MQTT协议C语言消息格式解析

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一种轻量级的发布/订阅消息传输协议，广泛应用于物联网场景。在MQTT协议中，消息格式主要包括固定头部（Fixed Header）、可变头部（Variable Header）和负载（Payload）三部分。下面是一个使用C语言解析MQTT消息格式的示例：

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

// MQTT固定头部结构体
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可变头部结构体
typedef struct {
    unsigned char variable_header_packet_id[2]; // 对于发布消息，这里存储的是消息ID；对于订阅消息，这里存储的是QoS等级
} mqtt_variable_header;

// MQTT负载结构体
typedef struct {
    unsigned char payload[1024]; // 实际负载长度可能小于1024
} mqtt_payload;

// 解析MQTT消息函数
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
        // 处理订阅消息的逻辑
    } else {
        printf("Invalid MQTT message: wrong fixed header type\n");
        return -1;
    }

    return 0;
}

int main() {
    unsigned char mqtt_message[] = { /* ... */ }; // 这里填入实际的MQTT消息数据
    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");
        // 在这里处理解析后的消息
    } else {
        printf("Failed to parse MQTT message\n");
    }

    return 0;
}

请注意，这个示例仅适用于MQTT 3.1.1版本的消息格式。对于MQTT 5.0版本，消息格式有所不同，需要根据具体情况进行调整。同时，这个示例没有处理错误代码和连接管理的逻辑，实际应用中需要根据需要进行扩展。