心跳机制
Keep Alive指定连接最大空闲时间T，当客户端检测到连接空闲时间超过T时，必须向Broker发送心跳报文PINGREQ，Broker收到心跳请求后返回心跳响应PINGRESP。若Broker超过1.5T时间没收到心跳请求则断开连接，并且投递遗嘱消息到订阅方；同样，若客户端超过一定时间仍没收到心跳响应PINGRESP则断开连接。
连接空闲时发送心跳报文可以降低网络请求，弱化对带宽的依赖。
Keep Alive设定时机
创建连接时，在CONNECT报文中指定，单位s。
Client Take-Over
场景：客户端与Broker连接正常，然后客户端快速重启（小于1.5T），再重新连接Broker，在未达到1.5T这段时间内，客户端与Broker存在两条连接。
处理措施： 先断开之前的连接再建立新的连接。
一、CONNECT（连接）
当客户端向服务器建议一个TCP/IP端口连接，协议基本会话必须使用一个CONNECT flow建立。
下面是一个较为完整的CONNECT消息结构：
说明：
1、Fixed header/固定头部：
DUP，QoS和RETAIN标志不能被使用在CONNECT消息中（无效）。
Remaining Length是可变头（12字节）的长度和payload的长度。这可以是一个多字节的字段。
2、Variable header/可变头部（12字节）
byte1~byte9:
协议名称（MQIsdp）和协议版本（v3）都是固定的。
byte10:Connect Flags
一个字节表示，除了第1位是保留未使用，其它7位都具有不同含义。业务上很重要，对消息总体流程影响很大，需要牢记。
bit[1]:Clean Session
0，表示如果订阅的客户机断线了，要保存为其要推送的消息（QoS为1和QoS为2），若其重新连接时，需将这些消息推送（若客户端长时间不连接，需设 置一个过期值）； 1，断线服务器即清理相关信息，重新连接上来之后，会再次订阅。
bit[2]:Will Flag
定义了客户端（没有主动发送DISCONNECT消息）出现网络异常导致连接中断的情况下，服务器需要做的一些措施。
简而言之，就是客户端预先定义好，在自己异常断开的情况下，所留下的最后遗愿（Last Will），也称之为遗嘱（Testament）。 这个遗嘱就是一个由客 户端预先定义好的主题和对应消息，附加在CONNECT的可变头部中，在客户端连接出现异常的情况下，由服务器主动发布此消息。只有在Will Flag位为1 时，Will Qos和Will Retain才会被读取，此时消息体payload中要出现Will Topic和Will Message具体内容，否则，Will QoS和Will Retain值会被忽略 掉。
bit[3-4]:Will Qos
若标识了Will Flag值为1，那么Will QoS就会生效，否则会被忽略掉。
两位表示，和PUBLISH消息固定头部的QoS level含义一样。这里先略过，到PUBLISH消息再回过头来看看，会更明白些。
bit[5]:Will RETAIN
如果设置Will Flag值为1，Will Retain就会生效，否则它将被忽略。
当客户端意外断开服务器发布其Will Message之后，服务器是否应该继续保存。这个属性和PUBLISH固定头部的RETAIN标志含义一样，这里先掠过。
bit[6-7]:User name 和 password Flag
用于授权，两者要么为00 , 要么为11，否则都是无效。00--表示客户端可自由连接/订阅；11--表示连接/订阅需要授权。
byte11-12:心跳时间(Keep Alive timer)
以秒为单位，定义服务器端从客户端接收消息的最大时间间隔。一般应用服务会在业务层次检测客户端网络是否连接，不是TCP/IP协议层面的心跳机制(比如 开启SOCKET的SO_KEEPALIVE选项)。 一般来讲，在一个心跳间隔内，客户端发送一个PINGREQ消息到服务器，服务器返回PINGRESP消息，完成一次心跳 交互，继而等待下一轮。若客户端没有收到心跳反馈，会关闭掉TCP/IP端口连接，离线。 16位两个字节，可看做一个无符号的short类型值。最大值，2^16- 1 = 65535秒 = 18小时。最小值可以为0，表示客户端不断开。一般设为几分钟，比如微信心跳周期为300秒。
