什么是MQTT
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,有可能成为物联网的重要组成部分。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,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,被用来当做传感器和制动器(比如通过Twitter让房屋联网)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;
2、对负载内容屏蔽的消息传输;
3、使用 TCP/IP 提供网络连接;
4、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。
5、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;
6、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协议实现方式
在通讯过程中,MQTT协议中有三种身份:发布者(Publish)、代理(Broker)(服务器)、订阅者(Subscribe)。其中,消息的发布者和订阅者都是客户端,消息代理是服务器,消息发布者可以同时是订阅者。
MQTT传输的消息分为:主题(Topic)和负载(payload)两部分:
(1)Topic,可以理解为消息的类型,订阅者订阅(Subscribe)后,就会收到该主题的消息内容(payload);
(2)payload,可以理解为消息的内容,是指订阅者具体要使用的内容。
MQTT协议数据
在MQTT协议中,一个MQTT数据包由:固定头(Fixed header)、可变头(Variable header)、消息体(payload)三部分构成。MQTT数据包结构如下:
(1)固定头(Fixed header)。存在于所有MQTT数据包中,表示数据包类型及数据包的分组类标识。
(2)可变头(Variable header)。存在于部分MQTT数据包中,数据包类型决定了可变头是否存在及其具体内容。
(3)消息体(Payload)。存在于部分MQTT数据包中,表示客户端收到的具体内容。
MQTT实战
目前正在做的通过mqtt做的是通过java代码控制硬件设备上相应LED灯的点亮、熄灭和闪烁操作,Publish如下:
package com.joysuccess.testmqtt;
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.*;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;
import java.text.DateFormat;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/**
* Created by ${zhangxufeng} on 2018/6/28.
*/
public class Server {
//tcp://MQTT安装的服务器地址:MQTT定义的端口号
public static final String HOST = "tcp://localhost:12333";
//定义一个主题
public static final String TOPIC = "XXXXXXXXXXXXX";
//定义MQTT的ID,可以在MQTT服务配置中指定
private static final String clientid = "server11";
private MqttClient client;
private MqttTopic topic11;
private String userName = "admin";
private String passWord = "admin";
private MqttMessage message;
/**
* 构造函数
* @throws MqttException
*/
public Server() throws MqttException {
// MemoryPersistence设置clientid的保存形式,默认为以内存保存
client = new MqttClient(HOST, clientid, new MemoryPersistence());
connect();
}
/**
* 用来连接服务器
*/
private void connect() {
MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();
options.setCleanSession(false);
options.setUserName(userName);
options.setPassword(passWord.toCharArray());
// 设置超时时间
options.setConnectionTimeout(10);
// 设置会话心跳时间
options.setKeepAliveInterval(20);
try {
client.setCallback(new PushCallback());
client.connect(options);
topic11 = client.getTopic(TOPIC);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
*
* @param topic
* @param message
* @throws MqttPersistenceException
* @throws MqttException
*/
public void publish(MqttTopic topic , MqttMessage message) throws MqttPersistenceException,
MqttException {
MqttDeliveryToken token = topic.publish(message);
token.waitForCompletion();
System.out.println("message is published completely! "
+ token.isComplete());
}
/**
* 启动入口
* @param args
* @throws MqttException
*/
public static void main(String[] args) throws MqttException {
Server server = new Server();
server.message = new MqttMessage();
server.message.setQos(1);
server.message.setRetained(true);
Map<String,Object> map = new HashMap<>();
Map<String,Object> map1 = new HashMap<>();//灯的颜色选择,r:红,g:绿,b:蓝,0闭,1长亮,大于2闪烁,大于2时数值为闪烁频率(500,每500ms闪烁一次)
map1.put("r",0);
map1.put("g",500);
map1.put("b",0);
map.put("moit","04D");
map.put("sat","i7");
map.put("cl","lxd");
map.put("pas",map1);
map.put("pe","exing");
map.put("tut",1000);
map.put("pry",0);
map.put("oor","admin");
Date date = new Date();
DateFormat dFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); //HH表示24小时制;
String format = dFormat.format(date);
String[] split = format.split(" ");
String startTime = split[0]+"T"+split[1]+"Z";//拼接时间格式
map.put("startTime",startTime);
server.message.setPayload( JSON.toJSONString(map).getBytes());//转成JSON格式
server.publish(server.topic11 , server.message);
if (server.client.isConnected()){
server.client.disconnect();//关闭连接
}
}
}
Subscribe如下:
package com.joysuccess.testmqtt;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttClient;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttException;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttTopic;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
/**
* Created by ${zhangxufeng} on 2018/6/28.
