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首先推荐一家国内在MQTT做的非常不错的公司，我们常用的EMQX 和 MQTTX都是这家公司的开源产品，并且官网提供了MQTT相关文档，很适合初学者
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⚡ 推荐参考：MQTT 从入门到精通
1. MQTT介绍 🚀
🌈 1.1 简介
MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一种轻量级、基于发布-订阅模式的消息传输协议，适用于资源受限的设备和低带宽、高延迟或不稳定的网络环境。它在物联网应用中广受欢迎，能够实现传感器、执行器和其它设备之间的高效通信。它凭借简单易实现、支持 QoS、报文小等特点，占据了物联网协议的半壁江山。
| 🍄 MQTT 主要组件 |
- ⭐ 客户端：是使用MQTT协议通信的设备或应用程序。客户端可以发布消息或订阅主题，以便接收其他客户端发布的消息。
- ⭐ 代理服务器(broker)：，是负责消息路由和交换的中介软件。代理通过将客户端发送的消息路由到适当的目标客户端，实现了消息传递功能。
- ⭐ 主题：也称为 “topic”，是一种规范化的消息分类标识符。客户端可以订阅主题来接收特定类型的消息，也可以发布消息到特定的主题中。
这三个组件之间存在紧密联系。客户端可以向代理服务器订阅一个或多个主题，以便接收特定主题发布的消息。客户端还可以向代理服务器发布消息，该服务器将消息转发到已订阅主题的所有客户端。代理服务器负责将客户端之间的消息路由，并将消息投递到订阅该主题的所有客户端。通过这种方式，MQTT协议提供了一种轻量级，高效的消息传递机制，可以应用于各种IoT场景中，例如数据采集，传感器网络，可穿戴设备等。
🌈 1.2 常用MQTT 服务器
- Mosquitto： Mosquitto 是一个开源的 MQTT 代理服务器，支持安全连接和 QoS 2级别消息传递。它适用于低功耗设备和嵌入式环境。
- EMQX： EMQ X 是一款高可靠性、高可扩展性和高性能的 MQTT 代理服务器，支持数百万连接和百万级的消息传递。
- HiveMQ：HiveMQ 是一个 MQTT 代理服务器，同时支持 MQTT 3.1 和 MQTT 5.0协议，支持高可用性和水平扩展。
- ActiveMQ：ActiveMQ 是一款支持 MQTT 协议的消息代理服务器，可与其他 Apache 项目无缝集成，支持 Paho 和Eclipse Mosquitto 等 MQTT 客户端。
- IBM Watson IoT：IBM Watson IoT 是 IBM 公司提供的 IoT 平台，其 MQTT 客户端支持 MQTT 3.1 和 MQTT 5.0 协议，提供安全的设备到云端连接
🌈 1.3 常用MQTT 客户端库
- Paho MQTT 客户端：Paho Java 客户端是 Eclipse Paho 工程的一部分，提供了 Java 编写的 MQTT客户端库。它是兼容 MQTT 3.1 和 MQTT 3.1.1，适合在 Java 应用程序和 Android平台上使用。它提供了高质量的 MQTT 实现，支持多种通信协议和 API。
- Eclipse Mosquitto MQTT 客户端：Eclipse Mosquitto 是 Eclipse 基金会的一个子项目，提供MQTT 协议相关的工具和库。Mosquitto MQTT 客户端提供了各种语言的库，包括 Java，可以在 Spring Boot和其他 Java 应用程序中使用。
- HiveMQ MQTT 客户端：HiveMQ 是 MQTT 官方规范中使用的 MQTT broker之一，它提供了高度扩展和高可用性的解决方案。HiveMQ 客户端提供了多种编程语言的 API，包括 Java，可以与 Spring Boot 应用程序集成。
🌈 1.4 常用MQTT 客户端工具
- MQTT.fx：一个跨平台的MQTT客户端工具，支持订阅和发布主题，可以显示消息、报警，并支持加密和ACL等功能。
- MQTT Explorer：可以在Windows、Linux和macOS上运行，支持订阅和发布主题，支持展示消息历史记录，并提供连接参数的配置功能。
- MQTT X：一个基于Electron框架的MQTT客户端工具，可以在Windows、macOS和Linux上运行，除了支持订阅和发布主题外，还支持与AWS IoT Hub、Microsoft Azure IoT Hub和Google Cloud IoT Core建立连接。
- HiveMQ：由HiveMQ公司提供的MQTT客户端测试工具，支持压力测试和性能分析，可以用于测试MQTT服务器的稳定性和可扩展性。
- Eclipse Mosquitto：Eclipse基金会维护的一个MQTT代理服务器和MQTT客户端库，可以用于搭建MQTT服务器和开发MQTT客户端程序。
- MQTTool：一个可扩展、跨平台的MQTT客户端工具，支持订阅和发布主题、调试MQTT消息和转换消息格式等功能。
其中，MQTT.fx、MQTT Explorer和MQTT X这三个工具比较流行和好用，可以根据自己的操作系统和使用需求选择适合自己的工具。
🌈 1.5 MQTT 客户端库 和 MQTT 客户端工具 的区别
以 paho、mqttx、mqttfx 来举例：
- ⭐ Paho是一个Java语言的MQTT客户端库，它提供了MQTT订阅和发布消息的API，主要用于开发Java语言的应用程序，如Android应用程序等。
- ⭐ MQTTfx和MQTTX则是MQTT客户端工具，它们提供了UI界面，比如订阅和发布消息的界面、主题订阅列表界面、插件等。MQTTfx是使用JavaFX编写的跨平台应用程序，MQTTX是使用Electron框架编写的跨平台应用程序，它们的主要目的是方便用户直接操作MQTT协议，以便进行测试、调试或监控。
