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一文搞懂MQTT,如何在SpringBoot中使用MQTT实现消息的订阅和发布&MQTT 客户端重连

一文搞懂MQTT,如何在SpringBoot中使用MQTT实现消息的订阅和发布

简介: 之前介绍了RabbitMQ以及如何在SpringBoot项目中整合使用RabbitMQ,看过的朋友都说写的比较详细,希望再总结一下目前比较流行的MQTT。所以接下来,就来介绍什么MQTT?它在IoT中有着怎样的作用?如何在项目中使用MQTT?

之前介绍了RabbitMQ以及如何在SpringBoot项目中整合使用RabbitMQ,看过的朋友都说写的比较详细,希望再总结一下目前比较流行的MQTT。所以接下来,就来介绍什么MQTT?它在IoT中有着怎样的作用?如何在项目中使用MQTT?

一、MQTT介绍

1.1 什么是MQTT?

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最大优点在于用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。

image.png

MQTT具有协议简洁、轻巧、可扩展性强、低开销、低带宽占用等优点,已经有PHP,JAVA,Python,C,C#,Go等多个语言版本,基本可以使用在任何平台上。在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用,特别适合用来当做物联网的通信协议。

1.2 MQTT特点

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)。

MQTT协议是为硬件性能有限,且工作在低带宽、不可靠的网络的远程传感器和控制设备通讯而设计的协议,它具有以下主要的几项特性:

  • 1.使用发布/订阅消息模式,提供多对多的消息发布,解除应用程序耦合;
  • 2.对负载内容屏蔽的消息传输;
  • 3.使用TCP/IP 提供网络连接;
  • 4.支持三种消息发布服务质量(QoS):
  • QoS 0(最多一次):消息发布完全依赖底层 TCP/IP 网络。会发生消息丢失或重复。这个级别可用于如下情况,环境传感器数据,丢失一次数据无所谓,因为不久后还会有第二次发送。
  • QoS 1(至少一次):确保消息到达,但消息重复可能会发生。
  • QoS 2(只有一次):确保消息到达一次。这个级别可用于如下情况,在计费系统中,消息重复或丢失会导致不正确的结果。
  • 5.传输数据小,开销很小(固定长度的头部是 2 字节),协议交换最小化,以降低网络流量;(用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。)

1.3 MQTT应用场景

MQTT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、移动应用等方面有着广泛的应用。MQTT服务只负责消息的接收和传递,应用系统连接到MQTT服务器后,可以实现采集数据接收、解析、业务处理、存储入库、数据展示等功能。常见的应用场景主要有以下几个方面:

(1)消息推送: 如PC端的推送公告,比如安卓的推送服务,还有一些即时通信软件如微信、易信等也是采用的推送技术。

(2)智能点餐: 通过MQTT消息队列产品,消费者可在餐桌上扫码点餐,并与商家后端系统连接实现自助下单、支付。

(3)信息更新: 实现商场超市等场所的电子标签、公共场所的多媒体屏幕的显示更新管理。

(4)扫码出站: 最常见的停车场扫码缴费,自动起竿;地铁闸口扫码进出站。

二、MQTT的角色组成

2.1 MQTT的客户端和服务端

2.1.1 服务端(Broker)

EMQX就是一个MQTT的Broker,emqx只是基于erlang语言开发的软件而已,其它的MQ还有ActiveMQ、RabbitMQ、HiveMQ等等。

EMQX服务端:https://www.emqx.io/zh/downloads?os=Windows

2.1.2 客户端(发布/订阅)

EMQX客户端:https://mqttx.app/zh

这个是用来测试验证的客户端,实际项目是通过代码来实现我们消息的生产者和消费者。

2.2 MQTT中的几个概念

相比RabbitMQ等消息队列,MQTT要相对简单一些,只有Broker、Topic、发布者、订阅者等几部分构成。接下来我们先简单整理下MQTT日常使用中最常见的几个概念:

  • 1.Topic主题:MQTT消息的主要传播途径, 我们向主题发布消息, 订阅主题, 从主题中读取消息并进行.业务逻辑处理, 主题是消息的通道
  • 2.生产者:MQTT消息的发送者, 他们向主题发送消息
  • 3.消费者:MQTT消息的接收者, 他们订阅自己需要的主题, 并从中获取消息
  • 4.broker服务:消息转发器, 消息是通过它来承载的, EMQX就是我们的broker, 在使用中我们不用关心它的具体实现

