RabbitMQチュートリアル１のサンプルプログラムをCで書く

#RabbitMQ チュートリアル１ Cバージョン
RabbitMQ チュートリアル https://www.rabbitmq.com/getstarted.html のPython版のプログラムを下敷きにして、Cライブラリ https://github.com/alanxz/rabbitmq-c を使ったプログラムを書きます。RabbitMQの説明等は、元のチュートリアルを参照してください。

プログラム自体は C++を使っていますが、class定義などを使っていないので、Cでも大きな違いはありません。エラーチェックのコードは、適宜追加してください。

##送信
RabbitMQサーバとのコネクションを確立するために、まずコネクションオブジェクトを作成する。コネクションオブジェクトの使用終了後は、amqp_destroy_connection()で破棄する。

```cpp:amqp.h
amqp_connection_state_t  amqp_new_connection(void);
int  amqp_destroy_connection(amqp_connection_state_t state);
```

RabbitMQサーバに接続するには、amqp_tcp_socket_new()でソケットを作成し、amqp_socket_open()でホスト、ポート番号を指定してコネクションを張る。

```cpp:amqp_tcp_socket.h
amqp_socket_t*  amqp_tcp_socket_new(amqp_connection_state_t state);
int  amqp_socket_open(amqp_socket_t* socket, const char *host, int port);
```

サーバに接続後、バーチャルホスト、認証方法、ID、PWを送信してログインする。

```cpp:amqp.h
amqp_rpc_reply_t  amqp_login(amqp_connection_state_t state,
                             char const *vhost,
                             int channel_max, int frame_max, int heartbeat,
                             amqp_sasl_method_enum sasl_method, ...);
```

正常終了の場合、戻り値の amqp_rpc_reply_t のメンバ reply_type に AMQP_RESPONSE_NORMAL が格納される。

キューを作成するには、amqp_queue_declare()を使う。

```cpp:amqp_framing.h
amqp_queue_declare_ok_t*  amqp_queue_declare(amqp_connection_state_t state,
                                             amqp_channel_t channel,
                                             amqp_bytes_t queue,
                                             amqp_boolean_t passive, amqp_boolean_t durable, amqp_boolean_t exclusive, amqp_boolean_t auto_delete,
                                             amqp_table_t arguments);
```

キュー名などのテキストデータは amqp_bytes_t構造体で指定する。この構造体は、バイトデータの長さとデータへのポインタからなる。関数への受け渡しでは、この構造体がコピーされる。

```cpp:amqp.h
typedef struct amqp_bytes_t_ {
  size_t  len;   /* バッファのバイト数 */
  void*  bytes;  /* バッファへのポインタ */
} amqp_bytes_t;
```

C文字列からamqp_bytes_t構造体を生成するには、amqp_cstring_bytes()関数が利用できる。

exchangeとrouting_keyを指定して、キューのexchangeにデータを送信する。

```cpp:amqp.h
int  amqp_basic_publish(amqp_connection_state_t state, amqp_channel_t channel,
                        amqp_bytes_t exchange, amqp_bytes_t routing_key,
                        amqp_boolean_t mandatory, amqp_boolean_t immediate,
                        amqp_basic_properties_t const* properties,
                        amqp_bytes_t body);
```

最終的なプログラムは以下のとおり。

```cpp:send.cc
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <amqp.h>
#include <amqp_tcp_socket.h>
#include <amqp_framing.h>

int  main (int argc, char** argv) {
    amqp_connection_state_t  conn = amqp_new_connection ();

    amqp_socket_t*  socket = amqp_tcp_socket_new (conn);

    int  rc_sock = amqp_socket_open (socket, "localhost", 5672);
    if (rc_sock != AMQP_STATUS_OK) {
        fprintf (stderr, "connection failure.\n");
        exit (1);
    }

    amqp_rpc_reply_t  rc_login = amqp_login (conn, "/", AMQP_DEFAULT_MAX_CHANNELS, AMQP_DEFAULT_FRAME_SIZE, AMQP_DEFAULT_HEARTBEAT, AMQP_SASL_METHOD_PLAIN, "guest", "guest");
    if (rc_login.reply_type != AMQP_RESPONSE_NORMAL) {
        if (rc_login.reply_type == AMQP_RESPONSE_SERVER_EXCEPTION) {
            if (rc_login.reply.id == AMQP_CONNECTION_CLOSE_METHOD) {
                amqp_connection_close_t *m = (amqp_connection_close_t *) rc_login.reply.decoded;
                fwrite (m->reply_text.bytes, 1, m->reply_text.len, stderr);
                fprintf (stderr, "\n");
            }
        }
        exit (1);
    }

    amqp_channel_t  channel = 1;
    amqp_channel_open_ok_t*  rc_channel = amqp_channel_open (conn, channel);

    amqp_bytes_t  queue = amqp_cstring_bytes ("hello");
    amqp_queue_declare_ok_t*  rc_decl = amqp_queue_declare (conn, channel, queue, false, false, false, false, amqp_empty_table);

    amqp_bytes_t  msg = amqp_cstring_bytes ("Hello World!");
    int  rc_pub = amqp_basic_publish (conn, channel, amqp_empty_bytes, queue, false, false, NULL, msg);

    amqp_rpc_reply_t  rc_chclose = amqp_channel_close (conn, channel, AMQP_REPLY_SUCCESS);
    amqp_rpc_reply_t  rc_conclose = amqp_connection_close (conn, AMQP_REPLY_SUCCESS);
    amqp_destroy_connection (conn);

    return 0;
}
```

