Mqtt5 - 会话保留与离线消息接收

       最近在做IM（及时通信）相关的应用，长连接（消息收发）采用的Mqtt5，mqtt支持会话保存（cleanStart）、会话超期（sessionExpire）、Qos等设置，可以实现移动端弱网络（或网络断开后再重连）的离线消息接收。
       之所以选择Mqtt协议，因为mqtt是一种极其轻量级的发布/订阅消息传输协议（专为受限设备和低带宽、高延迟或不可靠的网络而设计），且代码体积小、功耗低，适合移动设备、车机等终端，且需要支持手机、车机等在网络信号不稳定（弱网、断网、进隧道没有网络等）且之后再恢复网络时，可以继续收发消息、且可以收到之前离线时消息的补充推送。关于离线消息的补充推送亦可由IM服务端自己控制，但若Mqtt协议原生支持离线推送，岂不是省的开发者再去自己处理。同时秉承着用新不用旧的观点，果断选用Mqtt5而弃用Mqtt3，Mqtt5相较于Mqtt3有了很多升级，如：原因代码（PUBACK / PUBREC）、共享订阅、会话过期、请求/响应模式（ResponseTopic, CorrelationData）、Will Delay等。

关于Mqtt的服务端、客户端选型可参考如下链接：
Mqtt官网
Mqtt中文网
Mqtt Server端
Mqtt Client端

实际开发过程中，Server端选用的Emq，Client端选用的HiveMq，二者均支持Mqtt5。

Mqtt5支持离线消息接收的几个核心设置：
ClientId
CleanStart: false
SessionExpiry
Qos:2

ClientId用于唯一标识用户session。
CleanStart设置为0，表示创建一个持久会话，在客户端断开连接时，会话仍然保持并保存离线消息，直到会话超时注销。CleanStart设置为1，表示创建一个新的临时会话，在客户端断开时，会话自动销毁。
SessionExpiry即指定在CleanStart为0时，会话的保存时长，如果客户端未在用户定义的时间段内连接，则可以丢弃状态（例如，订阅和缓冲的消息）而无需进行清理。
Qos即消息的Quality of Service，若要支持离线消息，需要订阅端、发布端Qos >= 1

如ClientId=1, CleanStart=false, SessionExpiry=3600s, Qos=2即指定clientId=1的会话为持久会话，用户在离线后3600s的的离线消息都会被Mqtt服务器保存，用户在离线时间不超过3600s且再次以ClientId=1重新上线时，是可以收到离线期间消息的补充推送的，同时Qos=2（exactly once）保证消息只会被客户端收到一次且一定一次。

以HiveMq客户端代码为例：

/**
 * 构建mqtt客户端连接
 *
 * @param clientId 客户端ID
 * @return
 */
public Mqtt5BlockingClient buildMqtt5Client(String clientId) {
    /** blocking客户端 */
    Mqtt5BlockingClient client = Mqtt5Client.builder()
            .identifier(clientId)
            .serverHost(mqttConfig.getInternalHost())
            .serverPort(mqttConfig.getPort())
            //自动重连（指数级延迟重连（起始延迟1s，之后每次2倍，到2分钟封顶） delay : 1s-> 2s -> 4s -> ... -> 2min）
            .automaticReconnectWithDefaultConfig()
            .buildBlocking();
    /** Emqx JWT认证 */
    String authJwt = jwtManager.generateMqttAuthJwt(clientId);
    Mqtt5SimpleAuth auth = Mqtt5SimpleAuth.builder()
            .password(authJwt.getBytes())
            .build();
    logger.info("连接mqtt参数：internalHost={}, port={}, clientId={}, authPassword={}", mqttConfig.getInternalHost(), mqttConfig.getPort(), clientId, authJwt);
    Mqtt5ConnAck connAck = null;
    try {
        connAck = client.connectWith()
                  .simpleAuth(auth)
                    /** cleanSession=false */
                    .cleanStart(false)
                    /** session 7天过期 */
                    .sessionExpiryInterval(MqttConsts.SESSION_EXPIRATION)
                    .send();
        logger.info("连接mqtt结果：reasonCode={}, reasonStr={}, reasonInfo={}", connAck.getReasonCode(), connAck.getReasonString(), connAck.getResponseInformation());
    } catch (Mqtt5ConnAckException e) {
        logger.warn("连接mqtt - ack异常 - ".concat(e.getMessage()));
        connAck = e.getMqttMessage();
    } catch (ConnectionFailedException cfe) {
        logger.warn("连接mqtt - fail异常 - ".concat(cfe.getMessage()));
        throw new MqttException("连接mqtt - fail异常 - ".concat(cfe.getMessage()));
    } catch (Exception e) {
        logger.warn("连接mqtt - 系统异常!", e);
        throw new MqttException("连接mqtt - 系统异常");
    }
    if (connAck.getReasonCode().isError()) {
        throw new MqttException("Mqtt5连接失败 - ".concat(connAck.getReasonCode().toString()));
    }
    return client;
}


/**
 * 订阅主题、处理消息
 *
 * @param topic    主题
 * @param callback 消息处理回调
 */
public void subscribeWith(String topic, Consumer<Mqtt5Publish> callback) {
    //订阅主题
    asyncClient.subscribeWith()
            .topicFilter(topic)
            //Qos: 2(EXACTLY_ONCE)
            .qos(MqttQos.EXACTLY_ONCE)
            //消费主题消息（异步）
            .callback(callback)
            .send();
}

以上的几个核心设置：
clientId,
cleanStart=fasle,
sessionExpiry > 0,
Qos>=1，
缺一不可，少一项设置便无法实现离线消息的接受。