其实, MQTT的使用流程就是: 生产者给broker的某个topic发消息->broker通过topic进行消息的传递->订阅该主题的消费者拿到消息并进行相应的业务逻辑

三、EMQX的安装和使用

下面以Windows为例,演示Windows下如何安装和使用EXQX。

step 1:下载EMQ安装包,配置EMQ环境

EMQX服务端:https://www.emqx.io/zh/downloads?os=Windows

step 2:下载压缩包解压,cmd进入bin文件夹

image.png

step 3:启动EMQX服务

在命令行输入:

emqx start

启动服务,打卡浏览器输入:http://localhost:18083/ 进入登录页面。默认用户名密码 admin/public 。登录成功后,会进入emqx的后台管理页面,如下图所示:

image.png

四、使用SpringBoot整合MQTT协议

前面介绍了MQTT协议以及如何安装和启动MQTT服务。接下来演示如何在SpringBoot项目中整合MQTT实现消息的订阅和发布。

4.1 创建工程

首先,创建

spring-boot-starter-mqtt

父工程,在父工程下分别创建消息的提供者

spring-boot-starter-mqtt-provider

模块和消息的消费者

spring-boot-starter-mqtt-consumer

模块。

image.png

4.2 实现生产者

接下来,修改生产者模块

spring-boot-starter-mqtt-provider

相关的代码,实现消息发布的功能模块。

4.2.1 导入依赖包

修改pom.xml 文件,添加MQTT相关依赖,具体示例代码如下所示:

<dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId><scope>test</scope></dependency><dependency><groupId>org.springframework.integration</groupId><artifactId>spring-integration-mqtt</artifactId><version>5.3.2.RELEASE</version></dependency><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><version>1.18.4</version></dependency></dependencies>
4.2.2 修改配置文件

修改application.yml配置文件,增加MQTT相关配置。示例代码如下所示:

spring:application:name: provider
    #MQTT配置信息mqtt:#MQTT服务地址,端口号默认11883,如果有多个,用逗号隔开url: tcp://127.0.0.1:11883#用户名username: admin
    #密码password: public
    #客户端id(不能重复)client:id: provider-id
    #MQTT默认的消息推送主题,实际可在调用接口是指定default:topic: topic
server:port:8080
4.2.3 消息生产者客户端配置

创建MqttProviderConfig配置类,读取application.yml中的相关配置,并初始化创建MQTT的连接。示例代码如下所示:

importlombok.extern.slf4j.Slf4j;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.*;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;importorg.springframework.beans.factory.annotation.Value;importorg.springframework.context.annotation.Configuration;importjavax.annotation.PostConstruct;@Configuration@Slf4jpublicclassMqttProviderConfig{@Value("${spring.mqtt.username}")privateString username;@Value("${spring.mqtt.password}")privateString password;@Value("${spring.mqtt.url}")privateString hostUrl;@Value("${spring.mqtt.client.id}")privateString clientId;@Value("${spring.mqtt.default.topic}")privateString defaultTopic;/**
     * 客户端对象
     */privateMqttClient client;/**
     * 在bean初始化后连接到服务器
     */@PostConstructpublicvoidinit(){connect();}/**
     * 客户端连接服务端
     */publicvoidconnect(){try{//创建MQTT客户端对象
            client =newMqttClient(hostUrl,clientId,newMemoryPersistence());//连接设置MqttConnectOptions options =newMqttConnectOptions();//是否清空session,设置false表示服务器会保留客户端的连接记录(订阅主题,qos),客户端重连之后能获取到服务器在客户端断开连接期间推送的消息//设置为true表示每次连接服务器都是以新的身份
            options.setCleanSession(true);//设置连接用户名
            options.setUserName(username);//设置连接密码
            options.setPassword(password.toCharArray());//设置超时时间,单位为秒
            options.setConnectionTimeout(100);//设置心跳时间 单位为秒,表示服务器每隔 1.5*20秒的时间向客户端发送心跳判断客户端是否在线
            options.setKeepAliveInterval(20);//设置遗嘱消息的话题,若客户端和服务器之间的连接意外断开,服务器将发布客户端的遗嘱信息
            options.setWill("willTopic",(clientId +"与服务器断开连接").getBytes(),0,false);//设置回调
            client.setCallback(newMqttProviderCallBack());
            client.connect(options);}catch(MqttException e){
            e.printStackTrace();}}publicvoidpublish(int qos,boolean retained,String topic,String message){MqttMessage mqttMessage =newMqttMessage();
        mqttMessage.setQos(qos);
        mqttMessage.setRetained(retained);
        mqttMessage.setPayload(message.getBytes());//主题的目的地,用于发布/订阅信息MqttTopic mqttTopic = client.getTopic(topic);//提供一种机制来跟踪消息的传递进度//用于在以非阻塞方式(在后台运行)执行发布是跟踪消息的传递进度MqttDeliveryToken token;try{//将指定消息发布到主题,但不等待消息传递完成,返回的token可用于跟踪消息的传递状态//一旦此方法干净地返回,消息就已被客户端接受发布,当连接可用,将在后台完成消息传递。
            token = mqttTopic.publish(mqttMessage);
            token.waitForCompletion();}catch(MqttException e){
            e.printStackTrace();}}}
4.2.4 生产者客户端消息回调

