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文章目录
  1. 1. 背景
  2. 2. MQTT简介
  3. 3. MQTT特点
  4. 4. MQTT协议特征
  5. 5. MQTT服务端和客户端
  6. 6. 应用场景
    1. 6.1. 推送

背景

　　近来公司需要做一个即时通讯工具，选型用MQTT协议来做。于是仔细搜集MQTT相关的了一些资料，并分享出来供大家参考。

MQTT简介

　　MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输）是IBM开发的一个即时通讯协议，它是一种轻量级的、基于代理的“发布/订阅”模式的消息传输协议。其具有协议简洁、小巧、可扩展性强、省流量、省电等优点，而且已经有PHP，JAVA，Python，C，C#，Go等多个语言版本，基本可以使用在任何平台上，几乎可以把所有联网物品和外部连接起来，所以特别适合用来当做物联网的通信协议。

MQTT特点

　　MQTT协议是为大量计算能力有限，且工作在低带宽、不可靠的网络的远程传感器和控制设备通讯而设计的协议，它具有以下主要的几项特性：

  1. 使用发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布，解除应用程序耦合；
  • 对负载内容屏蔽的消息传输；
  • 使用 TCP/IP 提供网络连接；
  • 有三种消息发布服务质量：
    • “至多一次”，消息发布完全依赖底层 TCP/IP 网络。会发生消息丢失或重复。这一级别可用于如下情况，环境传感器数据，丢失一次读记录无所谓，因为不久后还会有第二次发送。
    • “至少一次”，确保消息到达，但消息重复可能会发生。
    • “只有一次”，确保消息到达一次。这一级别可用于如下情况，在计费系统中，消息重复或丢失会导致不正确的结果。
  • 小型传输，开销很小（固定长度的头部是 2 字节），协议交换最小化，以降低网络流量；
  • 使用 Last Will 和 Testament 特性通知有关各方客户端异常中断的机制；

MQTT协议特征

  1. 消息模型
    　　MQTT是一种基于代理的发布/订阅的消息协议。提供一对多的消息分发，解除应用程序耦合。一个发布者可以对应多个订阅者，当发布者发生变化的时候，他可以将消息一一通知给所有的订阅者。这种模式提供了更大的网络扩展性和更动态的网络拓扑。
    MQTT 消息传输模型
  • 消息质量
    MQTT提供三种质量的服务：
    1. 至多一次，可能会出现丢包的现象。使用在对实时性要求不高的情况。这一级别可应用于如下情景，如环境传感器数据，丢失一次读记录无所谓，因为很快下一次读记录就会产生。
    • 至少一次，保证包会到达目的地，但是可能出现重包。
    • 正好一次，保证包会到达目的地，且不会出现重包的现象。这一级别可用于如计费系统等场景，在计费系统中，消息丢失或重复可能会导致生成错误的费用。
  • 主题名称
    　　主题名称（Topic name）用来标识已发布消息的信息的渠道。订阅者用它来确定接收到所关心的信息。它是一个分层的结构，用斜线“/”作为分隔符。有两种通配符可以在主题发布、订阅时使用：“#”和“+”。前者可以通配多层结构，而后者只能通配一层结构。例如一个topic ： “a/b/c”,则“a/+/c”和“a/#”都可以和它相等。发布不支持模糊匹配，必须是确定的主题。
  • 遗属
    　　当一个客户端断开连接的时候，它希望客户端可以发送它指定的消息。该消息和普通消息的结构相同。通过设置该位并填入和信息相关的内容即可。
  • 消息类型
消息类型 类型编码 说明
reserved 0 保留
connect 1 客户端到服务端的连接请求
connACK 2 服务端对连接请求的响应
publish 3 发布消息
puback 4 对发布消息的回应
pubRec 5 收到发布消息（保证传输part1）
pubRel 6 释放发布消息（保证传输part2）
pubComp 7 完成发布消息（保证传输part3）
subscribe 8 客户端订阅请求
subBack 9 订阅请求的回应
unsubscribe 10 停止订阅请求
unsubBack 11 停止订阅请求响应
pingReq 12 Ping请求（保持连接）
pingResp 13 Ping响应
disconnect 14 客户端正在断开
reserved 15 保留

开发一个MQTT库需要提供如下命令：
Connect ：当一个TCP/IP套接字在服务器端和客户端连接建立时需要使用的命令。
publish ： 是由客户端向服务端发送，告诉服务器端自己感兴趣的Topic。每一个publishMessage 都会与一个Topic的名字联系在一起。
pubRec: 是publish命令的响应，只不过使用了2级QoS协议。它是2级QoS协议的第二条消息
pubRel: 是2级QoS协议的第三条消息
publComp: 是2级QoS协议的第四条消息
subscribe： 允许一个客户端注册自已感兴趣的Topic 名字，发布到这些Topic的消息会以publish Message的形式由服务器端发送给客户端。
unsubscribe: 从客户端到服务器端，退订一个Topic。
Ping： 有客户端向服务器端发送的“are you alive”的消息。
disconnect：断开这个TCP/IP协议。

MQTT服务端和客户端

MQTT协议服务端：https://github.com/mqtt/mqtt.github.io/wiki/servers
MQTT协议类库：https://github.com/mqtt/mqtt.github.io/wiki/libraries
MQTT协议官网：http://mqtt.org/

应用场景

推送

　　再给大家普及下“推送”这个概念，推送这个词大部分人都会有印象的。比如PC端的推送广告，比如安卓的推送服务，还有一些即时通信软件如微信、易信等也是采用的推送技术。
　　现在的推送实现的方式已经非常多了，主流的有C2DM服务（Google Cloud Messaging），基于XML协议的通讯协议XMPP协议（Openfire + Spark + Smack）, 轻量级的、基于代理的“发布/订阅”模式的消息传输协议MQTT协议，还可以通过嵌入SDK使用第三方提供的推送服务，如百度云推送、极光推送、智游推送、腾讯信鸽等。
　　推送利用的也是类似于上面提到的代理技术，从而将数据源源不断地推向客户机。笔者对其它协议了解不多所以也不敢多做妄言，但是现在国内很多企业都已经广泛使用MQTT作为Android手机客户端与服务器端推送消息的协议。其中Sohu，Cmstop手机客户端中均有使用到MQTT作为消息推送消息。

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  1. 1. 背景
  2. 2. MQTT简介
  3. 3. MQTT特点
  4. 4. MQTT协议特征
  5. 5. MQTT服务端和客户端
  6. 6. 应用场景
    1. 6.1. 推送