MQTT服务器的搭建与测试pub/sub通信过程

lovelily

2016-10-25

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MQTT是一个即时通讯协议，采用轻量级发布和订阅消息传输机制。专门设计用于低带宽或者高昂的网络费用的通信过程中。以及提供三种不同质量的消息服务：

1.”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。
2.”至少一次”，确保消息到达，但消息重复可能会发生。
3.”只有一次”，确保消息到达一次。这一级别可用于如下情况，在计费系统中，消息重复或丢失会导致不正确的结果。

对于实现了MQTT协议的消息代理软件有众多。Mosquitto,npm社区的mosca，Apache社区的ActivityMQ等等

分别尝试了这三种的搭建过程，最Mosquitto容易上手。

安装Mosquitto

#下载源代码包
wget http://mosquitto.org/files/source/mosquitto-1.4.5.tar.gz
# 解压
tar zxfv mosquitto-1.4.5.tar.gz
# 进入目录
cd mosquitto-1.4.5
# 编译
make
# 安装
sudo make install

运行Mosquitto

Mosquitto的配置文件存放在/etc/mosquitto/mosquitto.conf

配置文件具体的配置内容为：

# =================================================================
# General configuration
# =================================================================

# 客户端心跳的间隔时间
#retry_interval 20

# 系统状态的刷新时间
#sys_interval 10

# 系统资源的回收时间，0表示尽快处理
#store_clean_interval 10

# 服务进程的PID
#pid_file /var/run/mosquitto.pid

# 服务进程的系统用户
#user mosquitto

# 客户端心跳消息的最大并发数
#max_inflight_messages 10

# 客户端心跳消息缓存队列
#max_queued_messages 100

# 用于设置客户端长连接的过期时间，默认永不过期
#persistent_client_expiration

# =================================================================
# Default listener
# =================================================================

# 服务绑定的IP地址
#bind_address

# 服务绑定的端口号
#port 1883

# 允许的最大连接数，-1表示没有限制
#max_connections -1

# cafile：CA证书文件
# capath：CA证书目录
# certfile：PEM证书文件
# keyfile：PEM密钥文件
#cafile
#capath
#certfile
#keyfile

# 必须提供证书以保证数据安全性
#require_certificate false

# 若require_certificate值为true，use_identity_as_username也必须为true
#use_identity_as_username false

# 启用PSK（Pre-shared-key）支持
#psk_hint

# SSL/TSL加密算法，可以使用“openssl ciphers”命令获取
# as the output of that command.
#ciphers

# =================================================================
# Persistence
# =================================================================

# 消息自动保存的间隔时间
#autosave_interval 1800

# 消息自动保存功能的开关
#autosave_on_changes false

# 持久化功能的开关
persistence true

# 持久化DB文件
#persistence_file mosquitto.db

# 持久化DB文件目录
#persistence_location /var/lib/mosquitto/

# =================================================================
# Logging
# =================================================================

# 4种日志模式：stdout、stderr、syslog、topic
# none 则表示不记日志，此配置可以提升些许性能
log_dest none

# 选择日志的级别（可设置多项）
#log_type error
#log_type warning
#log_type notice
#log_type information

# 是否记录客户端连接信息
#connection_messages true

# 是否记录日志时间
#log_timestamp true

# =================================================================
# Security
# =================================================================

# 客户端ID的前缀限制，可用于保证安全性
#clientid_prefixes

# 允许匿名用户
#allow_anonymous true

# 用户/密码文件，默认格式：username:password
#password_file

# PSK格式密码文件，默认格式：identity:key
#psk_file

# pattern write sensor/%u/data
# ACL权限配置，常用语法如下：
# 用户限制：user <username>
# 话题限制：topic [read|write] <topic>
# 正则限制：pattern write sensor/%u/data
#acl_file

# =================================================================
# Bridges
# =================================================================

# 允许服务之间使用“桥接”模式（可用于分布式部署）
#connection <name>
#address <host>[:<port>]
#topic <topic> [[[out | in | both] qos-level] local-prefix remote-prefix]

# 设置桥接的客户端ID
#clientid

# 桥接断开时，是否清除远程服务器中的消息
#cleansession false

# 是否发布桥接的状态信息
#notifications true

# 设置桥接模式下，消息将会发布到的话题地址
# $SYS/broker/connection/<clientid>/state
#notification_topic

# 设置桥接的keepalive数值
#keepalive_interval 60

# 桥接模式，目前有三种：automatic、lazy、once
#start_type automatic

# 桥接模式automatic的超时时间
#restart_timeout 30

# 桥接模式lazy的超时时间
#idle_timeout 60

# 桥接客户端的用户名
#username

# 桥接客户端的密码
#password

# bridge_cafile：桥接客户端的CA证书文件
# bridge_capath：桥接客户端的CA证书目录
# bridge_certfile：桥接客户端的PEM证书文件
# bridge_keyfile：桥接客户端的PEM密钥文件
#bridge_cafile
#bridge_capath
#bridge_certfile
#bridge_keyfile

