一文搞懂MQTT，如何在SpringBoot中使用MQTT实现消息的订阅和发布

简介： 之前介绍了RabbitMQ以及如何在SpringBoot项目中整合使用RabbitMQ，看过的朋友都说写的比较详细，希望再总结一下目前比较流行的MQTT。所以接下来，就来介绍什么MQTT？它在IoT中有着怎样的作用？如何在项目中使用MQTT？

之前介绍了RabbitMQ以及如何在SpringBoot项目中整合使用RabbitMQ，看过的朋友都说写的比较详细，希望再总结一下目前比较流行的MQTT。所以接下来，就来介绍什么MQTT？它在IoT中有着怎样的作用？如何在项目中使用MQTT？

一、MQTT介绍

1.1 什么是MQTT？

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最大优点在于用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。

MQTT具有协议简洁、轻巧、可扩展性强、低开销、低带宽占用等优点，已经有PHP，JAVA，Python，C，C#，Go等多个语言版本，基本可以使用在任何平台上。在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用，特别适合用来当做物联网的通信协议。

1.2 MQTT特点

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）。

MQTT协议是为硬件性能有限，且工作在低带宽、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，提供多对多的消息发布，解除应用程序耦合；
2.对负载内容屏蔽的消息传输；
3.使用TCP/IP 提供网络连接；
4.支持三种消息发布服务质量（QoS）：
QoS 0（最多一次）：消息发布完全依赖底层 TCP/IP 网络。会发生消息丢失或重复。这个级别可用于如下情况，环境传感器数据，丢失一次数据无所谓，因为不久后还会有第二次发送。
QoS 1（至少一次）：确保消息到达，但消息重复可能会发生。
QoS 2（只有一次）：确保消息到达一次。这个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。
5.传输数据小，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；(用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。)

1.3 MQTT应用场景

MQTT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、移动应用等方面有着广泛的应用。MQTT服务只负责消息的接收和传递，应用系统连接到MQTT服务器后，可以实现采集数据接收、解析、业务处理、存储入库、数据展示等功能。常见的应用场景主要有以下几个方面：

（1）消息推送：如PC端的推送公告，比如安卓的推送服务，还有一些即时通信软件如微信、易信等也是采用的推送技术。

（2）智能点餐：通过MQTT消息队列产品，消费者可在餐桌上扫码点餐，并与商家后端系统连接实现自助下单、支付。

（3）信息更新：实现商场超市等场所的电子标签、公共场所的多媒体屏幕的显示更新管理。

（4）扫码出站：最常见的停车场扫码缴费，自动起竿；地铁闸口扫码进出站。

二、MQTT的角色组成

2.1 MQTT的客户端和服务端

2.1.1 服务端（Broker）

EMQX就是一个MQTT的Broker，emqx只是基于erlang语言开发的软件而已，其它的MQ还有ActiveMQ、RabbitMQ、HiveMQ等等。

EMQX服务端：https://www.emqx.io/zh/downloads?os=Windows

2.1.2 客户端(发布/订阅)

EMQX客户端：https://mqttx.app/zh

这个是用来测试验证的客户端，实际项目是通过代码来实现我们消息的生产者和消费者。

2.2 MQTT中的几个概念

相比RabbitMQ等消息队列，MQTT要相对简单一些，只有Broker、Topic、发布者、订阅者等几部分构成。接下来我们先简单整理下MQTT日常使用中最常见的几个概念：

1.Topic主题：MQTT消息的主要传播途径, 我们向主题发布消息, 订阅主题, 从主题中读取消息并进行.业务逻辑处理, 主题是消息的通道
2.生产者：MQTT消息的发送者, 他们向主题发送消息
3.消费者：MQTT消息的接收者, 他们订阅自己需要的主题, 并从中获取消息
4.broker服务：消息转发器, 消息是通过它来承载的, EMQX就是我们的broker, 在使用中我们不用关心它的具体实现

其实, MQTT的使用流程就是: 生产者给broker的某个topic发消息->broker通过topic进行消息的传递->订阅该主题的消费者拿到消息并进行相应的业务逻辑

