五分钟系列之入门mqtt

1. MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议)

• 是一种基于发布/订阅（publish/subscribe）模式的“轻量级”通讯协议，该协议构建于TCP/IP协议上
• 由IBM在1999年发布
• 该协议⽀持所有平台，几乎可以把所有联⽹物品和外部连接起来，被用来当做传感器和致动器(比如通过Twitter让房屋联网)的通信协议
• MQTT官网: http://mqtt.org

2. 特点

• 开放消息协议，简单易实现
• 发布订阅模式，一对多消息发布
• 基于TCP/IP网络连接
• 1字节固定报头，2字节心跳报文，报文结构紧凑
• 消息QoS支持，可靠传输保证

3. mqtt使用主题(topic)的形式进行路由定义，类似URL, 如：

• 匹配单个topic

    - /       # 订阅 /
    - /house   # 订阅house
    - house/room1/main-light    # 订阅房间1的main light 
    - house/room1/side-light    # 订阅房间1的side light 

• 匹配多个topic(# 和+是通配符， #匹配多层级 +匹配单层级)

    - house/+/main-light  # 订阅house中所有的main light 
    - house/#             # 订阅house中的所有topic
    - #                   # 订阅所有topic

• 举个栗子(使用mosquitto，具体安装方法比较简单请自行搜索(- _ - !) )
• 订阅

mosquitto_sub -t house/room1/main-light

• 发布

mosquitto_pub -t house/room1/main-light -m 'hello mqtt!' -q 1 # -t 主题 -q 消息质量

4. qos(服务质量, 说明: 客户端和服务端保持一致)

• 值 0：至多一次，消息基本上仅传送一次，如果当时客户端不可用，则会丢失该消息
  比较鸡肋，但性能损耗最小，因为消息只发一次， 但可能会丢失数据
• 值 1：至少一次，消息应传送至少 1 次
  可能会重复发送消息，性能在0-2之间，常用值
• 值 2：只有一次，确保消息到达一次
  安全性最高，能够确保消息到达一次，但性能最差，适合对重要数据的场景使用

心跳机制

• MQTT客户端向服务器发起CONNECT请求时，通过KeepAlive参数设置保活周期

• 客户端在无报文发送时，按KeepAlive周期定时发送2字节的PINGREQ心跳报文，服务端收到PINGREQ报文后，回复2字节的PINGRESP报文

• 服务端在1.5个心跳周期内，既没有收到客户端发布订阅报文，也没有收到PINGREQ心跳报文时，主动心跳超时断开客户端TCP连接

遗愿消息(Last Will)

• MQTT客户端向服务器端CONNECT请求时，可以设置是否发送遗愿消息(Will Message)标志，和遗愿消息主题(Topic)与内容(Payload)

• MQTT客户端异常下线时(客户端断开前未向服务器发送DISCONNECT消息)，MQTT消息服务器会发布遗愿消息

保留消息(Retained Message)

• MQTT客户端向服务器发布(PUBLISH)消息时，可以设置保留消息(Retained Message)标志
• 保留消息(Retained Message)会驻留在消息服务器，后来的订阅者订阅主题时仍可以接收该消息

如下发布消息

mosquitto_pub -r -q 1 -t house/room1/main-light -m 'hello mqtt!'

客户端再次连上的时候可以收到该消息

mosquitto_sub -t house/room1/main-light -q 1