RT-Thread软件包,RyanMqtt 2.0 发布,全面重构:更轻、更快、更安全、更可靠 | 技术集结

🚀 RyanMqtt 2.0

RT-Thread 社区精品软件包 RyanMqtt 发布 2.0 新版本!🚀

更轻、更快、更安全、更可靠,为你的物联网连接注入新动力。

软件包地址:https://packages.rt-thread.org/detail.html?package=RyanMqtt

原文链接,欢迎讨论:https://club.rt-thread.org/ask/article/3d5f29ae6ac922e0.html

🌟 核心亮点

|------------|-------------------------------------|--------------------------------------------------------------|
| 维度 | 变更类型 | 核心价值 |
| 协议栈 | Paho MQTT Embedded → coreMQTT | 社区维护活跃、测试覆盖完善,为未来 MQTT 5.0 支持奠定基础 |
| 运行时安全分析验证 | 使用 Sanitizer 进行运行时安全分析验证 | 调试阶段捕获内存越界、Use-after-free、数据竞争、未定义行为、内存泄漏等问题,提升代码健壮性与安全性 |
| 高质量代码保障 | 引入 clang-tidy 和 Cppcheck 进行静态分析 | 高质量代码保障 ,接近语法级"零缺陷",显著提升可维护性 |
| AI 辅助开发与审查 | 使用 coderabbitai 和 Copilot 辅助编码与代码审查 | AI 辅助开发与审查,持续提升代码质量,构筑安全防线 |
| 内存管理优化 | 固定缓冲区 → 动态按需分配 | 采用按需动态分配,降低运行内存占用 |
| 线程安全强化 | 更完善的线程安全 | 支撑复杂线程应用场景,杜绝竞态风险 |
| 测试体系升级 | 新增专项测试 | 覆盖广泛场景,全链路内存泄漏检测,强化稳定性与可靠性 |

📈公共 API 变化

新增接口

cpp 复制代码
// 批量订阅/取消订阅extern RyanMqttError_e RyanMqttSubscribeMany(RyanMqttClient_t *client, int32_t count,          RyanMqttSubscribeData_t subscribeManyData[]);extern RyanMqttError_e RyanMqttUnSubscribeMany(RyanMqttClient_t *client, int32_t count,            RyanMqttUnSubscribeData_t unSubscribeManyData[]);// 带用户数据的发布extern RyanMqttError_e RyanMqttPublishAndUserData(RyanMqttClient_t *client, char *topic, uint16_t topicLen,        char *payload, uint32_t payloadLen, RyanMqttQos_e qos,        RyanMqttBool_e retain, void *userData);// 线程安全的订阅查询,仅可通过 RyanMqttSafeFreeSubscribeResources 进行安全释放。extern RyanMqttError_e RyanMqttGetSubscribeSafe(RyanMqttClient_t *client, RyanMqttMsgHandler_t **msgHandles,      int32_t *subscribeNum);extern RyanMqttError_e RyanMqttSafeFreeSubscribeResources(RyanMqttMsgHandler_t *msgHandles, int32_t subscribeNum);// 订阅数量查询extern RyanMqttError_e RyanMqttGetSubscribeTotalCount(RyanMqttClient_t *client, int32_t *subscribeTotalCount);// 获取 MQTT Config 信息,仅可通过 RyanMqttFreeConfigFromGet 进行安全释放。extern RyanMqttError_e RyanMqttGetConfig(RyanMqttClient_t *client, RyanMqttClientConfig_t **pclientConfig);extern RyanMqttError_e RyanMqttFreeConfigFromGet(RyanMqttClientConfig_t *clientConfig);

新增功能价值

|----------------------------|-------------|---------------------|
| 接口 | 用途 | 优势 |
| SubscribeMany | 批量订阅/取消多个主题 | 减少网络往返,提升吞吐效率 |
| PublishAndUserData | 发布消息附带上下文 | 回调中可直接读取用户数据,简化状态管理 |
| GetSubscribeSafe | 安全查询订阅状态 | 内部同步,多线程安全 |
| GetSubscribeTotalCount | 获取订阅总数量 | 便于监控与资源调度 |

🔧 平台抽象层优化

1. 统一时间接口

javascript 复制代码
uint32_tplatformUptimeMs(void);
  • 跨平台毫秒级运行时间

  • 内部处理 32 位回绕,长时间运行稳定

2. 网络收发模型简化

  • 收发接口改为单次调用语义,减少冗余循环与分支

  • 返回实际传输字节数,更贴近底层行为

  • 异常恢复路径更明确

🧪测试体系全面升级

新增 8 大类专项测试用例,覆盖从基础功能到极限压力场景的全流程验证:

|------------------------------------------|------------------------------|
| 测试类别 | 测试目标 |
| 1. 客户端销毁压力测试 | 验证资源释放的幂等性与完整性 |
| 2. 心跳与超时处理 | Keep-Alive、PINGREQ/RESP 机制验证 |
| 3. 消息链路完整性(QoS 0/1/2 | QoS 0/1/2 消息端到端可靠性验证 |
| 4. 自动/手动重连机制 | 状态机正确性与连接恢复能力 |
| 5. 批量/重复订阅一致性 | 订阅表一致性、内存安全、去重逻辑 |
| 6. 多客户端高并发 | 20+ 客户端并发运行稳定性 |
| 7. 单客户端多线程共享(20 线程 × 各 1000 条 QoS1/2 消息) | 锁机制、数据一致性、竞态防护 |
| 8. 公共API参数校验 | 提升接口健壮性与可用性 |

