1、MQTT简介
物联网(IoT)的落地已经呈现，虽然HTTP是网页的事实标准，不过机器与机器之间的同心(Machine-to-Machine M2M)的大规模沟通需要不同的模式，之前的请求回答模式不再适合，取而代之的是发布/订阅(Publish/Subscribe)模式，这就是轻量级、可扩展的MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)可以施展拳脚的舞台。
MQTT是基于二进制消息的发布订阅编程模式的消息协议，由IBM提出，OASIS规范，由于规范简单，非常适合低功耗和网络带宽有限的IoT场景，比如：
- 遥感数据
- 汽车
- 智能家居
- 智慧城市
- 医疗医护
由于物联网环境是非常特别的，所以MQTT遵循以下设计原则：
- 精简、不添加可有可无的功能。
- 发布订阅模式，方便消息在传感器之间的传递
- 允许用户动态创建主题，零运维成本
- 把传输量降到最低以提高传输效率。
- 把低带宽、高延迟、不稳定的网络等因素考虑在内。
- 支持连续的会话控制
- 理解客户端计算能力可能很低。
- 提供服务质量管理。
- 假设数据不可知，不强求传输数据的类型与格式，保持灵活性。
运用MQTT协议，设备可以很方便地链接懂啊物联网云服务，管理设备并处理数据，最后应用到各种业务场景，如下图所示:
发布订阅模式
与请求/回答这种同步模式不同，发布订阅模式解耦了发布消息的客户与订阅消息的客户之间的关系，这以为着发布者和订阅者之间并不需要直接建立连接，发邮件是一种典型的异步发布订阅的场景，打电话是一种典型的同步请求回答的场景。
异步发布订阅好处：
- 发布者与订阅者不必了解彼此，只要认同一个消息代理即可。
- 发布者和订阅者不需要交互，发布者无需等待订阅者确认而导致锁定。
- 发布者和订阅者不需要同时在线，可以自由选择时间来消费消息
主题
MQTT是通过主题对消息的分类的，本质上就是一个UTF-8的字符串，不过可以通过反斜杠标示多个层级关系，主题并不需要创建，直接使用即可。
主题还可以通过通配符进行过滤，其中，+可以过滤一个层级，而#只能出现在主题最后标示过滤任务级别的层级。
举例：
- building-b/floor-5:代表B楼5层的设备。
- +/floor-5：代表任何一个楼的5层的设备
- building-b/#：代表B楼所有的设备。
注意，MQTT允许使用通配符主题，但是不允许使用通配符广播。
服务质量
为了满足不同的场景，MQTT支持三种不同级别的服务质量(Quality of Service ,Qos)为不同场景提供消息可靠。
- 级别0:尽力而为，消息发送者会想办法发送消息，但是遇到意外并不会重试。
- 级别1：至少一次，消息接收者如果没有知会或者知会本身丢失，消息发送者会再次发送以保证接收者至少会收到一次，当然可能造成重复消息。
- 级别2：恰好一次，保证这种语义肯定会减少并发或者增加延时，不过丢失或者重复消息是不可接受的时候，级别2是最合适的。
消息类型：
MQTT拥有14种不同的消息类型：
- CONNECT：客户端连接到MQTT代理
- CONNACK:连接确认
- PUBLISH:新发布消息
- PUBACK:新发布消息确认，是Qos 1给PUBLISH消息的回复。
- PUBREC: QoS 2消息流的第一部分，表示消息发布已经记录
- PUBREL:QoS 2消息流的第二部分，表示消息发布已经释放
- PUBCOMP:QoS 2消息流的第三部分，表示消息发布已经完成。
- SUBSCRIBE:客户端订阅某个主题。
- SUBACK：对SUBSCRIBE消息的确认。
- UNSUBSCRIBE:客户端终止订阅的消息
- UNSUBACK：对UNSUBSCRIBE消息的确认
- PINGREQ:心跳
- PINGRESP:确认心跳
- DISCONNECT:客户端终止连接前优雅地通知MQTT代理
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