创建MqttProviderCallBack类并继承MqttCallback,实现相关消息回调事件,示例代码如下图所示:

importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.IMqttDeliveryToken;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttCallback;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;publicclassMqttConsumerCallBackimplementsMqttCallback{/**
     * 客户端断开连接的回调
     */@OverridepublicvoidconnectionLost(Throwable throwable){System.out.println("与服务器断开连接,可重连");}/**
     * 消息到达的回调
     */@OverridepublicvoidmessageArrived(String topic,MqttMessage message)throwsException{System.out.println(String.format("接收消息主题 : %s",topic));System.out.println(String.format("接收消息Qos : %d",message.getQos()));System.out.println(String.format("接收消息内容 : %s",newString(message.getPayload())));System.out.println(String.format("接收消息retained : %b",message.isRetained()));}/**
     * 消息发布成功的回调
     */@OverridepublicvoiddeliveryComplete(IMqttDeliveryToken iMqttDeliveryToken){System.out.println(String.format("接收消息成功"));}}
4.2.5 创建Controller控制器实现消息发布功能

创建SendController控制器类,实现消息的发送功能,示例代码如下所示:

@ControllerpublicclassSendController{@AutowiredprivateMqttProviderConfig providerClient;@RequestMapping("/sendMessage")@ResponseBodypublicStringsendMessage(int qos,boolean retained,String topic,String message){try{
            providerClient.publish(qos, retained, topic, message);return"发送成功";}catch(Exception e){
            e.printStackTrace();return"发送失败";}}}

4.3 实现消费者

前面完成了生成者消息发布的模块,接下来修改消费者模块

spring-boot-starter-mqtt-consumer

实现消息订阅、处理的功能。

4.3.1 导入依赖包

修改pom.xml 文件,添加MQTT相关依赖,具体示例代码如下所示:

<dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId><scope>test</scope></dependency><dependency><groupId>org.springframework.integration</groupId><artifactId>spring-integration-mqtt</artifactId><version>5.3.2.RELEASE</version></dependency><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><version>1.18.4</version></dependency></dependencies>
4.3.2 修改配置文件

修改application.yml配置文件,增加MQTT相关配置。示例代码如下所示:

spring:application:name: consumer
  #MQTT配置信息mqtt:#MQTT服务端地址,端口默认为11883,如果有多个,用逗号隔开url: tcp://127.0.0.1:11883#用户名username: admin
    #密码password: public
    #客户端id(不能重复)client:id: consumer-id
    #MQTT默认的消息推送主题,实际可在调用接口时指定default:topic: topic
server:port:8085
4.3.3 消费者客户端配置