📊测试覆盖范围

  • 基础连接:100 次循环连接/断开,混合 QoS 消息与订阅

  • 消息流控:连续发送 QoS0/1/2 等级 1000 条消息,混合 QoS 压力测试

  • 订阅管理:批量、大量、重复、混合 QoS 订阅与取消

  • 并发压测:

    • 单客户端 20 线程 × 各 1000 条 QoS1/2 消息
    • 多客户端 20 并发实例进行双向发布/订阅
  • 可靠性:长连接、弱网、Keep-Alive、重连机制验证

  • 资源安全:全链路内存泄漏、句柄泄漏检测

📊代码质量与规范

✅ 工具链全面集成

|-------------|------------------------------------------------------------|
| 工具 | 用途 |
| Sanitizer | 运行时捕获内存与线程安全问题 |
| clang-tidy | 静态分析潜在缺陷(空指针、资源泄漏等) |
| Cppcheck | 深度扫描内存与资源问题 |
| ClangFormat | 统一代码风格 |
| 编译器警告 | -Wall -Wextra(默认)、-Weffc++/-Weverything(Clang 可选,CI 强化时开启) |

检查重点覆盖

  • 内存安全:杜绝泄漏、越界、悬空指针

  • 性能优化:减少冗余拷贝与低效算法

  • 可读性:命名规范、注释完整、逻辑清晰

✅成果:实现接近语法级"零缺陷",长期维护成本大幅降低

🔒安全性与可靠性全面提升

  • 公共 API 全面审查

  • 核心数据结构访问均受同步机制保护

  • 动态内存策略更健壮,异常路径也能安全释放

  • 输入验证与边界检查更严格,防御性编程增强

  • 网络异常处理更完善,弱网环境下连接恢复更快

  • 错误恢复路径更稳健,超时策略更精准

🎉总结

本次 RyanMqtt 2.0 是一次具有里程碑意义的升级:

  1. 技术栈现代化:迁移至 coreMQTT,拥抱更活跃的生态与未来扩展能力

  2. 架构更清晰:模块高度解耦,抽象设计更合理

  3. 质量更可信:专项测试 + 静态分析 + AI 审查构筑强大防线

  4. 性能再优化:更低资源占用、更高吞吐效率

  5. 维护更轻松:统一代码规范、平台抽象降低长期开发成本

🔄从 1.x 迁移至 2.x

RyanMqtt 2.0 在设计上尽量减少破坏性变更。升级过程极为简单:

V1.x 升级到 V2.x 时,需在RyanMqttClientConfig_t结构体中移除以下四个已废弃字段:

cpp 复制代码
char *recvBuffer;        // MQTT 接收缓冲区(已废弃)char *sendBuffer;        // MQTT 发送缓冲区(已废弃)uint32_t recvBufferSize; // 接收缓冲区大小(已废弃)uint32_t sendBufferSize; // 发送缓冲区大小(已废弃)

受影响的主要接口(其余接口原则上兼容,如有差异以头文件为准):

cpp 复制代码
RyanMqttError_e RyanMqttSetConfig(RyanMqttClient_t *client, RyanMqttClientConfig_t *clientConfig);// packetType 不再使用enum msgTypes, 新类型请参考 RyanMqttPublic.h 文件内MQTT packet types宏定义RyanMqttError_e RyanMqttDiscardAckHandler(RyanMqttClient_t *client, uint8_t packetType, uint16_t packetId);

其余 API 与配置保持兼容,无需额外修改即可完成迁移。若编译期出现不兼容,请以 mqttclient/include/*.h 中的最新签名为准。

强烈建议所有用户都升级到2.0!选择latest就是2.0版本,已在公司项目运行好几个月

不准备升级到2.0的用户可以选择1.2.1版本,是V1的最后一个版本

RyanMqtt github仓库

https://github.com/Ryan-CW-Code/RyanMqtt

RT-Thread社区软件包:

https://packages.rt-thread.org/detail.html?package=RyanMqtt

20250916更新

RyanMqtt核心库细节优化、test新增3个测试例程

|---------------|-----------------------------------|
| 测试类别 | 测试目标 |
| 随机网络故障弱网丢包测试 | 在弱网及高丢包环境下,完成 QOS 全等级消息完整性与内存回收验证 |
| 随机网络故障内存回收检测 | 验证异常网络情况下的内存释放,提升接口健壮性与可用性 |
| 随机内存故障,内存回收测试 | 验证内存异常情况下的资源释放,提升接口健壮性与可用性 |

20251013更新

  • 修复客户端销毁逻辑:在 init 后未执行 start 即销毁时,资源无法释放的问题

  • 支持零长度字符串:clientId、userName、password 现在允许长度为 0

  • 内存优化:降低 Config 内存占用

  • 测试增强:补充对应的单元测试代码

RT-Thread Github 开源仓库,欢迎撒个星(Star)支持,更期待你的代码贡献: https://github.com/RT-Thread/rt-thread

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合作邮箱: tongfangyi@rt-thread.com

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