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使用eclipse paho在java端實現MQTT訊息的收發（客戶端與服務端例項）

阿新 • • 發佈：2019-01-01

一、MQTT（訊息佇列）簡介

MQTT(MQ Telemetry Transport)是IBM開發的一種網路應用層的協議，提供輕量級的，支援可釋出/可訂閱的的訊息推送模式，使裝置對裝置之間的短訊息通訊變得簡單，比如現在應用廣泛的低功耗感測器，手機、嵌入式計算機、微型控制器等移動裝置。
常用的有eclipse paho、activeMQ、阿里MQTT和其他的實現，本例項使用paho

1、使用場景：

1、不可靠、網路頻寬小的網路
2、執行的裝置CPU、記憶體非常有限
（我個人主要是用在服務端與嵌入式客戶端進行訊息和廣告的通訊）

2、特點：

1、基於釋出/訂閱模型的協議
2、他是二進位制協議，二進位制的特點就是緊湊、佔用空間小。他的協議頭只有2個位元組
3、提供了三種訊息可能性保障（Qos）：0：最多一次 、1：最少一次 、2：只有一次

3、關鍵字

1、HOST：搭載MQTT的伺服器地址
2、TOPIC：訊息主題，可以被客戶端訂閱，實現對應訊息的收發
3、clientId：客戶端ID，用於伺服器對不同客戶端的識別
4、subscribe/unsubscribe：客戶端對訊息主題的訂閱和取消訂閱
5、Qos：訊息的服務質量，當網路過載或擁塞時，QoS 能確保重要業務量不受延遲或丟棄
6、Callback：當客戶端收到訊息後對訊息的處理（回撥）
7、KeepAliveInterval：客戶端與伺服器之間的連線是通過傳送心跳包來保持存活

二、JAVA端例項

首先匯入所依賴jar包

1、服務端程式碼（負責訊息的傳送）

package com.sc.util.paho;

import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttClient;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttDeliveryToken;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttException;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;  
import
 
 org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttPersistenceException;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttTopic;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;  
/** 
 * Title:Server 這是傳送訊息的服務端
 * Description: 伺服器向多個客戶端推送主題，即不同客戶端可向伺服器訂閱相同主題 
 * @author rao
 */  
public class ServerMQTT {  

    //tcp://MQTT安裝的伺服器地址:MQTT定義的埠號  
    public static final String HOST = "tcp://dev.****.com.cn:1883";  
    //定義一個主題  
    public static final String TOPIC = "pos_message_all";  
    //定義MQTT的ID，可以在MQTT服務配置中指定  
    private static final String clientid = "server11";  

    private MqttClient client;  
    private MqttTopic topic11;  
    private String userName = "paho";  //非必須
    private String passWord = "";  //非必須

    private MqttMessage message;  

    /** 
     * 建構函式 
     * @throws MqttException 
     */  
    public ServerMQTT() throws MqttException {  
        // MemoryPersistence設定clientid的儲存形式，預設為以記憶體儲存  
        client = new MqttClient(HOST, clientid, new MemoryPersistence());  
        connect();  
    }  

    /** 
     *  用來連線伺服器 
     */  
    private void connect() {  
        MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();  
        options.setCleanSession(false);  
        options.setUserName(userName);  
        options.setPassword(passWord.toCharArray());  
        // 設定超時時間  
        options.setConnectionTimeout(10);  
        // 設定會話心跳時間  
        options.setKeepAliveInterval(20);  
        try {  
            client.setCallback(new PushCallback());  
            client.connect(options);  

            topic11 = client.getTopic(TOPIC);  
        } catch (Exception e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  

    /** 
     * 
     * @param topic 
     * @param message 
     * @throws MqttPersistenceException 
     * @throws MqttException 
     */  
    public void publish(MqttTopic topic , MqttMessage message) throws MqttPersistenceException,  
            MqttException {  
        MqttDeliveryToken token = topic.publish(message);  
        token.waitForCompletion();  
        System.out.println("message is published completely! "  
                + token.isComplete());  
    }  

