MQTT协议介绍及Java教程（mqtt协议运行在哪一层）
一、 概述
MQTT(Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议)，是一种基于发布/订阅模式的"轻量级"通讯协议，它和 Modbus TCP 一样都是基于 TCP/IP 之上的应用层协议。
1.1 MQTT 具备以下几个特点
简单容易实现、支持设置消息服务质量等级(QoS)、轻量且省带宽。
1.2 为什么是 MQTT
物联网设备通信有一些问题需要针对性的解决：网络环境复杂而不可靠、硬件内存和闪存容量小、处理器能力有限。MQTT 协议就是为了解决遇到的这些问题而创建的。
1.3 MQTT 与 HTTP 协议对比
MQTT 最小报文仅为 2 个字节，比 HTTP 占用更少网络开销。
http需要指定请求头、请求方式、请求协议版本等比MQTT请求更多的内容，也代表着它要比MQTT的网络开销要更多。
MQTT 基于发布订阅模式，HTTP 基于请求响应。
MQTT 可实时推送消息，HTTP 需要通过轮询获取数据。
MQTT 是有状态的，HTTP 是无状态的。
MQTT客户端启动之后与Broker进行连接之后后续请求不用再带自身认证信息，而对于http来说客户端需要每次请求都带着自身认证信息表明自身身份。
1.4 MQTT 与消息队列对比
MQTT 和消息队列的很多行为和特性非常接近， 比如都采用发布/订阅模式，但是他们面向的场景却 有着显著的不同。消息队列主要用于服务端应用之间的消息存储与转发，这类场景往往数据量大但客户端 数量少。MQTT 是一种消息传输协议，主要用于物联网设备之间的消息传递，这类场景的特点是海量的设备接入、管理与消息传输。
1.5 MQTT消息服务质量等级
MQTT协议可以对消息设置三种不同的服务质量等级，分别是：
QoS=0：最多发送一次，订阅方不会发送接收到消息的响应，发布方也不会重新发送消息，消息可能会丢失。
QoS=1：最少发送一次，订阅方接收到消息之后发送响应给发布方，如果发布方没收到响应会重新发送消息，直到接收到响应为止，消息可能会重复。
QoS=2：保证只有一次，订阅方不会重复接收到消息，也不会丢失消息。发布方和订阅方之间需要进行两次请求响应确认消息传输，保证相同消息只接收一次，QoS为2时消耗网络资源也最多。
1.6 MQTT 主题通配符
MQTT 通配符包含单层通配符 `+` 和多层通配符`#`,主要用于客户端一次订阅多个主题。在发布的时候不能用通配符下发到多个主题中。
单层通配符适用于单个主题层级匹配的通配符,单层通配符必须占据整个层级才能生效。
多层通配符适用于主题匹配任意层级的通配符，多层通配符表示它的父级和任意数量的子层级，多层通配符必须单独占据一个层级才能生效。
二、 创建 MQTT 链接
下面我们通过 Java 代码创建一个 MQTT 链接，模拟设备发送数据，通过代码模拟订阅者接收数据。
2.1添加依赖
1.
2.
3.
4.
5.
2.2编写发布者代码
1./**
2. *
3. * @param topic
4. * @param content
5. * @param qos 有3个值分别为:
6. * 0:消息最多传递一次,如果客户端没有接收到消息,那么消息会丢失
7. * 1:消息传递至少一次,发布者发送消息会等待订阅者的ACK,如果在规定时间内没有收到ACK则会重新发送,可能会出现消息重复
8. * 2:消息仅且只发送一次,保证消息到达对方并且只发送一次
9. */
10.public void sendMessage(MQTTClient client,String topic,String content,int qos){
11. MQTTMessage message = new MQTTMessage(content.getBytes());
12. message.setQos(qos);
13. try {
14. client.publish(topic,message);
15. } catch (MQTTException e) {
16. //todo publish fail
17. }
18.}
19./**
20. * 连接MQTT客户端
21. * @return
22. */
23.public MQTTClient connectMQTT() {
24. MQTTClient client = null;
25. try {
26. //broker
27. String broker = "tcp://localhost:1883";
28. //用户名
29. String username = "admin";
30. //密码
31. String password = "123456";
32. //clientId
33. String clientId = System.currentTimeMillis() + "";
34. //创建MQTT客户端（指定broker、客户端id、消息持久策略）
35. client = new MQTTClient(broker, clientId, new MemoryPersistence());
36. //创建连接参数配置
37. MQTTConnectOptions options = new MQTTConnectOptions();
38. options.setUserName(username);
39. options.setPassword(password.toCharArray());
40. //是否清除会话
41. options.setCleanSession(true);
42. //心跳间隔
43. options.setKeepAliveInterval(20);
44. //连接超时时间
45. options.setConnectionTimeout(20);
46. //是否自动重连
47. options.setAutomaticReconnect(true);
48. //连接
49. client.connect(options);
50.
51. }catch (Exception e){
52. //todo connect fail
53. }
54. return client;
55.}
56.
57./**
58. * 关闭MQTT客户端
59. * @param client
60. */
61.public void closeClient(MQTTClient client){
62. try {
63. //关闭连接
64. client.disconnect();
65. //关闭客户端
66. client.close();
67. } catch (MQTTException e) {
68. //todo close fail
69. }
70.}
现在我们来模拟给订阅者发送一条消息，我们通过 MQTTX 客户端来模拟测试：
1.Demo demo = new Demo();
2.MQTTClient client = demo.connectMQTT();
3.String content = "{\n" +
4. " \"deviceNo\": \"x5a2aw\",\n" +
5. " \"val\": 19\n" +
6. "}";
7.//执行主题
8.String topic = "deviceUp";
9.int qos = 1;
10.if (null != client){
11. demo.sendMessage(client,topic,content,qos);
12.}
13.demo.closeClient(client);
2.3编写订阅者代码
1.String broker = "tcp://localhost:1883";
2.String topic = "/deviceUp";
3.String username = "admin";
4.String password = "123456";
5.String clientId = System.currentTimeMillis() + "";
6.int qos = 1;
7.
8.try {
9. MQTTClient client = new MQTTClient(broker, clientId, new MemoryPersistence());
10. // 连接参数
11. MQTTConnectOptions options = new MQTTConnectOptions();
12. options.setUserName(username);
13. options.setPassword(password.toCharArray());
14. options.setConnectionTimeout(60);
15. options.setKeepAliveInterval(60);
16. // 设置回调
17. client.setCallback(new MQTTCallback() {
18. public void connectionLost(Throwable cause) {
19. }
20. public void messageArrived(String topic, MQTTMessage message) {
21. System.out.println("topic为: " + topic);
22. System.out.println("topic为: " + message.getQos());
23. System.out.println("消息内容为: " + new String(message.getPayload()));
24. }
25. public void deliveryComplete(IMQTTDeliveryToken token) {
26. }
27. });
28. client.connect(options);
29. client.subscribe(topic, qos);
30.} catch (Exception e) {
31. //todo subscribe failed
32.}
启动订阅者之后再启动发布者代码，与此同时也可以启动自己本地的MQTTX接收消息。
订阅者收到消息为：
MQTTX收到消息为：
三、 总结
以上就是对MQTT的简单介绍和通过Java代码创建一个 MQTT 链接，模拟设备发送数据，通过代码模拟订阅者接收数据，希望可以对你有所帮助。更多关于MQTT的细节可以留言获取或者通过阅读MQTT官方文档进一步学习。