##受信

ライブラリ自体には、イベントループやコールバックの仕組みは用意されていないが、Pythonプログラムの構造にならって、コールバック関数を用意する。ここでは、キューから受け取ったメッセージデータ以外に、コネクションオブジェクトとメッセージエンベロープを引数とする。

```cpp:
void  callback (amqp_connection_state_t* conn, amqp_envelope_t* envelope, amqp_bytes_t body);
```

amqp_basic_consume()で受信方法を指定する。no_ackオプションを指定するには、6番目のパラメータのno_ackにtrueをセットする。

```cpp:amqp_framing.h
amqp_basic_consume_ok_t*  amqp_basic_consume(amqp_connection_state_t state, amqp_channel_t channel,
                                             amqp_bytes_t queue, amqp_bytes_t consumer_tag,
                                             amqp_boolean_t no_local, amqp_boolean_t no_ack, amqp_boolean_t exclusive,
                                             amqp_table_t arguments);
```

amqp_consume_message()でメッセージを待ち受ける。メッセージ以外のデータを受信した場合、適宜処理する。

```cpp:amqp.h
amqp_rpc_reply_t  amqp_consume_message(amqp_connection_state_t state,
                                       amqp_envelope_t *envelope,
                                       struct timeval *timeout, int flags);

```

最終的なプログラムは以下のとおり。

```cpp:recv.cc
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <amqp.h>
#include <amqp_tcp_socket.h>
#include <amqp_framing.h>

void  callback (amqp_connection_state_t* conn, amqp_envelope_t* envelope, amqp_bytes_t body) {
    printf (" [x] Received ");
    fwrite (body.bytes, 1, body.len, stdout);
    printf ("\n");
}

int  main (int argc, char** argv) {
    amqp_connection_state_t  conn = amqp_new_connection ();

    amqp_socket_t*  socket = amqp_tcp_socket_new (conn);

    int  rc_sock = amqp_socket_open (socket, "localhost", 5672);
    if (rc_sock != AMQP_STATUS_OK) {
        fprintf (stderr, "connection failure.\n");
        exit (1);
    }

    amqp_rpc_reply_t  rc_login = amqp_login (conn, "/", AMQP_DEFAULT_MAX_CHANNELS, AMQP_DEFAULT_FRAME_SIZE, AMQP_DEFAULT_HEARTBEAT, AMQP_SASL_METHOD_PLAIN, "guest", "guest");
    if (rc_login.reply_type != AMQP_RESPONSE_NORMAL) {
        if (rc_login.reply_type == AMQP_RESPONSE_SERVER_EXCEPTION) {
            if (rc_login.reply.id == AMQP_CONNECTION_CLOSE_METHOD) {
                amqp_connection_close_t *m = (amqp_connection_close_t *) rc_login.reply.decoded;
                fwrite (m->reply_text.bytes, 1, m->reply_text.len, stderr);
                fprintf (stderr, "\n");
            }
        }
        exit (1);
    }

    amqp_channel_t  channel = 1;
    amqp_channel_open_ok_t*  rc_channel = amqp_channel_open (conn, channel);

    amqp_bytes_t  queue = amqp_cstring_bytes ("hello");
    amqp_queue_declare_ok_t*  rc_decl = amqp_queue_declare (conn, channel, queue, false, false, false, false, amqp_empty_table);

    amqp_basic_consume_ok_t*  rc_cons = amqp_basic_consume (conn, channel, queue, amqp_empty_bytes, false, true/*no_ack*/, false, amqp_empty_table);

    printf (" [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C\n");

    while (1) {
        amqp_maybe_release_buffers (conn);
        amqp_envelope_t  envelope;
        amqp_rpc_reply_t  rc_msg = amqp_consume_message (conn, &envelope, NULL, 0);
        switch (rc_msg.reply_type) {
        case AMQP_RESPONSE_NORMAL:
            callback (&conn, &envelope, envelope.message.body);
            break;
        case AMQP_RESPONSE_LIBRARY_EXCEPTION:
            if (rc_msg.library_error == AMQP_STATUS_UNEXPECTED_STATE) {
                amqp_frame_t  frame;
                if (amqp_simple_wait_frame (conn, &frame) != AMQP_STATUS_OK) {
                    goto Ex1;
                }
                if (frame.frame_type == AMQP_FRAME_METHOD) {
                    switch (frame.payload.method.id) {
                    case AMQP_BASIC_ACK_METHOD:
                        break;
                    case AMQP_BASIC_RETURN_METHOD: {
                        amqp_message_t  message;
                        amqp_rpc_reply_t  rc_read = amqp_read_message (conn, frame.channel, &message, 0);
                        if (rc_read.reply_type != AMQP_RESPONSE_NORMAL) {
                            goto Ex1;
                        }
                        amqp_destroy_message (&message);
                        break;
                    }
                    case AMQP_CHANNEL_CLOSE_METHOD:
                        goto Ex1;
                    case AMQP_CONNECTION_CLOSE_METHOD:
                        goto Ex1;
                    default:
                        fprintf (stderr ,"An unexpected method was received %d\n", frame.payload.method.id);
                        goto Ex1;
                    }
                }
            }
            break;
        default:;
        }
        amqp_destroy_envelope (&envelope);
    }

 Ex1:;
    amqp_rpc_reply_t  rc_chclose = amqp_channel_close (conn, channel, AMQP_REPLY_SUCCESS);
    amqp_rpc_reply_t  rc_conclose = amqp_connection_close (conn, AMQP_REPLY_SUCCESS);
    amqp_destroy_connection (conn);

    return 0;
}
```