因此，Paho是一个MQTT客户端库，主要提供API用于在Java应用程序中实现MQTT客户端，而MQTTfx和MQTTX是两个MQTT客户端工具，主要提供GUI界面帮助用户配置MQTT客户端，通过MQTT协议实现消息订阅和发布等操作。它们的目的和用途不同，但都是为了更方便、更高效地使用MQTT协议。
2. MQTT协议 🚀
🌈 2.1 消息主题 Topic
MQTT 主题本质上是一个 UTF-8 编码的字符串，是 MQTT 协议进行消息路由的基础。MQTT 主题类似 URL 路径
🌈 2.2 消息质量服务 QoS
MQTT 定义了三种不同 QoS 等级的 消息质量服务
🌈 2.3 保留消息 retain
主题发布保留消息后，订阅该主题能获取该主题最新一条保留消息
MQTT 保留消息是什么？如何使用？
🌈 2.4 清空会话标志 Clean Session
🌈 2.5 遗嘱消息 Necklace
3. MQTT应用 🚀
🌈 3.1 使用MQTT客户端工具订阅和发布
1、EMQX开源版下载地址：www.emqx.com/zh/try?prod…
2、windows版本下载完后在bin目录下运行:
emqx start 启动mqtt服务器
3、启动成功后访问：http://127.0.0.1:18083/#/
4、MQTTX下载地址：www.emqx.com/zh/try?prod…
5、打开MQTTX客户端，配置要连接的MQTT服务端
6、即可对这个服务端订阅和发布
7、MQTT.fx使用和MQTTX类似
🌈 3.2 java中集成MQTT客户端库
1、引入maven依赖
使用比较常用的 Eclipse Paho Java Client作为客户端，该客户端是 Java 语言中使用最为广泛的 MQTT 客户端库。
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.eclipse.paho</groupId>
<artifactId>org.eclipse.paho.client.mqttv3</artifactId>
<version>1.2.5</version>
</dependency>
</dependencies>
2、发布者 代码类
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.persist.MemoryPersistence;
/**
* @Filename: Test
* @Author: sheng.wanping
* <li>Date: 2023/6/5 11:13</li>
* <li>Version: 1.0</li>
* <li>Content: create</li>
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
String broker = "tcp://localhost:1883";
String topic = "testtopic/test";
String username = "emqx";
String password = "public";
String clientid = "publish_client";
String content = "Hello MQTT";
int qos = 0;
try {
MqttClient client = new MqttClient(broker, clientid, new MemoryPersistence());
// 连接参数
MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();
// 设置用户名和密码
// options.setUserName(username);
// options.setPassword(password.toCharArray());
// options.setConnectionTimeout(60); // 连接超时，默认30
// options.setKeepAliveInterval(60); // 心跳，默认60
// 连接
client.connect(options);
// 创建消息并设置 QoS
MqttMessage message = new MqttMessage(content.getBytes());
message.setQos(qos);
// 发布消息
client.publish(topic, message);
System.out.println("Message published");
System.out.println("topic: " + topic);
System.out.println("message content: " + content);
// 关闭连接
client.disconnect();
// 关闭客户端
} catch (MqttException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
3、订阅者 代码类
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.*;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;
public class SubscribeSample {
public static void main(String[] args) {
String broker = "tcp://localhost:1883";
String topic = "testtopic/test";
String username = "emqx";
