一文了解MQTT協議

作者：鴨血粉絲Tang 2022-02-25 07:34:36

我們今天就來詳細的說說這個 MQTT 協議，因為很多消息現在都是支持 MQTT 協議的，比如 RabbitMQ ，還有 Kafka 等，今天我們就來詳細的介紹 MQTT 協議到底是個什么。

什么是MQTT協議

MQTT協議是一種消息列隊傳輸協議，采用訂閱、發布機制，訂閱者只接收自己已經訂閱的數據，非訂閱數據則不接收，既保證了必要的數據的交換，又避免了無效數據造成的儲存與處理。因此在在物聯網領域，傳感器與服務器的通信，信息的收集中得到廣泛的應用。

既然是協議，那么如果對比 TCP/IP協議的話，它位于分層中的哪一層呢?

之前阿粉就說了 TCP/IP 參考模型可以分為四層：應用層、運輸層、網絡層、網絡接口層。TCP和UDP位于運輸層，應用層常見的協議有HTTP、FTP、SSH等。而 MQTT 協議運行于 TCP 之上，屬于應用層協議，因此只要是支持TCP/IP協議棧的地方，都可以使用MQTT。

1)開放消息協議，簡單易實現。

2)使用發布/訂閱消息模式，提供一對多的消息發布，解除應用程序耦合。

3)對負載(協議攜帶的應用數據)內容屏蔽的消息傳輸。

4)基于TCP/IP網絡連接,提供有序，無損，雙向連接。

主流的MQTT是基于TCP連接進行數據推送的，但是同樣有基于UDP的版本，叫做MQTT-SN。這兩種版本由于基于不同的連接方式，優缺點自然也就各有不同了。

5)消息服務質量(QoS)支持，可靠傳輸保證;有三種消息發布服務質量：

QoS0："至多一次"，消息發布完全依賴底層TCP/IP網絡。會發生消息丟失或重復。這一級別可用于如下情況，環境傳感器數據，丟失一次讀記錄無所謂，因為不久后還會有第二次發送。這一種方式主要普通APP的推送，倘若你的智能設備在消息推送時未聯網，推送過去沒收到，再次聯網也就收不到了。

QoS1："至少一次"，確保消息到達，但消息重復可能會發生。

QoS2："只有一次"，確保消息到達一次。在一些要求比較嚴格的計費系統中，可以使用此級別。在計費系統中，消息重復或丟失會導致不正確的結果。這種最高質量的消息發布服務還可以用于即時通訊類的APP的推送，確保用戶收到且只會收到一次。

這個 Qos0 是個什么意思呢?就是如果使用了這個 Qos0 的配置作為發布質量，我們以客戶端和服務器為例，那就是客戶端發了一個消息給服務端，這時候服務端沒有接收到，而配置是 "至多一次",這時候，相同的消息，客戶端就不會再繼續給服務端發送了，我管你收沒收到，我配置的就是最多一次.

同理，QoS1 是至少一次，也就是說，客戶端給服務端發送消息的時候，如果沒有保證消息到達，這時候可能會繼續發送，我才不管我發幾次，只要你沒有給我說你收到消息，那我就發!

而 QoS2 相對來說就是比較嚴謹的了，為什么這么說，這就相當于客戶端給服務端發送消息，這時候，要求保證客戶端發了一次，而服務端收到一次，這樣才是相當于只有一次的概念。

6)小型傳輸，開銷很小(固定長度的頭部是2字節)，協議交換最小化，以降低網絡流量。

這就是為什么在介紹里說它非常適合"在物聯網領域，傳感器與服務器的通信，信息的收集"，要知道嵌入式設備的運算能力和帶寬都相對薄弱，使用這種協議來傳遞消息再適合不過了。

固定報頭格式如下：

固定報頭的0-3位為標志位，第一字節的4-7位的值指定了報文類型。

實際上這些類型也是 MQTT協議中定義的一些方法(也被稱為動作)，來于表示對確定資源所進行操作。這個資源可以代表預先存在的數據或動態生成數據，這取決于服務器的實現。通常來說，資源指服務器上的文件或輸出。

實現MQTT協議需要客戶端和服務器端通訊完成，在通訊過程中，MQTT協議中有三種身份：發布者(Publish)、代理(Broker)(服務器)、訂閱者(Subscribe)。其中，消息的發布者和訂閱者都是客戶端，消息代理是服務器，消息發布者可以同時是訂閱者。

MQTT傳輸的消息分為：主題(Topic)和負載(payload)兩部分：

1)Topic，可以理解為消息的類型，訂閱者訂閱(Subscribe)后，就會收到該主題的消息內容 (payload)

2)payload，可以理解為消息的內容，是指訂閱者具體要使用的內容(限制大小)。

MQTT 消息發送與接收的流程：

和傳統的隊列有點不一樣，若是 ClientB 在 ClientA 發布消息以后再訂閱 Topic1，ClientB 不會收到該條消息。

關于 MQTT 的基礎，阿粉就了解了這么多了，等以后阿粉學習新的關于 MQTT 的，阿粉再繼續分享給大家。

責任編輯：武曉燕來源： Java極客技術