    /** 
     *  啟動入口 
     * @param args 
     * @throws MqttException 
     */  
    public static void main(String[] args) throws MqttException {  
        ServerMQTT server = new ServerMQTT();  

        server.message = new MqttMessage();  
        server.message.setQos(1);  //保證訊息能到達一次
        server.message.setRetained(true);  
        server.message.setPayload("這是推送訊息的內容".getBytes());  
        server.publish(server.topic11 , server.message);  
        System.out.println(server.message.isRetained() + "------ratained狀態");  
    }  
}

2、對訊息進行處理的回撥函式程式碼（必須）

package com.sc.util.paho;

import org.eclipse.paho.client.mqttv3.IMqttDeliveryToken;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttCallback;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;  

/** 
 * 釋出訊息的回撥類 
 * 
 * 必須實現MqttCallback的介面並實現對應的相關介面方法CallBack 類將實現 MqttCallBack。 
 * 每個客戶機標識都需要一個回撥例項。在此示例中，建構函式傳遞客戶機標識以另存為例項資料。 
 * 在回撥中，將它用來標識已經啟動了該回調的哪個例項。 
 * 必須在回撥類中實現三個方法： 
 * 
 *  public void messageArrived(MqttTopic topic, MqttMessage message)接收已經預訂的釋出。 
 * 
 *  public void connectionLost(Throwable cause)在斷開連線時呼叫。 
 * 
 *  public void deliveryComplete(MqttDeliveryToken token)) 
 *  接收到已經發布的 QoS 1 或 QoS 2 訊息的傳遞令牌時呼叫。 
 *  由 MqttClient.connect 啟用此回撥。 
 * 
 */  
public class PushCallback implements MqttCallback {  

    public void connectionLost(Throwable cause) {  
        // 連線丟失後，一般在這裡面進行重連  
        System.out.println("連線斷開，可以做重連");  
    }  

    public void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken token) {  
        System.out.println("deliveryComplete---------" + token.isComplete());  
    }  

    public void messageArrived(String topic, MqttMessage message) throws Exception {  
        // subscribe後得到的訊息會執行到這裡面  
        System.out.println("接收訊息主題 : " + topic);  
        System.out.println("接收訊息Qos : " + message.getQos());  
        System.out.println("接收訊息內容 : " + new String(message.getPayload()));  
    }  
}

3、客戶端程式碼（接收訊息）

package com.sc.util.paho;

import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttClient;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttException;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttTopic;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;  

/**
 * 模擬一個客戶端接收訊息
 * @author rao
 *
 */
public class ClientMQTT {  

    public static final String HOST = "tcp://dev.****.com.cn:1883";  
    public static final String TOPIC1 = "pos_message_all";  
    private static final String clientid = "client11";  
    private MqttClient client;  
    private MqttConnectOptions options;  
    private String userName = "admin";    //非必須
    private String passWord = "password";  //非必須
    @SuppressWarnings("unused")
    private ScheduledExecutorService scheduler;  

    private void start() {  
        try {  
            // host為主機名，clientid即連線MQTT的客戶端ID，一般以唯一識別符號表示，MemoryPersistence設定clientid的儲存形式，預設為以記憶體儲存  
            client = new MqttClient(HOST, clientid, new MemoryPersistence());  
            // MQTT的連線設定  
            options = new MqttConnectOptions();  
            // 設定是否清空session,這裡如果設定為false表示伺服器會保留客戶端的連線記錄，設定為true表示每次連線到伺服器都以新的身份連線  
            options.setCleanSession(false);  
            // 設定連線的使用者名稱  
            options.setUserName(userName);  
            // 設定連線的密碼  
            options.setPassword(passWord.toCharArray());  
            // 設定超時時間 單位為秒  
            options.setConnectionTimeout(10);  
            // 設定會話心跳時間 單位為秒 伺服器會每隔1.5*20秒的時間向客戶端傳送個訊息判斷客戶端是否線上，但這個方法並沒有重連的機制  
            options.setKeepAliveInterval(20);  
            // 設定回撥  
            client.setCallback(new PushCallback());  
            MqttTopic topic = client.getTopic(TOPIC1);  
            //setWill方法，如果專案中需要知道客戶端是否掉線可以呼叫該方法。設定最終埠的通知訊息  
//遺囑        options.setWill(topic, "close".getBytes(), 2, true);  
            client.connect(options);  
            //訂閱訊息  
            int[] Qos  = {1};  
            String[] topic1 = {TOPIC1};  
            client.subscribe(topic1, Qos);  

