MQTT

MQTT是一个客户端服务端架构的发布/订阅模式的消息传输协议。是一种轻量级的发布、订阅信息传输协议。可在不可靠的网络环境中进行扩展，适用于设备硬件存储空间或网络带宽有限的场景。使用MQTT协议，消息发送者与接收者不受时间和空间的限制。物联网平台支持设备使用MQTT协议接入。

使用场景

无人机云平台项目中，云服务器需要与连接无人机遥控的app（安卓）在无人机飞行期间持续相互发送数据，能够在低带宽、高延迟、不稳定的网络等因素下保证高效稳定、轻量开销小、降低网络流量等特征，同时硬件及带宽和开发难度不能太高，综合考量后，决定采用MQTT协议实现功能。

需要实现的功能有：

连续的会话控制；
移动端上报实时传输无人机的电量、经纬数据、高度角度数据，供云平台展示；
云平台下发控制指令，移动端接收后实时改变无人机飞行状态；

后期考虑

通过RocketMQ与Mosquitto相结合的方式，实现基于RocketMQ的MQTT消息推送服务器及其分布式部署。

具体实现

配置MqttConfig.java

@Configuration
public class MqttConfig {

    /**
     * 1. 先创建连接
     */

    /**
     * 创建MqttPahoClientFactory，设置MQTT Broker连接属性，如果使用SSL验证，也在这里设置。
     * @return factory
     */
    @Bean
    public MqttPahoClientFactory mqttClientFactory() {
        DefaultMqttPahoClientFactory factory = new DefaultMqttPahoClientFactory();
        MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();

        // 设置代理端的URL地址，可以是多个
        options.setServerURIs(new String[]{"tcp://127.0.0.1:1883"});

        factory.setConnectionOptions(options);
        return factory;
    }

    /**
     * 2、入站通道
     */
    @Bean
    public MessageChannel mqttInputChannel() {
        return new DirectChannel();
    }

    /**
     * 入站
     */
    @Bean
    public MessageProducer inbound() {
        // Paho客户端消息驱动通道适配器，主要用来订阅主题
        MqttPahoMessageDrivenChannelAdapter adapter = new MqttPahoMessageDrivenChannelAdapter("consumerClient-paho",
                mqttClientFactory(), "boat", "collector", "battery", "+/sensor");
        adapter.setCompletionTimeout(5000);

        // Paho消息转换器
        DefaultPahoMessageConverter defaultPahoMessageConverter = new DefaultPahoMessageConverter();
        // 按字节接收消息
//        defaultPahoMessageConverter.setPayloadAsBytes(true);
        adapter.setConverter(defaultPahoMessageConverter);
        adapter.setQos(1); // 设置QoS
        adapter.setOutputChannel(mqttInputChannel());
        return adapter;
    }


    /**
     * 3、消息转化，中间站
     */

    @Bean
    // ServiceActivator注解表明：当前方法用于处理MQTT消息，inputChannel参数指定了用于消费消息的channel。
    @ServiceActivator(inputChannel = "mqttInputChannel")
    public MessageHandler handler() {
        return message -> {
            String payload = message.getPayload().toString();

            // byte[] bytes = (byte[]) message.getPayload(); // 收到的消息是字节格式
            String topic = message.getHeaders().get("mqtt_receivedTopic").toString();

            // 根据主题分别进行消息处理。
            if (topic.matches(".+/sensor")) { // 匹配：1/sensor
                String sensorSn = topic.split("/")[0];
                System.out.println("传感器" + sensorSn + ": 的消息： " + payload);
            } else if (topic.equals("collector")) {
                System.out.println("采集器的消息：" + payload);
            } else {
                System.out.println("丢弃消息：主题[" + topic  + "]，负载：" + payload);
            }

        };
    }


    /**
     * 4、发送消息
     */

    /**
     * 出站通道
     */
    @Bean
    public MessageChannel mqttOutboundChannel() {
        return new DirectChannel();
    }

    /**
     * 出站
     */
    @Bean
    @ServiceActivator(inputChannel = "mqttOutboundChannel")
    public MessageHandler outbound() {

        // 发送消息和消费消息Channel可以使用相同MqttPahoClientFactory
        MqttPahoMessageHandler messageHandler = new MqttPahoMessageHandler("publishClient", mqttClientFactory());
        messageHandler.setAsync(true); // 如果设置成true，即异步，发送消息时将不会阻塞。
        messageHandler.setDefaultTopic("command");
        messageHandler.setDefaultQos(1); // 设置默认QoS

        // Paho消息转换器
        DefaultPahoMessageConverter defaultPahoMessageConverter = new DefaultPahoMessageConverter();

        // defaultPahoMessageConverter.setPayloadAsBytes(true); // 发送默认按字节类型发送消息
        messageHandler.setConverter(defaultPahoMessageConverter);
        return messageHandler;
    }

}

MqttGateway接口

@MessagingGateway(defaultRequestChannel = "mqttOutboundChannel")
public interface MqttGateway {
    // 定义重载方法，用于消息发送
    void sendToMqtt(String payload);
    // 指定topic进行消息发送
    void sendToMqtt(@Header(MqttHeaders.TOPIC) String topic, String payload);
    void sendToMqtt(@Header(MqttHeaders.TOPIC) String topic, @Header(MqttHeaders.QOS) int qos, String payload);
    void sendToMqtt(@Header(MqttHeaders.TOPIC) String topic, @Header(MqttHeaders.QOS) int qos, byte[] payload);
}

MyMessage.java

public class MyMessage implements Serializable {

    private String topic;
    private String content;

    public String getTopic() {
        return topic;
    }

    public void setTopic(String topic) {
        this.topic = topic;
    }

    public String getContent() {
        return content;
    }

    public void setContent(String content) {
        this.content = content;
    }
}

MqttController.java

/**
 * 对外暴露发送消息的controller
 */
@RestController
public class MqttController {
    @Resource
    private MqttGateway mqttGateway;

    @PostMapping("/send")
    public String send(@RequestBody MyMessage myMessage) {
        // 发送消息到指定主题
        mqttGateway.sendToMqtt(myMessage.getTopic(), 1, myMessage.getContent());
        return "send topic: " + myMessage.getTopic()+ ", message : " + myMessage.getContent();
    }
}

术语 Terminology

本规范中用到的关键字必须 MUST，不能 MUST NOT，要求 REQUIRED，将会 SHALL，不会 SHALL NOT，应该 SHOULD，不应该 SHOULD NOT，推荐 RECOMMENDED，可以 MAY，可选 OPTIONAL 都是按照 IETF RFC 2119 [RFC2119] 中的描述解释。

参考: