MQTT协议 几个重要的属性

MQTT 3.1.1 特性

MQTT协议其实还是挺简单的，从为数不多的项目中，简单的总结了下MQTT 3.1.1协议某些字段的特性。
MQTT 5.0的特性在 https://blog.csdn.net/mrpre/article/details/87267400 中介绍

1：will（遗言）

包括 Will topic 、will message 、 will Qos、will retain。
一个Client异常断开连接的时候或者Server处理失败的时候，Server会把Client的will信息，当做Publish处理，Publish的topic就是Will topic，消息就是will message。
will Qos 见下文的Qos，will retain见下文的retain。
如果Client发送了disconnect来断开连接，则Server就会清除will信息，不会把will当做Publish处理。

2: Retain

Retain 表示 Publish 的消息，会保留在 Broker上，一旦有其他新的连接上来，并且subscribe了对应的消息，会立刻Publish这个Retain的消息。且回复给订阅者的的这个Publish也会携带Retain标志位。

MQTT规范上说，这个功能，对于发布的消息是自己状态的话，就很有用。

由于Will消息中也携带retain，且Will消息本身会也当做Publish，所以Retain的效果也作用于will，也就是说携带Retain的Will消息会被Server保留，且对于新连接，同样也会尝试去publish（如果topic匹配）。

其次，Client可以多次通过发送Retain标志位的Publish，来更新Server保存的Publish消息，当然Server是保留client发送的所有的Retain消息的，而不是覆盖之前你的Retain，不过回复订阅者的是最新消息（我不是很理解MQTT为什么要保留老的，既然发送给客户端的永远是最新的那个）。

Client可以通过发送Retain标志位的，且没有message的Publish，来告知Server删除这个Retain消息，注意，是清空所有该topic的消息。

Client可以通过发送Retain标志位的，Qos为0的Publish，来告知Server删除对应Topic的所有Retain消息，且保留当前这个消息为Retain的消息。

3：CleanSession

如果Connect 帧的CleanSession为0，则Server会查找保存上次该客户端连接过来的Session，session里面保存了之前Client携带的所有的订阅topic等，如果Server找到了session，会在Connect Ack中把session present置1，否则置0。换句话说，如果成功用老的会话，Client不需要重新订阅之前的Topic。
CleanSession的另一个好处就是Server保留了Qos信息，例如，假设Client上次收到Publish消息，但是还没来得及回复Publish ack或者Publish recvive就挂了，Server知道Client还没处理，会在Client第二次连接完成后立刻再次发送Publish消息。（前提是Client的CleanSession为1，且Server找到了Session）。

4：keep alive

Connect帧中携带这个，这个值是Client发送Ping request的间隔。Client保证keep alive时间之内都有帧，如果没有控制帧可发，就发Ping request，Server必须回复Ping response以表示自己是活着的。

5：Qos

主要分为订阅的Qos，表示的是订阅者期望的自己收到消息的级别，另一个是推送一方的Qos，表示推送方指示的该消息的级别。

换句话说，Qos代表了消息的重要性，订阅方认为的以及推送方认为的。所以，当消息推送的订阅方时3，使用的Qos是 min(订阅方Qos, 推送方Qos) 。

6：缺点

就是MQTT协议长度太小了，小到太适合嵌入式设备的运行了，小到太节省带宽，小到没有任何拓展字段，当我尝试在publish或者subscribe中加入一些私有信息时，没有找到任何可以允许添加的位置，最终以失败而告终。
注：在MQTT 5.0中已经解决 https://blog.csdn.net/mrpre/article/details/87267400

ACK没有错误标志位。 协议中没有定义publish或者subscribe失败时，对应的ack如何表示失败。单纯的不回复ack，会导致对端重传publish或者subscribe，或者对端进程hang住。
注：在MQTT 5.0中已经解决 https://blog.csdn.net/mrpre/article/details/87267400

分布式痛点也存在。MQTT作为一个轻量级的应用层协议，当分布式模式存在时，其实现就不再轻量级了，开源的Mosquitto是通过bridge方式进行分布式的，并不是很合理的方式。合理的方式就是MQTT server集群携带一个中心化存储，类似redis，用来保存session等信息，MQTT server来读取。但是这种RPC调用就复杂了，用C/C++实现非常耗时间。从各大云厂商公布的Iothub性能来看，也基本能猜到都是用JAVA实现的，而性能就差很多了。

待解决的疑问

当然，目前还有一些疑问，MQTT明明是基于TCP的，为何怕传输丢失然后要有重传的功能？我在协议中找到如下一句话：

Historically retransmission of Control Packets was required to overcome data loss on some older TCP networks. 
This might remain a concern where MQTT 3.1.1 implementations are to be deployed in such environments.

即使MQTT客户端是嵌入式设备，但是依赖的TCP总不是不可靠传输协议吧？

其次，我能想到所谓丢失，一般MQTT的模式是broker对应多个client，一个client publish消息，然后broker全权代理，收到消息这个推送消息后，broker会发送到匹配订阅topic的所有client，那么，即使对应的client在tcp层回复了ack，但是订阅者应用层没有read，即业务层没有处理，此时恰巧订阅者挂了（断电），这应该也算是丢失的情况吧，但是这种丢失，我个人觉得能解决的方法就是订阅者的cleansession为0，那么订阅者第二次连接（重启或者加电）的时候，broker会重发（前提是这个丢失的消息，Qos是1或者2，且第一次发时，client没有完成Qos 1或者2的握手）。

排除TCP层不可靠的原因，MQTT的丢失和重传，岂不是和cleansession绑定在一起了？即Qos 1 和 2的效果，本质上需要结合cleansession为0来使用？

顺便吐槽一下，MQTT规范写的真是。。。怪不得进不了IEFT。