# MQTT

:消息队列遥测传输协议(Message Queuing Telemetry Transport),常用于物联网通信。

  • 属于应用层协议,基于 TCP 通信。
  • 适用于低带宽、不可靠网络中的通信。
  • 采用 C/S 架构。
    • mqtt server 又称为 mqtt broker ,常见的服务器软件有 ActiveMQ、mosquitto、EMQ 等。
    • mqtt client 与 mqtt broker 建立连接之后就构成了一个会话(Session)。
  • 采用发布/订阅(publish/subscribe)模式。
    • mqtt client 可以发布消息到 mqtt broker 的某个 topic 下(此时称为 Publisher),也可以订阅 mqtt broker 的某个 topic 下的消息(此时称为 Subscriber)。
  • MQTT 官方标准 (opens new window)

# 报文

  • MQTT 协议的报文有多种类型,比如 PUBLISH、SUBSCRIBE 等。
  • 一个 MQTT 报文的内容分为三部分:
    • 固定报头(Fixed header):存在于所有报文中。
    • 可变报头(Variable header):存在于某些报文中。
    • 有效载荷(payload):存在于某些报文中,存储实际的消息内容。
  • 每个报文都有一个服务质量(QoS)标志位,用两个 bit 位存储。
    • QoS=00 :表示该消息最多发布一次,可能一次都没收到。
    • QoS=01 :表示该消息至少发布一次,可能收到多次。
    • QoS=10 :表示该消息仅发布一次,保证收到且只收到一次。
    • QoS=11 :保留。
  • 如果客户端或服务器收到了内容、格式不符合 MQTT 规定的消息,就必须断开本次 Session 。

# Topic

  • mqtt broker 通过 topic 来分组管理消息。
  • topic 的语法
    • 采用 UTF-8 编码。
    • 可以用 / 分隔出多层目录。
  • 当某个 Publisher 向某个 topic 发送消息时,mqtt broker 会立即将消息推送给订阅该 topic 的所有 Subscriber 。
    • Publisher 发布消息时,必须要指定一个 topic 的完整名字。
    • Subscriber 在订阅时,必须要发送一个主题过滤器(Topic Filter)。

# Topic Filter

  • 主题过滤器是一个字符串,可以是某个 topic 的完整名字,也可以使用通配符。
    • + :单层通配符,匹配该层的所有主题。
    • # :多层通配符,匹配该层以及其下各层的所有主题,只能用于 topic 的末尾。
  • 例:
    • 主题过滤器 sport/tennis/+ 匹配 sport/tennis/player1sport/tennis/player2 ,但不匹配 sport/tennis/player1/ranking
    • sport/+ 匹配 sport/ ,不匹配 sport
    • /finance 匹配 +/+/+ ,但是不匹配 +
    • ++/tennis/#sport/+/player1 是有效的。
    • sport+ 是无效的。
    • # 是有效的,会匹配所有 topic 。
    • sport/tennis/# 是有效的,而 sport/tennis#sport/tennis/# /ranking 是无效的。
  • 因为 $SYS/ 被广泛用作包含服务器特定信息或控制接口的主题的前缀,所以 +# 都不会匹配以 $ 开头的主题,需要单独订阅,比如用 $SYS/#