三、EMQX的安装和使用

下面以Windows为例，演示Windows下如何安装和使用EXQX。

step 1：下载EMQ安装包，配置EMQ环境

EMQX服务端：https://www.emqx.io/zh/downloads?os=Windows

step 2：下载压缩包解压，cmd进入bin文件夹

step 3：启动EMQX服务

在命令行输入：emqx start 启动服务，打卡浏览器输入：http://localhost:18083/ 进入登录页面。默认用户名密码 admin/public 。登录成功后，会进入emqx的后台管理页面，如下图所示：

四、使用SpringBoot整合MQTT协议

前面介绍了MQTT协议以及如何安装和启动MQTT服务。接下来演示如何在SpringBoot项目中整合MQTT实现消息的订阅和发布。

4.1 创建工程

首先，创建spring-boot-starter-mqtt父工程，在父工程下分别创建消息的提供者spring-boot-starter-mqtt-provider 模块和消息的消费者spring-boot-starter-mqtt-consumer模块。

4.2 实现生产者

接下来，修改生产者模块spring-boot-starter-mqtt-provider 相关的代码，实现消息发布的功能模块。

4.2.1 导入依赖包

修改pom.xml 文件，添加MQTT相关依赖，具体示例代码如下所示：

<dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.integration</groupId>
            <artifactId>spring-integration-mqtt</artifactId>
            <version>5.3.2.RELEASE</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>1.18.4</version>
        </dependency>

    </dependencies>

4.2.2 修改配置文件

修改application.yml配置文件，增加MQTT相关配置。示例代码如下所示：

spring:
  application:
    name: provider
    #MQTT配置信息
  mqtt:
    #MQTT服务地址，端口号默认11883，如果有多个，用逗号隔开
    url: tcp://127.0.0.1:11883
    #用户名
    username: admin
    #密码
    password: public
    #客户端id(不能重复)
    client:
      id: provider-id
    #MQTT默认的消息推送主题，实际可在调用接口是指定
    default:
      topic: topic
server:
  port: 8080

4.2.3 消息生产者客户端配置

创建MqttProviderConfig配置类，读取application.yml中的相关配置，并初始化创建MQTT的连接。示例代码如下所示：

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.*;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import javax.annotation.PostConstruct;

@Configuration
@Slf4j
public class MqttProviderConfig {
    
    
    @Value("${spring.mqtt.username}")
    private String username;

    @Value("${spring.mqtt.password}")
    private String password;

    @Value("${spring.mqtt.url}")
    private String hostUrl;

    @Value("${spring.mqtt.client.id}")
    private String clientId;

    @Value("${spring.mqtt.default.topic}")
    private String defaultTopic;

    /**
     * 客户端对象
     */
    private MqttClient client;

    /**
     * 在bean初始化后连接到服务器
     */
    @PostConstruct
    public void init(){
    
    
        connect();
    }

    /**
     * 客户端连接服务端
     */
    public void connect(){
    
    
        try{
    
    
            //创建MQTT客户端对象
            client = new MqttClient(hostUrl,clientId,new MemoryPersistence());
            //连接设置
            MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();
            //是否清空session，设置false表示服务器会保留客户端的连接记录（订阅主题，qos）,客户端重连之后能获取到服务器在客户端断开连接期间推送的消息
            //设置为true表示每次连接服务器都是以新的身份
            options.setCleanSession(true);
            //设置连接用户名
            options.setUserName(username);
            //设置连接密码
            options.setPassword(password.toCharArray());
            //设置超时时间，单位为秒
            options.setConnectionTimeout(100);
            //设置心跳时间 单位为秒，表示服务器每隔 1.5*20秒的时间向客户端发送心跳判断客户端是否在线
            options.setKeepAliveInterval(20);
            //设置遗嘱消息的话题，若客户端和服务器之间的连接意外断开，服务器将发布客户端的遗嘱信息
            options.setWill("willTopic",(clientId + "与服务器断开连接").getBytes(),0,false);
            //设置回调
            client.setCallback(new MqttProviderCallBack());
            client.connect(options);
        } catch(MqttException e){
    
    
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public void publish(int qos,boolean retained,String topic,String message){
    
