MQTT简介

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。

mosquitto是一款实现了消息推送协议MQTT v3.1 的开源消息代理软件，提供轻量级的，支持可发布/可订阅的的消息推送模式，使设备对设备之间的短消息通信变得简单，例如现在应用广泛的低功耗传感器，手机、嵌入式计算机、微型控制器等移动设备。

Mosquitto采用出版/订阅的模式实现MQTT协议，这种设计模式将通信终端之间的关系统一到服务程序中进行管理，可极大减轻客户端的开发和维护工作。
关于mqtt协议更详细的介绍，请参考其官方网站： http://mqtt.org/

其他版本源码下载位置： http://mosquitto.org/files/source/

发布/订阅模式简介

这部分转载自： https://xiaoyaozi.blog.csdn.net/article/details/21461225
实现MQTT协议需要客户端和服务器端通讯完成，在通讯过程中，MQTT协议中有三种身份：发布者（Publish）、代理（Broker）（服务器）、订阅者（Subscribe）。其中，消息的发布者和订阅者都是客户端，消息代理是服务器，消息发布者可以同时是订阅者。
发布/订阅模式定义了如何向一个节点发布和订阅消息，这些节点被称作主题(topic)。主题可以被认为是消息的传输中介，发布者(publisher)发布消息到主题，订阅者(subscriber) 从主题订阅消息。这种模式使得消息订阅者和消息发布者保持互相独立，不需要接触即可保证消息的传送。

Tcp协议中，tcp连接只提供一对一的可靠传输，例如：主机A与B进行通信，则发起tcp连接的一端只需要知道对方的ip地址和端口号即可，如下图1-1所示：

每一个tcp连接都是由下面的五个元素确定：

<源ip地址，源端口号，目的ip地址，目的端口号，通信协议>

在实际程序的开发过程中 一条连接建立之后，它可能需要在一段时间内一直被通信双方所保持，以备下次数据传输使用。另外，通信的终端数目可能是多个，这就需要每个终端都要维持它所有的通信关系，如下图1-2所示

此时，每个参与通信的客户端所需维持的连接数量将非常庞大，这非常不利于程序的开发和实现。出版/订阅模式即是一种解决这种问题的方法，它通过增加一个中间层的方式，让中间层来维护这种多对多的关系，这个中间层通常称之为服务器，如下图1-3所示：

通过增加中间层服务器，每个客户端都只需要维护自己同服务器之间的连接即可，而客户端之间的关系则交由中间服务器来维护，这种设计模式将复杂的通信关系维护工作从客户端剥离出来，非常方便客户端的开发和维护。

Mosquito程序即是通过这种方式进行工作，在mosquitto程序内部，将客户端之间的关系通过一棵订阅树来维持。

常用术语

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议

MQTT协议中的身份：发布者（Publish）、代理（Broker）（服务器）、订阅者（Subscribe）

MQTT传输的消息分为：主题（Topic）和负载（payload）两部分：
主题（Topic）：Topic，可以理解为消息的类型，订阅者订阅（Subscribe）后，就会收到该主题的消息内容（payload）；
负载（payload）：payload，可以理解为消息的内容，是指订阅者具体要使用的内容。
服务质量（QoS）
有三种消息发布服务质量：

• “至多一次”，消息发布完全依赖底层TCP/IP网络。会发生消息丢失或重复。这一级别可用于如下情况，环境传感器数据，丢失一次读记录无所谓，因为不久后还会有第二次发送。这一种方式主要普通APP的推送，倘若你的智能设备在消息推送时未联网，推送过去没收到，再次联网也就收不到了。
• “至少一次”，确保消息到达，但消息重复可能会发生。
• “只有一次”，确保消息到达一次。在一些要求比较严格的计费系统中，可以使用此级别。在计费系统中，消息重复或丢失会导致不正确的结果。这种最高质量的消息发布服务还可以用于即时通讯类的APP的推送，确保用户收到且只会收到一次。

订阅（Subscription）
订阅包含主题筛选器（Topic Filter）和最大服务质量（QoS）。订阅会与一个会话（Session）关联。一个会话可以包含多个订阅。每一个会话中的每个订阅都有一个不同的主题筛选器。

会话（Session）
每个客户端与服务器建立连接后就是一个会话，客户端和服务器之间有状态交互。会话存在于一个网络之间，也可能在客户端和服务器之间跨越多个连续的网络连接。

主题名（Topic Name）
连接到一个应用程序消息的标签，该标签与服务器的订阅相匹配。服务器会将消息发送给订阅所匹配标签的每个客户端。

主题筛选器（Topic Filter）
一个对主题名通配符筛选器，在订阅表达式中使用，表示订阅所匹配到的多个主题。

MQTT客户端

一个使用MQTT协议的应用程序或者设备，它总是建立到服务器的网络连接。客户端可以：

（1）发布其他客户端可能会订阅的信息；
（2）订阅其它客户端发布的消息；
（3）退订或删除应用程序的消息；
（4）断开与服务器连接。

MQTT服务器

MQTT服务器以称为"消息代理"（Broker），可以是一个应用程序或一台设备。它是位于消息发布者和订阅者之间，它可以：

（1）接受来自客户的网络连接；
（2）接受客户发布的应用信息；
（3）处理来自客户端的订阅和退订请求；
（4）向订阅的客户转发应用程序消息。

MQTT协议中的方法

MQTT协议中定义了一些方法（也被称为动作），来于表示对确定资源所进行操作。这个资源可以代表预先存在的数据或动态生成数据，这取决于服务器的实现。通常来说，资源指服务器上的文件或输出。主要方法有：

（1）Connect。等待与服务器建立连接。
（2）Disconnect。等待MQTT客户端完成所做的工作，并与服务器断开TCP/IP会话。
（3）Subscribe。等待完成订阅。
（4）UnSubscribe。等待服务器取消客户端的一个或多个topics订阅。
（5）Publish。MQTT客户端发送消息请求，发送完成后返回应用程序线程

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