MQTT的简单实现

MQTT是IBM推出的一种针对移动终端设备的基于TCP/IP的发布/预订协议，可以连接大量的远程传感器和控制设备。

MQTT的官网里面提供了官方推荐的各种服务器和客户端使用的各种语言版本的API。

下面以服务器apache-apollo-1.7.1为例，在windows环境下测试。

一、安装MQTT服务器

1. 下载Apollo服务器，下载后解压。如下图所示：

2. bin下包含apollo和apollo.cmd两个文件，如下图所示：

3. 运行apache-apollo-1.7.1\bin\apollo.cmd，输入create mybroker（名字任意取，这里是根据官网介绍的来取的）创建服务器实例，服务器实例包含了所有的配置，运行时数据等，并且和一个服务器进程关联。如果双击apollo.cmd出现闪一下就关闭的情况，则需要在命令行中敲入命令，如下图所示：

4. create mybroker之后会在bin目录下生成mybroker文件夹，里面包含有很多信息，其中etc\apollo.xml文件下是配置服务器信息的文件，etc\users.properties文件包含连接MQTT服务器时用到的用户名和密码，可以修改原始的admin=password，可以接着换行添加新的用户名密码。

5. 打开cmd，运行apache-apollo-1.7.1\bin\mybroker\bin\apollo-broker.cmd run 开启服务器，如下图所示：

6. 可以在浏览器中输入http://127.0.0.1:61680/，其自动转入：http://127.0.0.1:61680/console/index.html，apollo的登录页面，如下图所示：

此界面表示已经安装成功：该登录的用户名和密码在\apache-apollo-1.7.1\bin\mybroker\etc\users.properties里。

二、编写测试代码

1. 服务端代码：

package bsit.mqtt.demo.one_way;

import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttClient;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttDeliveryToken;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttException;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttPersistenceException;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttTopic;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;
/**
 * 
 * Title:Server
 * Description: 服务器向多个客户端推送主题，即不同客户端可向服务器订阅相同主题
 * @author chenrl
 * 2016年1月6日下午3:29:28
 */
public class Server {

    public static final String HOST = "tcp://192.168.1.3:61613";
    public static final String TOPIC = "toclient/124";
    public static final String TOPIC125 = "toclient/125";
    private static final String clientid = "server";

    private MqttClient client;
    private MqttTopic topic;
    private MqttTopic topic125;
    private String userName = "admin";
    private String passWord = "password";

    private MqttMessage message;

    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();
    }

    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);
            topic = client.getTopic(TOPIC);
            topic125 = client.getTopic(TOPIC125);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    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());
    }

    public static void main(String[] args) throws MqttException {
        Server server = new Server();

        server.message = new MqttMessage();
        server.message.setQos(2);
        server.message.setRetained(true);
        server.message.setPayload("给客户端124推送的信息".getBytes());
        server.publish(server.topic , server.message);
        
        server.message = new MqttMessage();
        server.message.setQos(2);
        server.message.setRetained(true);
        server.message.setPayload("给客户端125推送的信息".getBytes());
        server.publish(server.topic125 , server.message);

        System.out.println(server.message.isRetained() + "------ratained状态");
    }
}

2. 客户端代码：

package bsit.mqtt.demo.one_way;  
  
import java.util.concurrent.Executors;  
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;  
import java.util.concurrent.TimeUnit;  

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.MqttSecurityException;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttTopic;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;
  
public class Client {  
  
    public static final String HOST = "tcp://192.168.1.3:61613";  
    public static final String TOPIC = "toclient/124";  
    private static final String clientid = "client124";  
    private MqttClient client;  
    private MqttConnectOptions options;  
    private String userName = "admin";
    private String passWord = "password";
  
    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 {     
        Client client = new Client();  
        client.start();  
    }  
}

3. MQTT订阅回调类：

package bsit.mqtt.demo.one_way;  
  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.IMqttDeliveryToken;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttCallback;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;  
  
/**  
 * 发布消息的回调类  
 *   
 * 必须实现MqttCallback的接口并实现对应的相关接口方法CallBack 类将实现 MqttCallBack。  
 * 每个客户机标识都需要一个回调实例。在此示例中，构造函数传递客户机标识以另存为实例数据。
 * 在回调中，将它用来标识已经启动了该回调的哪个实例。  
 * 必须在回调类中实现三个方法：  
 *   
 *  public void messageArrived(MqttTopic topic, MqttMessage message)接收已经预订的发布。  
 *   
 *  public void connectionLost(Throwable cause)在断开连接时调用。  
 *   
 *  public void deliveryComplete(MqttDeliveryToken token))  
 *  接收到已经发布的 QoS 1 或 QoS 2 消息的传递令牌时调用。  
 *  由 MqttClient.connect 激活此回调。  
 *   
 */    
public class PushCallback implements MqttCallback {  
  
    public void connectionLost(Throwable cause) {  
        // 连接丢失后，一般在这里面进行重连  
        System.out.println("连接断开，可以做重连");  
    }  
    
    public void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken token) {
        System.out.println("deliveryComplete---------" + token.isComplete());  
    }

    public void messageArrived(String topic, MqttMessage message) throws Exception {
        // subscribe后得到的消息会执行到这里面  
        System.out.println("接收消息主题 : " + topic);  
        System.out.println("接收消息Qos : " + message.getQos());  
        System.out.println("接收消息内容 : " + new String(message.getPayload()));  
    }  
}

 运行服务端代码，可看到服务器会给客户端124/125各推送一条消息，

在运行124客户端代码，可看到124客户端接收的信息：

然后把客户端代码的Topic改为TOPIC = "toclient/125";clientid = "client125";再运行该段代码，可看到125客户端接收的信息：

多个客户端订阅同一主题，其clientid必不相同。客户端124/125订阅各自主题的内容，但是不同时间启动，都在启动后接收到各自信息，这体现出了服务器的推送功能。同样的，发送的主题信息，可以在服务器的topic可以看到，访问路径是：http://127.0.0.1:61680/

其实，如若服务端和客户端相互通信，即客户端可以订阅可以发布，服务端可以订阅也可以发布，则可不区分服务端客户端，两边代码几乎一样。类似，两个客户端都在订阅同一主题，这时由第三个客户端发布这一主题的请求，前两个客户端同样可以接受该主题的内容，这时三个客户端的代码几乎一样，只是前两个是订阅，后一个是发布。