    
        MqttMessage mqttMessage = new MqttMessage();
        mqttMessage.setQos(qos);
        mqttMessage.setRetained(retained);
        mqttMessage.setPayload(message.getBytes());
        //主题的目的地，用于发布/订阅信息
        MqttTopic mqttTopic = client.getTopic(topic);
        //提供一种机制来跟踪消息的传递进度
        //用于在以非阻塞方式（在后台运行）执行发布是跟踪消息的传递进度
        MqttDeliveryToken token;
        try {
    
    
            //将指定消息发布到主题，但不等待消息传递完成，返回的token可用于跟踪消息的传递状态
            //一旦此方法干净地返回，消息就已被客户端接受发布，当连接可用，将在后台完成消息传递。
            token = mqttTopic.publish(mqttMessage);
            token.waitForCompletion();
        } catch (MqttException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

4.2.4 生产者客户端消息回调

创建MqttProviderCallBack类并继承MqttCallback，实现相关消息回调事件，示例代码如下图所示：

import org.eclipse.paho.client.mqttv3.IMqttDeliveryToken;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttCallback;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;

public class MqttConsumerCallBack implements MqttCallback{
    
    

    /**
     * 客户端断开连接的回调
     */
    @Override
    public void connectionLost(Throwable throwable) {
    
    
        System.out.println("与服务器断开连接，可重连");
    }

    /**
     * 消息到达的回调
     */
    @Override
    public void messageArrived(String topic, MqttMessage message) throws Exception {
    
    
        System.out.println(String.format("接收消息主题 : %s",topic));
        System.out.println(String.format("接收消息Qos : %d",message.getQos()));
        System.out.println(String.format("接收消息内容 : %s",new String(message.getPayload())));
        System.out.println(String.format("接收消息retained : %b",message.isRetained()));
    }

    /**
     * 消息发布成功的回调
     */
    @Override
    public void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken iMqttDeliveryToken) {
    
    
        System.out.println(String.format("接收消息成功"));
    }
}

4.2.5 创建Controller控制器实现消息发布功能

创建SendController控制器类，实现消息的发送功能，示例代码如下所示：

@Controller
public class SendController {
    
    
    @Autowired
    private MqttProviderConfig providerClient;

    @RequestMapping("/sendMessage")
    @ResponseBody
    public String sendMessage(int qos,boolean retained,String topic,String message){
    
    
        try {
    
    
            providerClient.publish(qos, retained, topic, message);
            return "发送成功";
        } catch (Exception e) {
    
    
            e.printStackTrace();
            return "发送失败";
        }
    }
}

4.3 实现消费者

前面完成了生成者消息发布的模块，接下来修改消费者模块spring-boot-starter-mqtt-consumer实现消息订阅、处理的功能。

4.3.1 导入依赖包

修改pom.xml 文件，添加MQTT相关依赖，具体示例代码如下所示：

<dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.integration</groupId>
            <artifactId>spring-integration-mqtt</artifactId>
            <version>5.3.2.RELEASE</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>1.18.4</version>
        </dependency>

    </dependencies>

4.3.2 修改配置文件

修改application.yml配置文件，增加MQTT相关配置。示例代码如下所示：

spring:
  application:
    name: consumer
  #MQTT配置信息
  mqtt:
    #MQTT服务端地址，端口默认为11883，如果有多个，用逗号隔开
    url: tcp://127.0.0.1:11883
    #用户名
    username: admin
    #密码
    password: public
    #客户端id（不能重复）
    client:
      id: consumer-id
    #MQTT默认的消息推送主题，实际可在调用接口时指定
    default:
      topic: topic
server:
  port: 8085

4.3.3 消费者客户端配置

创建消费者客户端配置类MqttConsumerConfig，读取application.yml中的相关配置，并初始化创建MQTT的连接。示例代码如下所示：

import javax.annotation.PostConstruct;

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.persist.MemoryPersistence;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class MqttConsumerConfig {
    
    
    @Value("${spring.mqtt.username}")
    private String username;

    @Value("${spring.mqtt.password}")
    private String password;

    @Value("${spring.mqtt.url}")
    private String hostUrl;

    @Value("${spring.mqtt.client.id}")
    private String clientId;

    @Value("${spring.mqtt.default.topic}")
    private String defaultTopic;

