MQtt协议

先来引用一下网上对mqtt的理解：MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议），是一种基于发布/订阅（publish/subscribe）模式的“轻量级”通讯协议，该协议构建于TCP/IP协议上，由IBM在1999年发布。MQTT最大优点在于，可以以极少的代码和有限的带宽，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。作为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议，使其在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。
MQTT是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议。MQTT协议是轻量、简单、开放和易于实现的，这些特点使它适用范围非常广泛。在很多情况下，包括受限的环境中，如：机器与机器（M2M）通信和物联网（IoT）。其在，通过卫星链路通信传感器、偶尔拨号的医疗设备、智能家居、及一些小型化设备中已广泛使用。

特性

MQTT协议工作在低带宽、不可靠的网络的远程传感器和控制设备通讯而设计的协议，它具有以下主要的几项特性：
（1）使用发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布，解除应用程序耦合。
这一点很类似于XMPP，但是MQTT的信息冗余远小于XMPP，,因为XMPP使用XML格式文本来传递数据。
（2）对负载内容屏蔽的消息传输。**
（3）使用TCP/IP提供网络连接。**
主流的MQTT是基于TCP连接进行数据推送的，但是同样有基于UDP的版本，叫做MQTT-SN。这两种版本由于基于不同的连接方式，优缺点自然也就各有不同了。
（4）有三种消息发布服务质量：**
“至多一次”，消息发布完全依赖底层TCP/IP网络。会发生消息丢失或重复。这一级别可用于如下情况，环境传感器数据，丢失一次读记录无所谓，因为不久后还会有第二次发送。这一种方式主要普通APP的推送，倘若你的智能设备在消息推送时未联网，推送过去没收到，再次联网也就收不到了。
“至少一次”，确保消息到达，但消息重复可能会发生。
“只有一次”，确保消息到达一次。在一些要求比较严格的计费系统中，可以使用此级别。在计费系统中，消息重复或丢失会导致不正确的结果。这种最高质量的消息发布服务还可以用于即时通讯类的APP的推送，确保用户收到且只会收到一次。
（5）小型传输，开销很小（固定长度的头部是2字节），协议交换最小化，以降低网络流量。**
这就是为什么在介绍里说它非常适合“在物联网领域，传感器与服务器的通信，信息的收集”，要知道嵌入式设备的运算能力和带宽都相对薄弱，使用这种协议来传递消息再适合不过了。
（6）使用Last Will和Testament特性通知有关各方客户端异常中断的机制。
好了，到此网上引用的介绍就完了，更详细的可以百度一下，有很多人对它的介绍非常详细。接下来我就说说我的学习过程及应用。先来分析一下官方的结构原理图。

原理图

从图中可以看到MQTT协议中有三种身份：发布者（Publish）、代理（Broker）（服务器）、订阅者（Subscribe）。其中，消息的发布者和订阅者都是客户端，消息代理是服务器，消息发布者可以同时是订阅者。
也就说我们只要建立中间的代理者(即服务器与我们自己学习开发用的Tomcat不要混觉)，这个代理有个名字叫做broker，就可以使任意订阅者之间进行订阅和推送关系的传输。

相对于上面的结构我们开发可能更倾向于下面这种结构模式，在学习过程中我也做过这种模式测试，喜欢的朋友可以去测试，由于所有开发并不是我一个人完成，所以在这里并没有全部的代码。

原理图

说明一下，图中所示的app,只是一个订阅者与发布者，它可以是网页脚本等其他支持mqtt协议的开发的终端。而这里我们的目的主要是实现把从硬件获取的数据提交给app端和写入数据库端，其中Client这里用的是我们自己写的Tomcat服务器来与数据进行连接，也作为集订阅者和发布者为一身的身份，这样的好处就是，在这么多终端中，完全不用理会其他终端给谁发送了什么和数据怎么送到另一个终端，而终端只需关注自己需要哪些数据，只需去订阅相关的topic，就能收到另一个发出来的数据，这就相当于终端把数据放到broker里，哪个终端需要就去拿。任意两个终端的数据传输都是不影响的，也不用去刻意去实现某两个终端间的连接，只需要订阅相同的推送话题就行了，任何终端都可以获取同一数据。

实现过程

1、安装broker

只需下载Apache apollo安装并启动就是一个broker了，至于怎么安装可以网上找一下教程，也不难安装。

2、安装好在cdm启动broker

启动界面.jpg

3、在浏览器输入http://127.0.0.1:61680/并登录broker，找到配置文件那里，查看或者修改你的topic的ip和端口号。

ip和端口查看.png

3、写一个客户端，这个客户端可以是WiFi模块、Tomcat服务器程序、java 程序、APP等等都是客户端，所以这里使用java 来演示一下与broker进行连接。

  package mqtt.client;

  import mqtt.server.PushCallback;

  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.MqttMessage;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttTopic;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;

public class mqttclient {


public static void main(String[] arg) throws MqttException{
    String HOST = "tcp://x.x.x.x:xxxx";   //ip和端口
    String topic = "totest"; //订阅的主题
    String clientid = "server";  
    String userName = "admin";  //非必须项
     String passWord = "password";  //非必须项
        
      MqttClient sampleClient = new MqttClient(HOST, clientid, new MemoryPersistence());
        MqttConnectOptions connOpts = new MqttConnectOptions();
       
        //
        connOpts.setAutomaticReconnect(true);
       
        //
        connOpts.setCleanSession(false);
        connOpts.setKeepAliveInterval(80);//
        sampleClient.setCallback(new PushCallback()); //设置消息回调,即接收订阅消息
        //进行连接到broker
        sampleClient.connect(connOpts);
       
        //订阅话题
        sampleClient.subscribe("time",2);
       /*MqttTopic totset= sampleClient.getTopic(topic);*/
       System.out.println("test");
    
    
    }


}

消息回调类的实现

  package mqtt.server;

import org.eclipse.paho.client.mqttv3.IMqttDeliveryToken;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttCallback;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttDeliveryToken;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttTopic;
//连接成功进行回调的类
  public class PushCallback implements MqttCallback {  
  

@Override
public void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken token) {
      // publish后会执行到这里  
    System.out.println("deliveryComplete---------"+ token.isComplete());  
    
}

@Override
public void messageArrived(String topic, MqttMessage message) throws Exception {
    // TODO Auto-generated method stub
      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()));  
}

@Override
public void connectionLost(Throwable arg0) {
    // TODO Auto-generated method stub
    // 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");
}  

}  

本文只是入门程序，这里不深入讲解，有疑问可留言交流。