创建消费者客户端配置类MqttConsumerConfig,读取application.yml中的相关配置,并初始化创建MQTT的连接。示例代码如下所示:

importjavax.annotation.PostConstruct;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttClient;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttException;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;importorg.springframework.beans.factory.annotation.Value;importorg.springframework.context.annotation.Configuration;@ConfigurationpublicclassMqttConsumerConfig{@Value("${spring.mqtt.username}")privateString username;@Value("${spring.mqtt.password}")privateString password;@Value("${spring.mqtt.url}")privateString hostUrl;@Value("${spring.mqtt.client.id}")privateString clientId;@Value("${spring.mqtt.default.topic}")privateString defaultTopic;/**
     * 客户端对象
     */privateMqttClient client;/**
     * 在bean初始化后连接到服务器
     */@PostConstructpublicvoidinit(){connect();}/**
     * 客户端连接服务端
     */publicvoidconnect(){try{//创建MQTT客户端对象
            client =newMqttClient(hostUrl,clientId,newMemoryPersistence());//连接设置MqttConnectOptions options =newMqttConnectOptions();//是否清空session,设置为false表示服务器会保留客户端的连接记录,客户端重连之后能获取到服务器在客户端断开连接期间推送的消息//设置为true表示每次连接到服务端都是以新的身份
            options.setCleanSession(true);//设置连接用户名
            options.setUserName(username);//设置连接密码
            options.setPassword(password.toCharArray());//设置超时时间,单位为秒
            options.setConnectionTimeout(100);//设置心跳时间 单位为秒,表示服务器每隔1.5*20秒的时间向客户端发送心跳判断客户端是否在线
            options.setKeepAliveInterval(20);//设置遗嘱消息的话题,若客户端和服务器之间的连接意外断开,服务器将发布客户端的遗嘱信息
            options.setWill("willTopic",(clientId +"与服务器断开连接").getBytes(),0,false);//设置回调
            client.setCallback(newMqttConsumerCallBack());
            client.connect(options);//订阅主题//消息等级,和主题数组一一对应,服务端将按照指定等级给订阅了主题的客户端推送消息int[] qos ={1,1};//主题String[] topics ={"topic1","topic2"};//订阅主题
            client.subscribe(topics,qos);}catch(MqttException e){
            e.printStackTrace();}}/**
     * 断开连接
     */publicvoiddisConnect(){try{
            client.disconnect();}catch(MqttException e){
            e.printStackTrace();}}/**
     * 订阅主题
     */publicvoidsubscribe(String topic,int qos){try{
            client.subscribe(topic,qos);}catch(MqttException e){
            e.printStackTrace();}}}
4.3.4 消费者客户端消息回调

创建MqttConsumerCallBack类并继承MqttCallback,实现相关消息回调事件,示例代码如下图所示:

importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.IMqttDeliveryToken;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttCallback;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;publicclassMqttConsumerCallBackimplementsMqttCallback{/**
     * 客户端断开连接的回调
     */@OverridepublicvoidconnectionLost(Throwable throwable){System.out.println("与服务器断开连接,可重连");}/**
     * 消息到达的回调
     */@OverridepublicvoidmessageArrived(String topic,MqttMessage message)throwsException{System.out.println(String.format("接收消息主题 : %s",topic));System.out.println(String.format("接收消息Qos : %d",message.getQos()));System.out.println(String.format("接收消息内容 : %s",newString(message.getPayload())));System.out.println(String.format("接收消息retained : %b",message.isRetained()));}/**
     * 消息发布成功的回调
     */@OverridepublicvoiddeliveryComplete(IMqttDeliveryToken iMqttDeliveryToken){System.out.println(String.format("接收消息成功"));}}
4.3.5 创建Controller控制器,实现MQTT连接的建立和断开

接下来,创建Controller控制器MqttController,并实现MQTT连接的建立和断开等方法。示例代码如下所示:

importcom.weiz.mqtt.config.MqttConsumerConfig;importorg.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;importorg.springframework.beans.factory.annotation.Value;importorg.springframework.stereotype.Controller;importorg.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;importorg.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;@ControllerpublicclassMqttController{@AutowiredprivateMqttConsumerConfig client;@Value("${spring.mqtt.client.id}")privateString clientId;@RequestMapping("/connect")@ResponseBodypublicStringconnect(){
        client.connect();return clientId +"连接到服务器";}@RequestMapping("/disConnect")@ResponseBodypublicStringdisConnect(){
        client.disConnect();return clientId +"与服务器断开连接";}}

