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MQTT CS架构设计

news 2026/6/23 14:16:52

1.项目背景

2.项目下载

3.架构介绍

4.细节讲解

4.1 消息接收处理

4.2 网关处理

4.3 接口方法定义

4.4 IOC容器加载服务组件/客户端组件

4.5 数据库操作

1.项目背景

项目是针对线体项目，进行设计线体流程管理系统，包含人工工位（20个工位以上）和串联的单机设备（5台以上）
管理系统负责工位数据的收集，以及流程的控制，人员的操作响应等

拓扑图

2.项目下载

下载链接：https://download.csdn.net/download/rotion135/93011359

3.架构介绍

设计模式以 MQTT为主要通讯协议，同时支持与PLC的ModbusTCP，测试设备的RS232通讯等
采用CS的设计框架，客户端与服务端是多对一的模式。架构设计上也支持多对多的模式，就是数据同步上需要重新设计一下

接口调用参考了MVC的模式实现，以定义控制器的方式，采用反射将接口与主题绑定，决定请求路径的执行与返回

4.细节讲解

解决方案目录

4.1 消息接收处理

MQTT服务，接收到客户端的请求后，在下面的事件中响应处理

/// <summary>
/// 消息接收
/// </summary>
/// <param name="arg"></param>
/// <returns></returns>
private Task MqttServer_InterceptingPublishAsync(InterceptingPublishEventArgs arg)

获取ClientId，知道来源客户端

再获取主题与携带的参数

把主题和参数都传入到网关API 中处理，再等待网关回复数据，再通过主题返回给客户端

4.2 网关处理

网关收到消息后，根据主题路径，获取需要调用的目标方法，通过反射的机制实现方法调用，再返回结果。参数都是Json的数据结构，目标方法是空参数的话，传入的参数就需要时空Json对象，即"{}"

/// <summary> /// 请求操作 /// </summary> /// <param name="toptic">主题内容</param> /// <param name="param">参数</param> /// <returns></returns> public static async Task<string> RequestOperation(string clientId, string toptic, object param) { string msgModel = "{}"; try { //根据主题获取请求路径 // 1.根据主题获取请求路径/反射所需信息 var item = TopticCache.TopticCaches.Find(x => x.RequestToptic == toptic); if (item == null) { return msgModel; } // 2.将入参JSON字符串转为JObject(核心：方便根据参数名取值+自动类型转换) string paramJson = param?.ToString() ?? "{}"; JObject paramJObj = JObject.Parse(paramJson); // 3.反射：拼接完整类名【命名空间.类名】，获取类的Type对象 string fullClassName = $"{item.NameSpace}.{item.Controller}"; Type targetClassType = AppDomain.CurrentDomain.GetAssemblies() .Select(asm => asm.GetType(fullClassName)) // 从每个程序集中获取类型 .FirstOrDefault(type => type != null); // 取第一个非空的匹配类型 //Type targetClassType = Type.GetType(fullClassName); if (targetClassType == null) { return msgModel; } // 4.创建类的实例(如果是单例/注入的服务，这里可以替换为IOC容器获取实例) object classInstance = Activator.CreateInstance(targetClassType); // 5.反射：获取类中指定的异步方法对象 MethodInfo targetMethod = targetClassType.GetMethod( item.Method, BindingFlags.Public | BindingFlags.Instance | BindingFlags.IgnoreCase); if (targetMethod == null) { return msgModel; } // 6.核心：解析JSON参数，匹配目标方法的入参，生成参数数组 ParameterInfo[] methodParams = targetMethod.GetParameters(); object[] invokeParams = new object[methodParams.Length]; for (int i = 0; i < methodParams.Length; i++) { var paramInfo = methodParams[i]; // 从JSON中根据【参数名】取值，兼容参数名大小写不一致问题 JToken paramValue = paramJObj.GetValue(paramInfo.Name, StringComparison.OrdinalIgnoreCase); if (paramValue == null || paramValue.Type == JTokenType.Null) { // 无传参时，赋值默认值 invokeParams[i] = paramInfo.HasDefaultValue ? paramInfo.DefaultValue : null; } else { // 自动类型转换：JSON值 转为 方法入参的实际类型 invokeParams[i] = paramValue.ToObject(paramInfo.ParameterType); } } //赋值ClientId (classInstance as BaseAPIController).ClientId = clientId; // 7.核心：反射调用【异步方法】并await执行，获取返回结果 var methodResult = targetMethod.Invoke(classInstance, invokeParams); // 异步方法必须await，获取Task的实际返回值 if (methodResult is Task realTask) { await realTask; // 通过反射获取Task<T>的Result属性，拿到真实返回数据 var resultProperty = realTask.GetType().GetProperty("Result"); if (resultProperty != null) { var realData = resultProperty.GetValue(realTask); // 8.将方法返回值 赋值给泛型返回对象 if (realData != null) { msgModel = JsonConvert.SerializeObject(realData); } } } return msgModel; } catch (Exception ex) { MsgModel err = new MsgModel(false, MsgErrorType.Internal_Error, ex.Message); return JsonConvert.SerializeObject(err); } }