    /**
     * 客户端对象
     */
    private MqttClient client;

    /**
     * 在bean初始化后连接到服务器
     */
    @PostConstruct
    public void init(){
    
    
        connect();
    }

    /**
     * 客户端连接服务端
     */
    public void connect(){
    
    
        try {
    
    
            //创建MQTT客户端对象
            client = new MqttClient(hostUrl,clientId,new MemoryPersistence());
            //连接设置
            MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();
            //是否清空session，设置为false表示服务器会保留客户端的连接记录，客户端重连之后能获取到服务器在客户端断开连接期间推送的消息
            //设置为true表示每次连接到服务端都是以新的身份
            options.setCleanSession(true);
            //设置连接用户名
            options.setUserName(username);
            //设置连接密码
            options.setPassword(password.toCharArray());
            //设置超时时间，单位为秒
            options.setConnectionTimeout(100);
            //设置心跳时间 单位为秒，表示服务器每隔1.5*20秒的时间向客户端发送心跳判断客户端是否在线
            options.setKeepAliveInterval(20);
            //设置遗嘱消息的话题，若客户端和服务器之间的连接意外断开，服务器将发布客户端的遗嘱信息
            options.setWill("willTopic",(clientId + "与服务器断开连接").getBytes(),0,false);
            //设置回调
            client.setCallback(new MqttConsumerCallBack());
            client.connect(options);
            //订阅主题
            //消息等级，和主题数组一一对应，服务端将按照指定等级给订阅了主题的客户端推送消息
            int[] qos = {
    
    1,1};
            //主题
            String[] topics = {
    
    "topic1","topic2"};
            //订阅主题
            client.subscribe(topics,qos);
        } catch (MqttException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 断开连接
     */
    public void disConnect(){
    
    
        try {
    
    
            client.disconnect();
        } catch (MqttException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
    }


    /**
     * 订阅主题
     */
    public void subscribe(String topic,int qos){
    
    
        try {
    
    
            client.subscribe(topic,qos);
        } catch (MqttException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

4.3.4 消费者客户端消息回调

创建MqttConsumerCallBack类并继承MqttCallback，实现相关消息回调事件，示例代码如下图所示：

import org.eclipse.paho.client.mqttv3.IMqttDeliveryToken;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttCallback;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;

public class MqttConsumerCallBack implements MqttCallback{
    
    

    /**
     * 客户端断开连接的回调
     */
    @Override
    public void connectionLost(Throwable throwable) {
    
    
        System.out.println("与服务器断开连接，可重连");
    }

    /**
     * 消息到达的回调
     */
    @Override
    public void messageArrived(String topic, MqttMessage message) throws Exception {
    
    
        System.out.println(String.format("接收消息主题 : %s",topic));
        System.out.println(String.format("接收消息Qos : %d",message.getQos()));
        System.out.println(String.format("接收消息内容 : %s",new String(message.getPayload())));
        System.out.println(String.format("接收消息retained : %b",message.isRetained()));
    }

    /**
     * 消息发布成功的回调
     */
    @Override
    public void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken iMqttDeliveryToken) {
    
    
        System.out.println(String.format("接收消息成功"));
    }
}

4.3.5 创建Controller控制器，实现MQTT连接的建立和断开

接下来，创建Controller控制器MqttController，并实现MQTT连接的建立和断开等方法。示例代码如下所示：

import com.weiz.mqtt.config.MqttConsumerConfig;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;

@Controller
public class MqttController {
    
    
    @Autowired
    private MqttConsumerConfig client;

    @Value("${spring.mqtt.client.id}")
    private String clientId;

    @RequestMapping("/connect")
    @ResponseBody
    public String connect(){
    
    
        client.connect();
        return clientId + "连接到服务器";
    }

    @RequestMapping("/disConnect")
    @ResponseBody
    public String disConnect(){
    
    
        client.disConnect();
        return clientId + "与服务器断开连接";
    }
}

4.4 测试验证

首先，分别启动生产者spring-boot-starter-mqtt-provider 和消费者spring-boot-starter-mqtt-consumer两个项目，打开浏览器，输入地址http://localhost:18083/，在EMQX管理界面可以看到连接上来的两个客户端。如下图所示：