*/
public class PubMsg {
public static final String HOST = "tcp://localhost:12333";
public static final String TOPIC = "xxxxxxxxx";
private static final String clientid = "client11";
private MqttClient client;
private MqttConnectOptions options;
private String userName = "admin";
private String passWord = "admin";
private ScheduledExecutorService scheduler;
private void start() {
try {
// host为主机名,clientid即连接MQTT的客户端ID,一般以唯一标识符表示,MemoryPersistence设置clientid的保存形式,默认为以内存保存
client = new MqttClient(HOST, clientid, new MemoryPersistence());
// MQTT的连接设置
options = new MqttConnectOptions();
// 设置是否清空session,这里如果设置为false表示服务器会保留客户端的连接记录,这里设置为true表示每次连接到服务器都以新的身份连接
options.setCleanSession(true);
// 设置连接的用户名
options.setUserName(userName);
// 设置连接的密码
options.setPassword(passWord.toCharArray());
// 设置超时时间 单位为秒
options.setConnectionTimeout(10);
// 设置会话心跳时间 单位为秒 服务器会每隔1.5*20秒的时间向客户端发送个消息判断客户端是否在线,但这个方法并没有重连的机制
options.setKeepAliveInterval(20);
// 设置回调
client.setCallback(new PushCallback());
MqttTopic topic = client.getTopic(TOPIC);
//setWill方法,如果项目中需要知道客户端是否掉线可以调用该方法。设置最终端口的通知消息
options.setWill(topic, "close".getBytes(), 2, true);
client.connect(options);
//订阅消息
int[] Qos = {1};
String[] topic1 = {TOPIC};
client.subscribe(topic1, Qos);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) throws MqttException {
PubMsg client = new PubMsg();
client.start();
}
}
PushCallBack如下:
package com.joysuccess.testmqtt;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttClient;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttException;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttTopic;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
/**
* Created by ${zhangxufeng} on 2018/6/28.
*/
public class PubMsg {
public static final String HOST = "tcp://localhost:12333";
public static final String TOPIC = "xxxxxxxxx";
private static final String clientid = "client11";
private MqttClient client;
private MqttConnectOptions options;
private String userName = "admin";
private String passWord = "admin";
private ScheduledExecutorService scheduler;
private void start() {
try {
// host为主机名,clientid即连接MQTT的客户端ID,一般以唯一标识符表示,MemoryPersistence设置clientid的保存形式,默认为以内存保存
client = new MqttClient(HOST, clientid, new MemoryPersistence());
// MQTT的连接设置
options = new MqttConnectOptions();
// 设置是否清空session,这里如果设置为false表示服务器会保留客户端的连接记录,这里设置为true表示每次连接到服务器都以新的身份连接
options.setCleanSession(true);
// 设置连接的用户名
options.setUserName(userName);
// 设置连接的密码
options.setPassword(passWord.toCharArray());
// 设置超时时间 单位为秒
options.setConnectionTimeout(10);
// 设置会话心跳时间 单位为秒 服务器会每隔1.5*20秒的时间向客户端发送个消息判断客户端是否在线,但这个方法并没有重连的机制
options.setKeepAliveInterval(20);
// 设置回调
client.setCallback(new PushCallback());
MqttTopic topic = client.getTopic(TOPIC);
//setWill方法,如果项目中需要知道客户端是否掉线可以调用该方法。设置最终端口的通知消息
options.setWill(topic, "close".getBytes(), 2, true);
client.connect(options);
//订阅消息
int[] Qos = {1};
String[] topic1 = {TOPIC};
client.subscribe(topic1, Qos);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) throws MqttException {
PubMsg client = new PubMsg();
client.start();
}
}
目前这只是测试Demo,还需集成到spring框架中,有待下一步开发
原谅我这一生不羁放纵爱自由!