4.4 测试验证

首先,分别启动生产者

spring-boot-starter-mqtt-provider

和消费者

spring-boot-starter-mqtt-consume

r两个项目,打开浏览器,输入地址http://localhost:18083/,在EMQX管理界面可以看到连接上来的两个客户端。如下图所示:

image.png

接下来,调用生产者的消息发布接口验证消息发布是否成功。使用Pomstman调用消息发送接口:http://localhost:8080/sendMessage ,如下图所示:

image.png

通过上图可以发现,生产者模块已经把消息发送成功。接下来查看消费者模块,验证消息是否处理成功。如下图所示:

image.png

通过日志输出可以发现,消费者已经成功接收到生产者发送的消息,说明我们成功实现在Spring Boot项目中整合MQTT实现了消息的发布和订阅的功能。

最后

以上就是如何在Spring Boot中使用MQTT的详细内容,更多关于在Spring Boot中MQTT的使用大家可以去自己研究学习。比如:如何利用qos机制保证数据不会丢失?消息的队列和排序?集群模式下的应用?等等。



MQTT介绍与使用

正文

物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是:“Internet of things(IoT)”。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。

而在物联网的应用上,对于信息传输,MQTT是一种再合适不过的协议工具了。

一、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)模式的轻量级协议,该协议构建于TCP/IP协议之上,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。

二、特性

MQTT协议工作在低带宽、不可靠的网络的远程传感器和控制设备通讯而设计的协议,它具有以下主要的几项特性:

(1)使用发布/订阅消息模式,提供一对多的消息发布,解除应用程序耦合。

(2)对负载内容屏蔽的消息传输。

(3)使用TCP/IP提供网络连接。

主流的MQTT是基于TCP连接进行数据推送的,但是同样有基于UDP的版本,叫做MQTT-SN。这两种版本由于基于不同的连接方式,优缺点自然也就各有不同了。

(4)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。

(5)小型传输,开销很小(固定长度的头部是2字节),协议交换最小化,以降低网络流量。

这就是为什么在介绍里说它非常适合“在物联网领域,传感器与服务器的通信,信息的收集”,要知道嵌入式设备的运算能力和带宽都相对薄弱,使用这种协议来传递消息再适合不过了。

三、实现方式

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。

MQTT传输的消息分为:主题(Topic)和负载(payload)两部分:

(1)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);

(2)payload,可以理解为消息的内容,是指订阅者具体要使用的内容。

四、MQTT的搭建(ubuntu)

1、apt-get安装mqtt相关包

img

img

2、测试mosquitto是否正确运行

img

3、本机终端测试mqtt

打开一个终端,订阅主题

mosquitto_sub -h192.168.1.102 -t"mqtt"-v

【-h】指定要连接的MQTT服务器
  【-t】订阅主题,此处为mqtt
  【-v】打印更多的调试信息

再打开一个终端,发布主题

mosquitto_pub -h192.168.1.102 -t"mqtt"-m"Hello Stonegeek"

【-h】指定要连接的MQTT服务器
  【-t】向指定主题推送消息
  【-m】指定消息内容

结果展示

img

五、MQTT权限配置

前面我们基于Mosquitto服务器已经搭建成功了,但是默认是允许匿名用户登录,对于正式上线的项目则是需要进行用户认证(当然,用户一般都会与数据库映射,不过在这里我们就会直接将用户写入配置文件中)

1、Mosquitto服务器的配置文件为/etc/mosquitto/mosquitto.conf,关于用户认证的方式和读取的配置都在这个文件中进行

配置文件参数说明:
IDallow_anonymouspassword_fileacl_fileresult1True(默认)允许匿名方式登录2Falsepassword_file开启用户验证机制3Falsepassword_fileacl_file开启用户验证机制,但访问控制不起作用4Truepassword_fileacl_file用户名及密码不为空,将自动进行用户验证且受到访问控制的限制;用户名及密码为空,将不进行用户验证且受到访问控制的限制5False无法启动服务
allow_anonymous允许匿名

password-file密码文件

acl_file访问控制列表

2、修改配置文件

命令:sudo vi /etc/mosquitto/mosquitto.conf

img

3、添加用户信息

img

命令解释: -c 创建一个用户、/etc/mosquitto/pwfile.example 是将用户创建到 pwfile.example 文件中、admin 是用户名。

