MQTT 快速入门

现在我们来快速体验一下,使用MQTT进行数据的发布和订阅。

考虑到Mosquitto比较适合初学者,所以选择它来做实验。实验环境是Windows 10 64 bit,Mosquitto版本是1.5.8。

Mosquitto安装

  • 进入Mosquitto下载页面,选择对应的操作系统下载安装。Windows用户下载安装包,一直点击下一步到安装结束,系统默认会安装到"C:\Program Files\mosquitto",为方便使用,将这个路径加到Path环境变量中。安装成功后,会添加一个叫Mosquitto Broker的系统服务,并且会自动启动。

  • 这里顺便讲一下,如果是CentOS用户,可以直接使用yum install mosquitto命令进行安装的。其它平台的安装参见下载页,有详细说明。

  • 使用windows + r,执行命令services.msc,打开windows服务,找到Mosquitto Broker服务,查看服务状态,如果服务没启动,则启动服务。现在就可以连接到Broker了。

订阅主题

打开命令行终端,输入如下命令订阅主题topic1。

$ mosquitto_sub -d -t topic1 
Client mosqsub|3508-SCNWCL0121 sending CONNECT
Client mosqsub|3508-SCNWCL0121 received CONNACK (0)
Client mosqsub|3508-SCNWCL0121 sending SUBSCRIBE (Mid: 1, Topic: topic1, QoS: 0)
Client mosqsub|3508-SCNWCL0121 received SUBACK
Subscribed (mid: 1): 0

以上第一行是命令,使用mosquitto_sub命令订阅主题。

-d 参数表示启用debug模式,这样mosquitto_sub会显示详细的连接以及数据收发过程。

-t topic1 表示需要订阅主题topic1。

这里有些参数没写,都使用了默认值,如host使用了localhost,port使用了1883,并且使用了"mosqsub|3508-SCNWCL0121"作为Client ID,其中3508是进程Id,SCNWCL0121是我的机器名。

如果要指定host,port以及Client Id,可以这样使用。

$ mosquitto_sub -d -h localhost -p 1883 -i subscriber-test -t topic1
Client subscriber-test sending CONNECT
Client subscriber-test received CONNACK (0)
Client subscriber-test sending SUBSCRIBE (Mid: 1, Topic: topic1, QoS: 0)
Client subscriber-test received SUBACK
Subscribed (mid: 1): 0

-h 表示host

-p 表示port

-i 表示客户端ID。

其实所有的命令行使用都可以使用--help进行查阅,输入

$ mosquitto_sub --help

你就会看到它的详细用法,所有参数都显示出来了,很详细。

第二行和第三行是建立连接的过程。

Client mosqsub|3508-SCNWCL0121 sending CONNECT
Client mosqsub|3508-SCNWCL0121 received CONNACK (0)

表示客户端“mosqsub|3508-SCNWCL0121”发送CONNECT,同时Broker回复CONNACK (0)。其中0是状态码,表示连接成功。如果是其它数字,则表示连接失败。失败的原因有很多,比如不支持当前协议,服务器不可用等等,具体可参见Connect Return Code。

第四行到第六行是订阅主题的过程,

Client mosqsub|3508-SCNWCL0121 sending SUBSCRIBE (Mid: 1, Topic: topic1, QoS: 0)
Client mosqsub|3508-SCNWCL0121 received SUBACK
Subscribed (mid: 1): 0

sending SUBSCRIBE (Mid: 1, Topic: topic1, QoS: 0)表示发送订阅请求,

Mid是Message Id,从1开始计算,当一个连接发送多条消息时,Mid是递增的。

Topic:topic1表示要订阅的主题时topic1。

QoS:0指定了QoS等级,默认是0。

发布消息

打开一个新的命令行终端,输入以下命令

$ mosquitto_pub -d -t topic1 -m "Hello MQTT"
Client mosqpub|12796-SCNWCL012 sending CONNECT
Client mosqpub|12796-SCNWCL012 received CONNACK (0)
Client mosqpub|12796-SCNWCL012 sending PUBLISH (d0, q0, r0, m1, 'topic1', ... (10 bytes))
Client mosqpub|12796-SCNWCL012 sending DISCONNECT

