MQTT简单介绍与实现

邮差的信 提交于 2019-11-28 20:33:44

1. MQTT 介绍
它是一种 机器之间通讯 machine-to-machine (M2M)、物联网 Internet of Things (IoT)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,通过一个代理服务器(broker),任何一个客户端(client)都可以订阅或者发布某个主题的消息,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,消息主题可以任意定制,类似文件系统,用 “/” 进行分隔,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,也可以使用通配符进行消息匹配
通配符 + :替换任意单个层级。比如订阅 /a/b/c/d、/a/+/c/d 、+/+/+/+ 主题的消息即可收到主题为 /a/b/c/d 的消息,而 b/+/c/d 、 +/+/+ 不会匹配
通配符 # :匹配任意层级,只能用于末尾, #、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,客户端可以用 a/+/topic 进行匹配。/a/topic 的主题用 +/a/topic、#、/# 可以匹配。

1.2 服务质量(Quality of Service,QoS)
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:broker/client 之间消息传一次,并不确认传到没有,消息可能丢失
1:broker/client 之间消息至少一次,带确认消息的传输,可能重复收到
2:broker/client 之间消息仅有一次,利用四次握手进行确认,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,客户端会选择难度最小的 QoS 接收消息

发布等级为 2 ,客户端订阅等级为 0, 那么客户端接收到的 QoS = 0
发布等级为 0 ,订阅等级为 2,那么客户端接收到的 QoS = 0

1.3 消息保留
即当 broker 正在发送消息给 client 时,消息会保存,如果此时有新的 client 订阅了该主题的消息,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,如果有新的 client 订阅该消息,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,当 clean session = false 时,client 失去连接时, broker 会一直保留消息直到 client 重新连接。而 clean session = true 时,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,client 会提示 broker 它有一个意愿消息,这个意愿消息将会在 client 失去连接时,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

js实现过程

function RndNum(n){    var rnd="";    for(var i=0;i<n;i++)        rnd+=Math.floor(Math.random()*10);    return rnd;}var hostname = '服务器',    port = “端口号”,    clientId =  RndNum(5),    keepAlive = 100,    cleanSession = false,    userName = '',    password = '',    topic = '订阅消息';client = new Paho.MQTT.Client(hostname, port, clientId);//建立客户端实例var options = {    invocationContext: {        host: hostname,        port: port,        path: client.path,        clientId: clientId    },    keepAliveInterval: keepAlive,    cleanSession: cleanSession,    userName: userName,    password: password,    onSuccess: onConnect,};client.connect(options);//连接服务器并注册连接成功处理事件function onConnect() {    console.log("onConnected");    client.subscribe(topic);}client.onConnectionLost = onConnectionLost;//注册连接断开处理事件client.onMessageArrived = onMessageArrived;//注册消息接收处理事件function onConnectionLost(responseObject) {    console.log(responseObject);    if (responseObject.errorCode !== 0) {        console.log("onConnectionLost:" + responseObject.errorMessage);        console.log("连接已断开");    }}function onMessageArrived(message) {    let msg = message.payloadString;     //  消息处理}var count = 0;function start() {    window.tester = window.setInterval(function () {        if(count!=0){            if (client.isConnected) {                    var s =  "content:" + (count++) ;                    message = new Paho.MQTT.Message(s);                    message.destinationName = topic;                    client.send(message);            }        }else        {            window.clearInterval(window.tester);        }        });}java spring boot实现过程
1.添加依赖<dependency>    <groupId>org.eclipse.paho</groupId>    <artifactId>org.eclipse.paho.client.mqttv3</artifactId>    <version>1.1.1</version></dependency>
2.创建类
public class mqttutil {    private  String serviceURI = "服务器端口号";    private  String clientID = "客户端id";    private MqttClientPersistence persistence = new MemoryPersistence();    private  String username = "";    private  String password = "";    private  String topic = "订阅";    private  String MessageStr = "";    private  int qos = 0;    /**     * 消息订阅     **/    public  void subscribe() {        try {            MqttClient client = new MqttClient(serviceURI, clientID, persistence);            client.setCallback(new MqttCallback() {                public void connectionLost(Throwable cause) {                    System.out.println("订阅者连接丢失...");                    System.out.println(cause.getMessage());                }                public void messageArrived(String topic, MqttMessage message) {                    MessageStr = message.toString();//                    System.out.println("订阅者接收到消息:"+MessageStr);                }                public void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken token) {                }            });            MqttConnectOptions connectOptions = new MqttConnectOptions();            connectOptions.setUserName(username);            connectOptions.setPassword(password.toCharArray());            connectOptions.setCleanSession(false);            //订阅者连接订阅主题            client.connect(connectOptions);            client.subscribe(topic, qos);            System.out.println("订阅者连接状态: " + client.isConnected());        } catch (MqttException e) {            e.printStackTrace();        }    }
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