3、Payload/消息体
消息体定义的消息顺序（如上表所示），约定俗成，不得更改，否则将可能引起混乱。
若Will Flag值为0，那么在payload中，Client Identifer后面就不会存在Will Topic和Will Message内容。
若User Name和Password都为0，意味着Payload/消息体中，找不到User Name和password的值，就算有，也是无效。标志决定着是否读取与否。
Will Message编码
Will Message在CONNECT Payload/消息体中，使用UTF-8编码。假设内容为“abcd”，大概如下：
注意：PUBLISH的Payload/消息体中以二进制编码保存。
例如：某刻客户端异常关闭触发服务器会PUBLISH此消息。那么服务器会直接把byte3-byte6之间字符取出，保存为二进制，附加到PUBLISH消息体中，大 概存储如下：
二、连接异常中断通知机制
CONNECT消息一旦设置在可变头部设置了Will flag标记，那就启用了Last-Will-And-Testament特性，此特性很赞。也就是说，一旦客户端出现异常中断， 便会触发服务器发布Will Message消息到Will Topic主题上去，通知Will Topic订阅者，对方因异常退出。
三、握手（CONNACK）
接收到CONNECT消息之后，服务器应该返回一个CONNACK消息作为响应：
1、若客户端绕过CONNECT消息直接发送其它类型消息，服务器应关闭此非法连接 若客户端发送CONNECT之后未收到CONNACT，需要关闭当前连接，然后重新连接；
2、相同Client ID客户端已连接到服务器，先前客户端必须断开连接后，服务器才能完成新的客户端CONNECT连接。客户端发送无效非法CONNECT消息，服务器需要关闭
一个完整的CONNACK消息大致如下：
连接握手返回码：
只有0-5目前被使用到，其他值有待日后使用。一般返回值为0x00，表示连接建立。非法的请求，需要返回相应的数值。
从上面看出，一个CONNACT，四个字节表示。一个正常的CONNACT消息实际内容可能如下： 0x20 0x02 0x00 0x00
若是在私有协议中，两个字节就足够了。
很多时候，客户端和服务器端在没有消息传递时，会一直保持着连接。虽然不能依靠TCP心跳机制（比如SO_KEEPALIVE选项），业务层面定义心跳机制，会 让连接状态检测、控制更为直观。
四、PINGREQ
由客户端发送到服务器端，证明自己还在一直连接着呢。两个字节，固定值。
客户端会在一个心跳周期内发送一条PINGREQ消息到服务器端。
心跳频率在CONNECT可变头部“Keep Alive timer”中定义时间，单位为秒，无符号16位short表示。
五、PINGRESP
服务器收到客户端的PINGREQ请求之后，会立即响应一个两个字节固定格式的PINGRESP消息。
服务器一般若在1.5倍的心跳周期内接收不到客户端发送的PINGREQ，可考虑关闭客户端的连接描述符。此时的关闭连接的行为和接收到客户端发送DISCONNECT消息的处理行为一致，但对客户端的订阅不会产生影响（不会清除客户端订阅数据），这个需要牢记。
若客户端发送PINGREQ之后的一个心跳周期内接收不到PINGRESP消息，可考虑关闭TCP/IP套接字连接。
六、DISCONNECT
客户端主动发送到服务器端，表明即将关闭TCP/IP连接。此时要求服务器要完整、干净的进行断开处理，不能仅仅类似于关闭连接描述符类似草草处理之。 需要两个字节，值固定：
服务器要根据先前此客户端在发送CONNECT消息可变头部Connect flag中的“Clean session flag”所设置值，再次复习一下：
1、值为0，服务器必须在客户端断开之后继续存储/保持客户端的订阅状态。这些状态包括：
存储订阅的消息QoS1和QoS2消息
正在发送消息期间连接丢失导致发送失败的消息
以便当客户端重新连接时以上消息可以被重新传递。
2、值为1，服务器需要立刻清理连接状态数据。
有一点需要牢记，服务器在接收到客户端发送的DISCONNECT消息之后，需要主动关闭TCP/IP连接。