# 自己的配置可以放到以下目录中
include_dir /etc/mosquitto/conf.d

启动Mosquitto服务:

mosquitto -c /etc/mosquitto/mosquitto.conf -d (MQTT协议使用1883端口，查看该端口验��是否启动成功)

java使用MQTT的订阅发布

使用 https://github.com/fusesource/mqtt-client 来实现java客户端的调用。

Maven依赖为:

<dependency>
            <groupId>org.fusesource.mqtt-client</groupId>
            <artifactId>mqtt-client</artifactId>
            <version>1.12</version>
        </dependency>

订阅(Sub)端HelloWorld:

订阅一个名为foo的主题，消息级别为 AT_LEAST_ONCE

MQTT mqtt = new MQTT();
                try {
                    mqtt.setHost("tcp://192.168.2.112:1883");
                    System.out.println("start");
                    BlockingConnection connection = mqtt.blockingConnection();
                    connection.connect();
                    System.out.println(connection == null);
                    connection.subscribe(new Topic[] { new Topic("foo", QoS.AT_LEAST_ONCE) });
                    while (true) {
                        Message message = connection.receive();
                        System.out.println("MQTTFutureClient.Receive Message " + "Topic Title :" + message.getTopic()
                                + " context :" + String.valueOf(message.getPayloadBuffer()));
                    }
                } catch (Exception e) {
                }
                System.out.println("end");

发布(pub)端：

给一个名为foo的主题推送消息，消息级别为 AT_LEAST_ONCE

MQTT mqtt = new MQTT();
                try {
                    mqtt.setHost("tcp://192.168.2.112:1883");
                    System.out.println("start");
                    BlockingConnection connection = mqtt.blockingConnection();
                    connection.connect();
                    System.out.println(connection == null);
                    for (int i = 0; i <100000; i++) {
                        connection.publish("foo", "HelloWQEQWEQ".getBytes(), QoS.AT_LEAST_ONCE, false);
                    }
                } catch (Exception e) {
                }
                System.out.println("end");

通过运行便可以看到消息成功pub到sub端。

至于连接类型，该客户端提供了三种

BlockingConnection 阻塞式
CallbackConnection 回调函数式
FutureConnection 异步式

java客户端还能制定更多的通讯细节

// 连接前清空会话信息 ,若设为false，MQTT服务器将持久化客户端会话的主体订阅和ACK位置，默认为true
            mqtt.setCleanSession(CLEAN_START);
            // 设置心跳时间
            // ,定义客户端传来消息的最大时间间隔秒数，服务器可以据此判断与客户端的连接是否已经断开，从而避免TCP/IP超时的长时间等待
            mqtt.setKeepAlive(KEEP_ALIVE);
            // 设置客户端id,用于设置客户端会话的ID。在setCleanSession(false);被调用时，MQTT服务器利用该ID获得相应的会话。
            // 此ID应少于23个字符，默认根据本机地址、端口和时间自动生成
            mqtt.setClientId(CLIENT_ID);
 //设置“遗嘱”消息的内容，默认是长度为零的消息 mqtt.setWillMessage("willMessage");
             * //设置“遗嘱”消息的QoS，默认为QoS.ATMOSTONCE
             * mqtt.setWillQos(QoS.AT_LEAST_ONCE);
             * //若想要在发布“遗嘱”消息时拥有retain选项，则为true mqtt.setWillRetain(true);
             * //设置“遗嘱”消息的话题，若客户端与服务器之间的连接意外中断，服务器将发布客户端的“遗嘱”消息
             * mqtt.setWillTopic("willTopic");
             */

            // ==失败重连接设置说明
            // 设置重新连接的次数
            // ,客户端已经连接到服务器，但因某种原因连接断开时的最大重试次数，超出该次数客户端将返回错误。-1意为无重试上限，默认为-1
            mqtt.setReconnectAttemptsMax(RECONNECTION_ATTEMPT_MAX);
            // 设置重连的间隔时间 ,首次重连接间隔毫秒数，默认为10ms
            mqtt.setReconnectDelay(RECONNECTION_DELAY);
            // 客户端首次连接到服务器时，连接的最大重试次数，超出该次数客户端将返回错误。-1意为无重试上限，默认为-1
            // mqtt.setConnectAttemptsMax(10L);

MQTT提供的pub/sub确实比redis的pub/sub机制强大些。

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