MQTT 协议概览

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) 是一种轻量级的发布/订阅消息传输协议，专为低带宽、高延迟或不可靠的网络环境设计。它非常适合物联网 (IoT) 设备和移动应用。

核心概念

发布/订阅模型 (Pub/Sub)

MQTT 将消息发送者（发布者）和接收者（订阅者）解耦。

• Broker (代理): 服务器，负责接收所有消息，过滤并将其分发给感兴趣的订阅者。
• Client (客户端): 连接到 Broker 的设备或应用，可以发布消息或订阅主题。

Topic (主题)

消息通过主题进行路由。主题是一个用正斜杠 / 分隔的字符串，例如：

• `home/livingroom/temperature`
• `factory/machine-01/status`

通配符

• + (单层通配符): 匹配一级层级。
  • `home/+/temperature` 匹配 `home/livingroom/temperature` 和 `home/kitchen/temperature`。
• # (多层通配符): 匹配多级层级，必须是主题的最后一个字符。
  • `factory/#` 匹配 `factory/machine-01/status` 和 `factory/machine-02/logs/error`。

服务质量 (QoS)

MQTT 提供三种服务质量等级，以确保消息传递的可靠性：

• QoS 0 (At most once): "至多一次"，消息尽力发送，可能会丢失。无确认机制。
• QoS 1 (At least once): "至少一次"，保证消息到达，但可能会重复接收。需要 PUBACK 确认。
• QoS 2 (Exactly once): "只有一次"，保证消息只到达一次，且不丢失。使用四步握手机制，开销最大。

保留消息 (Retained Messages)

发布消息时可以将 Retained 标志设为 true。Broker 会保留该主题的最后一条消息。当新的订阅者订阅该主题时，会立即收到最后一条保留消息。这对于状态更新（如“设备在线”）非常有用。

遗嘱消息 (Last Will and Testament - LWT)

客户端连接时可以指定一条“遗嘱消息”。如果客户端非正常断开连接（如网络中断、电源故障），Broker 会自动发布这条消息到指定主题。这通常用于检测设备离线状态。