第一行是发布消息命令,将消息发布到主题topic1,-m 指定了发送消息的内容是"Hello MQTT"。我们同样启用了debug模式。

第二行和第三行是连接过程

第四行是发布的消息信息。

Client mosqpub|12796-SCNWCL012 sending PUBLISH (d0, q0, r0, m1, 'topic1', ... (10 bytes))

其中d0, q0, r0, m1,分别是发布消息指定的参数,这里使用默认参数。

d0表示DUP为0,DUP是是否重复标记,如果是第一次发送消息,则设置为0。如果是重复投递,比如QoS设置为1,客户端发送消息超时后服务器还没有回复,客户端为确保消息能发出去,于是再发一次,这是DUP就设置为1,表明这个消息是重复发送的。

q0表示QoS为0。

r0表示RETAIN为0。RETAIN意思是是否要求Broker帮我保留这条消息,如果设置为1,则服务器会保留当前消息。当下一次有新的客户端连接并订阅topic1时,服务器自动发送这条保留的消息给客户端。

m1表示消息序号,默认从1开始。

topic1是发布到这个主题。

... (10 bytes)没有显示消息内容,但是显示了消息长度是10个字节。

最后一行是断开连接。

Client mosqpub|12796-SCNWCL012 sending DISCONNECT

接收消息

发布完消息后,再回到之前订阅的终端,会显示接收到的消息。

Client mosqsub|11104-SCNWCL012 received PUBLISH (d0, q0, r0, m0, 'topic1', ... (10 bytes))
topic1 Hello MQTT

第一行显示收到PUBLISH数据包,第二行打印出接收到的数据。

总结

Mosquitto是很容易使用的MQTT实现,包含了服务端和客户端。在这个实验中,我们其实就执行了两条命令。

$ mosquitto_sub -d -t topic1 
$ mosquitto_pub -d -t topic1 -m "Hello MQTT"

分别表示订阅主题和发布消息,当另一个客户端发送消息成功后,订阅端会收到消息并打印出来。

在以上命令中,-d参数非常有用,是我们学习MQTT协议的利器,这里举个列子。

QoS是服务质量保证,在发布消息时,当QoS设置为0,那么客户端发送消息后,Broker是不做回复的。

QoS设置为1时,客户端发送消息后,会等待Broker确认,如果等不到PUBACK,那么过一段时间后会重新发送。这样确保Broker能收到消息。我们来对比一下。

$ mosquitto_pub -d -t topic1 -m "Hello MQTT"
Client mosqpub|6188-SCNWCL0121 sending CONNECT
Client mosqpub|6188-SCNWCL0121 received CONNACK (0)
Client mosqpub|6188-SCNWCL0121 sending PUBLISH (d0, q0, r0, m1, 'topic1', ... (10 bytes))
Client mosqpub|6188-SCNWCL0121 sending DISCONNECT
$ mosquitto_pub -d -q 1 -t topic1 -m "Hello MQTT"
Client mosqpub|14788-SCNWCL012 sending CONNECT
Client mosqpub|14788-SCNWCL012 received CONNACK (0)
Client mosqpub|14788-SCNWCL012 sending PUBLISH (d0, q1, r0, m1, 'topic1', ... (10 bytes))
Client mosqpub|14788-SCNWCL012 received PUBACK (Mid: 1)
Client mosqpub|14788-SCNWCL012 sending DISCONNECT

当我们发送消息时,如果增加参数-q 1,表示QoS设置成1。数据包就会多出一个回复。

Client mosqpub|14788-SCNWCL012 received PUBACK (Mid: 1)

QoS的实现机制比较复杂,后续我会专门写一篇文章讲MQTT QoS,有兴趣的可以自己点击链接先去看看。


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