mqtt协议实战（一）

忘是亡心i 2022-11-16 15:17 312阅读 0赞

### 背景 ###

最近项目中用到了mqtt的协议，今天特地抽时间学习了一下，搭建了一个基于nodejs的mqtt的服务。现在写一篇文章记录，分享给大家。

本案例使用的nodejs，mqtt的代理服务是使用的是`mosca`。客户端使用的是`mqtt.js`。  
其实网上也有几篇写mqtt的集成，但写的都很随便，时间也比较久，对于集成中的问  
题，大多是一带而过，这篇文章我不仅带大家了解mqtt的主要特点，还交大家真正实战mqtt协议。

### mqtt简介 ###

如果有人问你什么是mqtt协议，有什么特点，你就用下面这段官方的话来回答他。

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，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。

整理以上的概念描述我们可以得到，  
mqtt协议的特点

*  占用带宽小
 *  稳定可靠
 *  发布/订阅
 *  使用代码少

后面我将根据mqtt的这几个特点，为大家在实战中一一演示，解释mqtt的这些特点。

mqtt协议需要一个中间代理服务器，这个东西是其实就像一个传话筒，把客户端推送的消息，推送给指定的客户端。

主要用三个角色，订阅，mqtt代理，发布。下面这张图解释的很清楚。

概念性的东西的我们就说到这里，下面进入实战阶段。

### nodejs集成mqtt ###

*  创建一个mqtt-test文件夹
 *  使用`npm init`初始化成nodejs的项目目录  
    安装二个npm包 `mqtt` 和`mosca`

npm install mosca mqtt --save

#### 编写服务端代码 ####

根目录下创建一个`index.js`

这里是用于编写服务端的代码，创建mqtt代理服务，

接受客户端发送的事件进行业务逻辑处理，然后再推送给订阅者。

index.js的代码如下

代码很好理解。  
使用`new mosca.Server()`来创建一个服务，配置参数里只指定了一个端口，当然这里还有很多配置参数，可以指定静态目录，也可以配置ssl证书。  
[具体的文档在这里][Link 1]可以查阅得到。

具体参数如下

*  port 创建服务的端口
 *  host 服务的IP地址
 *  backend 配置Ascoltatore后端的所有参数对象
 *  ascoltatore
 *  keyPath 证书的key存放地址
 *  certPath 证书的秘钥存放地址
 *  static 配置一个web服务的目录
 *  stats 推送的频率， 每10s。

事件列表:

*  clientConnected, 当客户端被链接时触发，客户端作为一个参数
 *  clientDisconnecting, 当客户端正在断开链接时触发，客户端作为一个参数
 *  clientDisconnected, 当客户端已经断开链接时触发
 *  published, 当推送了一个新的消息时触发
 *  subscribed, 客户端当订阅了一个主题时触发
 *  unsubscribed, 当客户端取消订阅时触发

我们在`index.js`中监听了几个事件，  
客户端链接`clientConnected`，发布主题消息`published`，  
以及在服务启动后的回调函数`ready`  
代码逻辑清晰，易于理解。这正是mqtt的使用简单，便捷的特征。

需要注意的是我们虽然监听了`published`事件，但其实没有做任何的操作。  
只是打印了消息体。这里并没有编写推送给订阅者的代码。

其实这部分在客户端订阅时限定的。客户端端可以只订阅自己需要的topic

#### 编写推送方客户端的代码 ####

下面我们来看一下二个客户端的代码，第一是推送方。  
在根目录创建pus.js,编写内容如下

const mqtt = require("mqtt");
    const client = mqtt.connect("mqtt://127.0.0.1:1883");
    setInterval(function () { 
      const value = Math.ceil(Math.random() * 40);
      client.publish("temperature", value.toString(), {  qos: 0, retain: true });
    }, 2000);

代码很简单，一句话就能解释清楚，  
创建一个客户端，连接到mqtt服务，然后每2秒推送一个消息，  
这里推送的消息有几个参数比较重要需要解释一下

调用`client.publish()`方法的第一个参数是叫做`topic`  
表明这个消息的主题或者分类。

第二个参数是消息体，可以是String 也可以是Buffer,

这里的例子topic是`temperature`，注意等下需要用到这个参数。

第三个参数就是就是一些推送的参数，是一个对象。包含以下诸多参数，

*  qos 定义QoS的等级， 默认为0
 *  retain 保留的标志， 布尔类型，默认false
 *  dup 是否标记为副本， 布尔类型， 默认false

第四个参数是 callback 当报错时会触发该回调函数。

更加具体的参数请查询 https://www.npmjs.com/package/mqtt\#publish

此外每一个客户端都有很多方法  
![7aea838ed2817c809fffa28b5fb65a8c.png][]

*  mqtt.connect()
 *  mqtt.Client()
 *  mqtt.Client\#publish()
 *  mqtt.Client\#subscribe()
 *  mqtt.Client\#unsubscribe()
 *  mqtt.Client\#end()
 *  mqtt.Client\#removeOutgoingMessage()
 *  mqtt.Client\#reconnect()
 *  mqtt.Client\#handleMessage()
 *  mqtt.Client\#connected
 *  mqtt.Client\#reconnecting
 *  mqtt.Client\#getLastMessageId()
 *  mqtt.Store()
 *  mqtt.Store\#put()
 *  mqtt.Store\#del()
 *  mqtt.Store\#createStream()
 *  mqtt.Store\#close()

这里就不一一展开每个api的用法，后面的文章会慢慢讲解。  
mqtt的api文档地址 https://www.npmjs.com/package/mqtt\#api

#### 编写订阅方客户端的代码 ####

介绍为了推送方的js编写，我们来编写订阅方的js。  
有了推送，必须要有订阅才能完整  
在根目录下创建`sub.js`,内容如下

订阅方的代码也很简单，首先是链接到mqtt代理服务器，  
链接成功后会触发`connect`事件，然后在这个事件的回调函数里，调用`subscribe()`方法  
订阅某个主题下的消息事件。

然后监听一个叫做`message`的事件，  
回调函数里有二个参数，一个是topic，一个消息体mesage

[Link 1]: http://www.mosca.io/docs/lib/server.js.html#Server
[7aea838ed2817c809fffa28b5fb65a8c.png]: /images/20221022/1d87ba0fdf8a4138bed3cdf1db620eff.png