同样连续会提示连续输入两次密码。注意第二次创建用户时不用加 -c 如果加 -c 会把第一次创建的用户覆盖。

至此两个用户创建成功,此时如果查看 pwfile.example 文件会发现其中多了两个用户。

4、添加Topic和用户的关系

img

5、用户认证测试

(1)重启Mosquitto步骤

查看mosquitto的进程

命令:ps -aux|grep mosquitto

img

(2)杀死进程

命令:sudo kill -9 pid

img

(3)启动

命令:mosquitto -c /etc/mosquitto/mosquitto.conf

(4)订阅端启动(不加用户)

img

订阅端启动(加用户)

img

(5)发布端启动

img

六、MQTT实现(Java语言)

注意:由于我们在上面配置了MQTT的用户权限控制,所以下面的用户只能使用stonegeek登录,否则项目会运行报错,而且我们在上面设置的访问控制列表中只有mtopic主题,所以我们必须使用此主题,否则,订阅者会收不到已发布的主题内容(已经测试过了)

img

下面是我们Java语言实现的MQTT服务的发布/订阅

1、添加Maven依赖

<dependency><groupId>org.eclipse.paho</groupId><artifactId>org.eclipse.paho.client.mqttv3</artifactId><version>1.1.1</version></dependency>

2、ServerMQTT.class

packagecom.stonegeek;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttClient;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttDeliveryToken;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttException;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttPersistenceException;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttTopic;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;publicclassServerMQTT{//tcp://MQTT安装的服务器地址:MQTT定义的端口号publicstaticfinalStringHOST="tcp://192.168.1.102:1883";//定义一个主题publicstaticfinalStringTOPIC="mtopic";//定义MQTT的ID,可以在MQTT服务配置中指定privatestaticfinalString clientid ="server11";privateMqttClient client;privateMqttTopic topic11;privateString userName ="stonegeek";privateString passWord ="123456";privateMqttMessage message;/**
     * 构造函数
     * @throws MqttException
     */publicServerMQTT()throwsMqttException{// MemoryPersistence设置clientid的保存形式,默认为以内存保存
        client =newMqttClient(HOST, clientid,newMemoryPersistence());connect();}/**
     *  用来连接服务器
     */privatevoidconnect(){MqttConnectOptions options =newMqttConnectOptions();
        options.setCleanSession(false);
        options.setUserName(userName);
        options.setPassword(passWord.toCharArray());// 设置超时时间
        options.setConnectionTimeout(10);// 设置会话心跳时间
        options.setKeepAliveInterval(20);try{
            client.setCallback(newPushCallback());
            client.connect(options);

            topic11 = client.getTopic(TOPIC);}catch(Exception e){
            e.printStackTrace();}}/**
     *
     * @param topic
     * @param message
     * @throws MqttPersistenceException
     * @throws MqttException
     */publicvoidpublish(MqttTopic topic ,MqttMessage message)throwsMqttPersistenceException,MqttException{MqttDeliveryToken token = topic.publish(message);
        token.waitForCompletion();System.out.println("message is published completely! "+ token.isComplete());}/**
     *  启动入口
     * @param args
     * @throws MqttException
     */publicstaticvoidmain(String[] args)throwsMqttException{ServerMQTT server =newServerMQTT();

        server.message =newMqttMessage();
        server.message.setQos(1);
        server.message.setRetained(true);
        server.message.setPayload("hello,topic11".getBytes());
        server.publish(server.topic11 , server.message);System.out.println(server.message.isRetained()+"------ratained状态");}}

3、ClientMQTT.class

packagecom.stonegeek;importjava.util.concurrent.ScheduledExecutorService;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttClient;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttException;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttTopic;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;publicclassClientMQTT{publicstaticfinalStringHOST="tcp://192.168.1.102:1883";publicstaticfinalStringTOPIC="mtopic";privatestaticfinalString clientid ="client11";privateMqttClient client;privateMqttConnectOptions options;privateString userName ="stonegeek";privateString passWord ="123456";privateScheduledExecutorService scheduler;privatevoidstart(){try{// host为主机名,clientid即连接MQTT的客户端ID,一般以唯一标识符表示,MemoryPersistence设置clientid的保存形式,默认为以内存保存
            client =newMqttClient(HOST, clientid,newMemoryPersistence());// MQTT的连接设置
            options =newMqttConnectOptions();// 设置是否清空session,这里如果设置为false表示服务器会保留客户端的连接记录,这里设置为true表示每次连接到服务器都以新的身份连接
            options.setCleanSession(true);// 设置连接的用户名
            options.setUserName(userName);// 设置连接的密码
            options.setPassword(passWord.toCharArray());// 设置超时时间 单位为秒
            options.setConnectionTimeout(10);// 设置会话心跳时间 单位为秒 服务器会每隔1.5*20秒的时间向客户端发送个消息判断客户端是否在线,但这个方法并没有重连的机制
            options.setKeepAliveInterval(20);// 设置回调
            client.setCallback(newPushCallback());MqttTopic topic = client.getTopic(TOPIC);//setWill方法,如果项目中需要知道客户端是否掉线可以调用该方法。设置最终端口的通知消息
            options.setWill(topic,"close".getBytes(),2,true);

