MQTT简单介绍与实现

1. MQTT 介绍

• 它是一种 机器之间通讯 machine-to-machine (M2M)、物联网 Internet of Things &＃xff08;IoT&＃xff09;常用的一种轻量级消息传输协议
• 适用于网络带宽较低的场合
• 包含发布、订阅模式&＃xff0c;通过一个代理服务器&＃xff08;broker&＃xff09;&＃xff0c;任何一个客户端&＃xff08;client&＃xff09;都可以订阅或者发布某个主题的消息&＃xff0c;然后订阅了该主题的客户端则会收到该消息

1.1 消息主题

• 发布消息或者订阅消息都要选定一个消息主题&＃xff0c;消息主题可以任意定制&＃xff0c;类似文件系统&＃xff0c;用 “/” 进行分隔&＃xff0c;例如主题为 /a/b/c/d 的消息
• 客户端可以使用完全字符匹配消息&＃xff0c;也可以使用通配符进行消息匹配
  
  • 通配符 &＃43; &＃xff1a;替换任意单个层级。比如订阅 /a/b/c/d、/a/&＃43;/c/d 、&＃43;/&＃43;/&＃43;/&＃43; 主题的消息即可收到主题为 /a/b/c/d 的消息&＃xff0c;而 b/&＃43;/c/d 、 &＃43;/&＃43;/&＃43; 不会匹配
  • 通配符 # &＃xff1a;匹配任意层级&＃xff0c;只能用于末尾&＃xff0c; #、a/# 可以匹配上面的主题消息
• 长度为 0 的主题层级也是允许的。比如发布主题为 a//topic 的消息&＃xff0c;客户端可以用 a/&＃43;/topic 进行匹配。/a/topic 的主题用 &＃43;/a/topic、#、/# 可以匹配。

1.2 服务质量&＃xff08;Quality of Service&＃xff0c;QoS&＃xff09;

MQTT 定义了三种客户端与代理服务器之间消息到达的难度

• 0&＃xff1a;broker/client 之间消息传一次&＃xff0c;并不确认传到没有&＃xff0c;消息可能丢失
• 1&＃xff1a;broker/client 之间消息至少一次&＃xff0c;带确认消息的传输&＃xff0c;可能重复收到
• 2&＃xff1a;broker/client 之间消息仅有一次&＃xff0c;利用四次握手进行确认&＃xff0c;网络延迟可能会增加

当客户端订阅的消息质量与代理服务器发布主题的质量不同时&＃xff0c;客户端会选择难度最小的 QoS 接收消息

• 发布等级为 2 &＃xff0c;客户端订阅等级为 0&＃xff0c; 那么客户端接收到的 QoS &＃61; 0
• 发布等级为 0 &＃xff0c;订阅等级为 2&＃xff0c;那么客户端接收到的 QoS &＃61; 0

1.3 消息保留

• 即当 broker 正在发送消息给 client 时&＃xff0c;消息会保存&＃xff0c;如果此时有新的 client 订阅了该主题的消息&＃xff0c;那么它也会收到消息。这种做法的好处就是当消息主题经常变换的时候&＃xff0c;如果有新的 client 订阅该消息&＃xff0c;那么它不用等待太长的时间就可以收到消息

1.4 会话清除

• client 可以设置 clean session 标志位&＃xff0c;当 clean session &＃61; false 时&＃xff0c;client 失去连接时&＃xff0c; broker 会一直保留消息直到 client 重新连接。而 clean session &＃61; true 时&＃xff0c;broker 会清除所有的消息当这个 client 失去连接。

1.5 消息意愿

• 当 client 连接上 broker 时&＃xff0c;client 会提示 broker 它有一个意愿消息&＃xff0c;这个意愿消息将会在 client 失去连接时&＃xff0c;broker 发送出去。消息意愿和普通消息一样都包含主题和内容。

2. 实例

用实例验证上面的概念

2.1 代理服务器

实现了 MQTT 的代理服务器有很多种&＃xff0c;我们使用 mosquitto

2.2 mosquitto 实现过程

• 下载安装 mosquitto&＃xff0c;进入 mosquitto 安装目录&＃xff0c;新开当前目录的命令行 A&＃xff0c;执行命令 mosquitto -c mosquitto.conf&＃xff0c;表示通过执行这个配置文件实现代理服务&＃xff0c;如果命令窗口没有任何输出表示启动成功&＃xff0c;配置文件内容介绍可以自己网上了解
• 然后在当前目录下&＃xff0c;新开命令行 B&＃xff0c;执行 mosquitto_sub -t name&＃xff0c;表示订阅主题为 name 的消息
• 同样在当前目录&＃xff0c;新开命令行 C&＃xff0c;执行 mosquitto_pub -t name -m 123&＃xff0c;表示发布主题为 name &＃xff0c;内容为 123 的消息
• 命令行 B 收到 123 消息表示整个过程实现 OK

2.3 一个 Chorme 应用

这里介绍一个能够监听本地 MQTT 消息的应用 MQTTLens&＃xff0c;去 Chorme 网上应用店下载
- 安装好后新建连接&＃xff0c;配置如下

• 圆角图标是绿色表示连接成功
• 接下来你就可以在软件里面&＃xff0c;订阅、发布任意 MQTT 消息了&＃xff0c;非常方便&＃xff01;

博文参考

MQTT再学习 – 搭建MQTT服务器及测试