String password = "public";
String clientid = "subscribe_client";
int qos = 0;
try {
MqttClient client = new MqttClient(broker, clientid, new MemoryPersistence());
// 连接参数
MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();
// options.setUserName(username);
// options.setPassword(password.toCharArray());
// options.setConnectionTimeout(60);
// options.setKeepAliveInterval(60);
// 设置回调
client.setCallback(new MqttCallback() {
public void connectionLost(Throwable cause) {
System.out.println("connectionLost: " + cause.getMessage());
}
public void messageArrived(String topic, MqttMessage message) {
System.out.println("topic: " + topic);
System.out.println("Qos: " + message.getQos());
System.out.println("message content: " + new String(message.getPayload()));
}
public void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken token) {
System.out.println("deliveryComplete---------" + token.isComplete());
}
});
client.connect(options);
client.subscribe(topic, qos);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
| 🍄 MQTT的CONNECT报文 |
MQTT的CONNECT报文用于建立客户端与MQTT代理服务器之间的连接。CONNECT报文包含以下属性：
- 协议名称和版本号（Protocol Name, Protocol Version）：指定MQTT协议的版本号，例如“MQTT 3.1.1”。
- 清理会话标志（Clean Session）：指定是否清除客户端与代理服务器之间的会话状态。如果设置为1，代理服务器将删除客户端之前发布的所有主题和订阅信息；如果设置为0，则保留之前的会话状态。
- 保持连接时间（Keep Alive）：指定客户端与代理服务器之间的最长空闲时间，超过此时间连接将被断开。
- 客户端标识符（Client Id）：指定客户端的唯一标识符，用于在代理服务器上标识客户端。客户端标识符是必需的，且必须唯一。
- 遗嘱标志（Will Flag）：指定是否发送遗嘱消息。如果设置为1，则代理服务器将在客户端离线时发布一条遗嘱消息。
- 遗嘱主题（Will Topic）：指定遗嘱消息的主题。
- 遗嘱消息（Will Message）：指定遗嘱消息的内容。
- 用户名和密码（User Name, Password）：用于认证客户端的身份。如果需要认证，客户端可以提供用户名和密码。
| 🍄 MQTT主题通配符 |
⚡ 推荐参考： 通过案例理解 MQTT 主题与通配符
如果你不想在启动类中订阅MQTT服务器，你可以将订阅代码放在任何你希望订阅的地方，只要在应用程序启动后执行即可。
以下是一些可行的方式来订阅MQTT服务器：
在控制器中订阅：你可以在Spring Boot应用程序的控制器中添加一个API接口，当该接口被调用时执行订阅逻辑。例如，你可以创建一个订阅接口，并在其中执行订阅代码：
@RestController
public class SubscribeController {
@GetMapping("/subscribe")
public String subscribeToMqttServer() {
String topic = "your_topic";
MyMqttCallback callback = new MyMqttCallback();
MqttClientUtil.subscribe(topic, callback);
return "订阅成功";
}
}
这样，当访问"/subscribe"接口时，将执行订阅操作。
在定时任务中订阅：你可以使用Spring的定时任务来执行订阅操作。首先，你需要在应用程序中添加一个定时任务配置类。例如，创建一个SubscribeTask类并添加@Scheduled注解来定时执行任务：
@Component
public class SubscribeTask {
@Scheduled(fixedRate = 5000) // 每隔5秒执行
public void subscribeToMqttServer() {
String topic = "your_topic";
MyMqttCallback callback = new MyMqttCallback();
MqttClientUtil.subscribe(topic, callback);
}
}
这样，每隔5秒，定时任务将执行一次订阅操作。
注意：无论你选择哪种方式，确保在订阅之前MqttClientUtil类和MyMqttCallback类已经被正确注入并实例化，以便调用订阅方法。
🌈 3.3 MQTT工具类
⚡ 推荐参考：MQTT工具类