接下来，调用生产者的消息发布接口验证消息发布是否成功。使用Pomstman调用消息发送接口：http://localhost:8080/sendMessage ，如下图所示：

通过上图可以发现，生产者模块已经把消息发送成功。接下来查看消费者模块，验证消息是否处理成功。如下图所示：

通过日志输出可以发现，消费者已经成功接收到生产者发送的消息，说明我们成功实现在Spring Boot项目中整合MQTT实现了消息的发布和订阅的功能。

最后

以上就是如何在Spring Boot中使用MQTT的详细内容，更多关于在Spring Boot中MQTT的使用大家可以去自己研究学习。比如：如何利用qos机制保证数据不会丢失？消息的队列和排序？集群模式下的应用？等等。

MQTT介绍与使用

正文

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是：“Internet of things（IoT）”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。

而在物联网的应用上，对于信息传输，MQTT是一种再合适不过的协议工具了。

一、MQTT简介

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）模式的轻量级协议，该协议构建于TCP/IP协议之上，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。

二、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。

（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。

三、实现方式

实现MQTT协议需要客户端和服务器端通讯完成，在通讯过程中，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。

MQTT传输的消息分为：主题（Topic）和负载（payload）两部分：

（1）Topic，可以理解为消息的类型，订阅者订阅（Subscribe）后，就会收到该主题的消息内容（payload）；

（2）payload，可以理解为消息的内容，是指订阅者具体要使用的内容。

四、MQTT的搭建（ubuntu）

1、apt-get安装mqtt相关包

2、测试mosquitto是否正确运行

3、本机终端测试mqtt

打开一个终端，订阅主题

mosquitto_sub -h 192.168.1.102 -t "mqtt" -v

【-h】指定要连接的MQTT服务器
　　【-t】订阅主题，此处为mqtt
　　【-v】打印更多的调试信息

再打开一个终端，发布主题

mosquitto_pub -h 192.168.1.102 -t "mqtt" -m "Hello Stonegeek"

【-h】指定要连接的MQTT服务器
　　【-t】向指定主题推送消息
　　【-m】指定消息内容

结果展示

五、MQTT权限配置

前面我们基于Mosquitto服务器已经搭建成功了，但是默认是允许匿名用户登录，对于正式上线的项目则是需要进行用户认证（当然，用户一般都会与数据库映射，不过在这里我们就会直接将用户写入配置文件中）

1、Mosquitto服务器的配置文件为/etc/mosquitto/mosquitto.conf，关于用户认证的方式和读取的配置都在这个文件中进行

配置文件参数说明：

ID	allow_anonymous	password_file	acl_file	result
1	True(默认)			允许匿名方式登录
2	False	password_file		开启用户验证机制
3	False	password_file	acl_file	开启用户验证机制，但访问控制不起作用
4	True	password_file	acl_file	用户名及密码不为空，将自动进行用户验证且受到访问控制的限制；用户名及密码为空，将不进行用户验证且受到访问控制的限制
5	False			无法启动服务

allow_anonymous允许匿名

password-file密码文件

acl_file访问控制列表

2、修改配置文件

命令：sudo vi /etc/mosquitto/mosquitto.conf

3、添加用户信息

命令解释： -c 创建一个用户、/etc/mosquitto/pwfile.example 是将用户创建到 pwfile.example 文件中、admin 是用户名。

同样连续会提示连续输入两次密码。注意第二次创建用户时不用加 -c 如果加 -c 会把第一次创建的用户覆盖。

至此两个用户创建成功，此时如果查看 pwfile.example 文件会发现其中多了两个用户。

4、添加Topic和用户的关系

5、用户认证测试

（1）重启Mosquitto步骤

查看mosquitto的进程

命令：ps -aux|grep mosquitto

（2）杀死进程

命令：sudo kill -9 pid

（3）启动

命令：mosquitto -c /etc/mosquitto/mosquitto.conf

（4）订阅端启动（不加用户）

订阅端启动（加用户）

（5）发布端启动

六、MQTT实现（Java语言）

注意：由于我们在上面配置了MQTT的用户权限控制，所以下面的用户只能使用stonegeek登录，否则项目会运行报错，而且我们在上面设置的访问控制列表中只有mtopic主题，所以我们必须使用此主题，否则，订阅者会收不到已发布的主题内容（已经测试过了）

