x, y, z;
	zmq_version(&x, &y, &z);
	qDebug() << "zmq-version:" <<x << "-" << y << "-" << z;
	return a.exec();
}

3.4、相关 ZeroMQ 案例

关于带有ZeroMQ的c ++：Qt发布订阅模式：https://www.codenong.com/31443017/