            client.connect(options);//订阅消息int[]Qos={1};String[] topic1 ={TOPIC};
            client.subscribe(topic1,Qos);}catch(Exception e){
            e.printStackTrace();}}publicstaticvoidmain(String[] args)throwsMqttException{ClientMQTT client =newClientMQTT();
        client.start();}}

4、PushCallback.class

packagecom.stonegeek;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttCallback;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.IMqttDeliveryToken;importorg.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;/**
 * Created by StoneGeek on 2018/6/5.
 * 博客地址:http://www.cnblogs.com/sxkgeek
 * 发布消息的回调类 
 *
 * 必须实现MqttCallback的接口并实现对应的相关接口方法CallBack 类将实现 MqttCallBack。 
 * 每个客户机标识都需要一个回调实例。在此示例中,构造函数传递客户机标识以另存为实例数据。 
 * 在回调中,将它用来标识已经启动了该回调的哪个实例。 
 * 必须在回调类中实现三个方法: 
 *
 *  public void messageArrived(MqttTopic topic, MqttMessage message)接收已经预订的发布。 
 *
 *  public void connectionLost(Throwable cause)在断开连接时调用。 
 *
 *  public void deliveryComplete(MqttDeliveryToken token)) 
 *  接收到已经发布的 QoS 1 或 QoS 2 消息的传递令牌时调用。 
 *  由 MqttClient.connect 激活此回调。 
 */publicclassPushCallbackimplementsMqttCallback{publicvoidconnectionLost(Throwable cause){// 连接丢失后,一般在这里面进行重连System.out.println("连接断开,可以做重连");}publicvoiddeliveryComplete(IMqttDeliveryToken token){System.out.println("deliveryComplete---------"+ token.isComplete());}publicvoidmessageArrived(String topic,MqttMessage message)throwsException{// subscribe后得到的消息会执行到这里面System.out.println("接收消息主题 : "+ topic);System.out.println("接收消息Qos : "+ message.getQos());System.out.println("接收消息内容 : "+newString(message.getPayload()));}}

5、结果展示

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MQTT 客户端重连

MQTT客户端重连主要有两种方法

第一种:自动重连

设置

org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions#setAutomaticReconnect

为true

MqttConnectOptions options =newMqttConnectOptions();
options.setAutomaticReconnect(true);

然后callback实现

org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttCallbackExtended

,这个接口提供了一个连接完成的回调方法,连接完成后做一些操作,如订阅主题。

publicMyMqttCallbackimplementsMqttCallbackExtended{/**
         * 连接成功会进入到这里
         * @param reconnect
         * @param serverURI
         */@OverridepublicvoidconnectComplete(boolean reconnect,String serverURI){// 可以做订阅主题}}

这样当断开连接后,MqttClient内部会自动进行重连,每次连接成功后都会回调connectComplete()方法。

第二种:自定义重连

如果不指定setAutomaticReconnect为true

可以在

public void connectionLost(Throwable throwable)

中处理重连

@OverridepublicvoidconnectionLost(Throwable throwable){System.out.println("失去连接:"+ throwable.getMessage());int times =1;while(!client.isConnected()){try{System.out.println("重新连接, 第"+(times++)+"次");
                client.reconnect();System.out.println("重连成功");break;}catch(MqttException e){
                e.printStackTrace();System.out.println("重连失败, msg:"+ e.getMessage());}// 每隔10秒重试一次try{TimeUnit.SECONDS.sleep(10);}catch(InterruptedException e){
                e.printStackTrace();}}// 执行到这里,说明连接成功,重新订阅主题
        xxx
    }
标签: spring boot 后端 Java

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