下面是我们Java语言实现的MQTT服务的发布/订阅

1、添加Maven依赖

    <dependency>
      <groupId>org.eclipse.paho</groupId>
      <artifactId>org.eclipse.paho.client.mqttv3</artifactId>
      <version>1.1.1</version>
    </dependency>

2、ServerMQTT.class

package com.stonegeek;
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;


public class ServerMQTT {
    
    
    //tcp://MQTT安装的服务器地址:MQTT定义的端口号
    public static final String HOST = "tcp://192.168.1.102:1883";
    //定义一个主题
    public static final String TOPIC = "mtopic";
    //定义MQTT的ID，可以在MQTT服务配置中指定
    private static final String clientid = "server11";

    private MqttClient client;
    private MqttTopic topic11;
    private String userName = "stonegeek";
    private String passWord = "123456";

    private MqttMessage message;

    /**
     * 构造函数
     * @throws MqttException
     */
    public ServerMQTT() 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();
    }

    /**
     *  用来连接服务器
     */
    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);

            topic11 = client.getTopic(TOPIC);
        } catch (Exception e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     *
     * @param topic
     * @param message
     * @throws MqttPersistenceException
     * @throws MqttException
     */
    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());
    }

    /**
     *  启动入口
     * @param args
     * @throws MqttException
     */
    public static void main(String[] args) throws MqttException {
    
    
        ServerMQTT server = new ServerMQTT();

        server.message = new MqttMessage();
        server.message.setQos(1);
        server.message.setRetained(true);
        server.message.setPayload("hello,topic11".getBytes());
        server.publish(server.topic11 , server.message);
        System.out.println(server.message.isRetained() + "------ratained状态");
    }
}

3、ClientMQTT.class

package com.stonegeek;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
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.MqttTopic;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;


public class ClientMQTT {
    
    
    public static final String HOST = "tcp://192.168.1.102:1883";
    public static final String TOPIC = "mtopic";
    private static final String clientid = "client11";
    private MqttClient client;
    private MqttConnectOptions options;
    private String userName = "stonegeek";
    private String passWord = "123456";

    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 {
    
    
        ClientMQTT client = new ClientMQTT();
        client.start();
    }
}

4、PushCallback.class

package com.stonegeek;

import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttCallback;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.IMqttDeliveryToken;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;

/**
 * Created by StoneGeek on 2018/6/5.
 * 博客地址：http://www.cnblogs.com/sxkgeek
 * 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()));
    }
}

5、结果展示

MQTT 客户端重连

MQTT客户端重连主要有两种方法

第一种：自动重连

设置org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions#setAutomaticReconnect为true

MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();
options.setAutomaticReconnect(true);

然后callback实现org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttCallbackExtended，这个接口提供了一个连接完成的回调方法，连接完成后做一些操作，如订阅主题。

public MyMqttCallback implements MqttCallbackExtended {
    
    

        /**
         * 连接成功会进入到这里
         * @param reconnect
         * @param serverURI
         */
        @Override
        public void connectComplete(boolean reconnect, String serverURI) {
    
    
			// 可以做订阅主题
        }
}

这样当断开连接后，MqttClient内部会自动进行重连，每次连接成功后都会回调connectComplete()方法。

第二种：自定义重连

如果不指定setAutomaticReconnect为true

可以在public void connectionLost(Throwable throwable)中处理重连

@Override
    public void connectionLost(Throwable throwable) {
    
    
        System.out.println("失去连接:" + throwable.getMessage());
        int times = 1;
        while (!client.isConnected()) {
    
    
            try {
    
    
                System.out.println("重新连接, 第" + (times++) + "次");
                client.reconnect();
                System.out.println("重连成功");
                break;
            } catch (MqttException e) {
    
    
                e.printStackTrace();
                System.out.println("重连失败, msg:" + e.getMessage());
            }
            // 每隔10秒重试一次
            try {
    
    
                TimeUnit.SECONDS.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
    
    
                e.printStackTrace();
            }
        }
        // 执行到这里，说明连接成功，重新订阅主题
        xxx
    }