        } catch (Exception e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  

    public static void main(String[] args) throws MqttException {  
        ClientMQTT client = new ClientMQTT();  
        client.start();  
    }  
}

4、執行以上程式碼需要配置伺服器

常用的搭建MQTT伺服器的軟體是mosquitto，是一款實現了訊息推送協議 MQTT v3.1 的開源訊息代理軟體，可以很方便的搭載在linux、windows伺服器上，我是搭載在linux伺服器上使用。
mosquitto自帶有許多TOPIC（主題）供我們訂閱使用，可以實時的對伺服器狀態進行監測和狀態響應以及統計，包括可以監測到當前連線的客戶端數，某時間段內訊息收發的總量等。
關於伺服器的配置可參考：http://www.cnblogs.com/Free-Thinker/p/5559816.html
mosquito內建主題具體可參考：http://blog.csdn.net/qhdcsj/article/details/44630201

三、將以上程式碼調整為工具類供其他專案呼叫

1、服務端程式碼及呼叫例項

1）服務端程式碼（需要引入之前的回撥函式）

package com.scpos.util;

import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttClient;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttDeliveryToken;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttException;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttPersistenceException;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttTopic;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;  
/** 
 * Title:Server 這是傳送訊息的服務端
 * Description: 伺服器向多個客戶端推送主題，即不同客戶端可向伺服器訂閱相同主題 
 * @author rao
 */  
public class ServerMQTTUtil {  

    //tcp://MQTT安裝的伺服器地址:MQTT定義的埠號  
    public static final String HOST = "tcp://dev.****.com.cn:1883";  
    //定義MQTT的ID，可以在MQTT服務配置中指定  
    private static final String clientid = "server11";  

    private MqttClient client;
    private MqttTopic mqttTopic;
    private String userName = "paho";  
    private String passWord = "";  

    /** 
     * 建構函式 
     * @throws MqttException 
     */  
    public ServerMQTTUtil(String topic) throws MqttException {  
        // MemoryPersistence設定clientid的儲存形式，預設為以記憶體儲存  
        client = new MqttClient(HOST, clientid, new MemoryPersistence());  
        connect(topic);
    }  

    /** 
     *  用來連線伺服器 
     */  
    private void connect(String topic) {  
        MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();                                      
        options.setCleanSession(false);  
        options.setUserName(userName);  
        options.setPassword(passWord.toCharArray());  
        // 設定超時時間  
        options.setConnectionTimeout(10);  
        // 設定會話心跳時間  
        options.setKeepAliveInterval(20);  
        try {  
//          client.setCallback(new PushCallback());  
            client.connect(options);  
            mqttTopic = client.getTopic(topic);  
        } catch (Exception e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  

    //傳送訊息並獲取回執 
    public void publish(MqttMessage message) throws MqttPersistenceException,  
            MqttException, InterruptedException {  
        MqttDeliveryToken token = mqttTopic.publish(message);  
        token.waitForCompletion();  
        System.out.println("message is published completely! "  
                + token.isComplete());  
        System.out.println("messageId:" + token.getMessageId());
        token.getResponse();
        if (client.isConnected())  
            client.disconnect(10000);  
        System.out.println("Disconnected: delivery token \"" + token.hashCode()  
            + "\" received: " + token.isComplete()); 
    }  


    public String getUserName() {
        return userName;
    }
    public void setUserName(String userName) {
        this.userName = userName;
    }
    public String getPassWord() {
        return passWord;
    }
    public void setPassWord(String passWord) {
        this.passWord = passWord;
    }

    public MqttTopic getMqttTopic() {
        return mqttTopic;
    }

    public void setMqttTopic(MqttTopic mqttTopic) {
        this.mqttTopic = mqttTopic;
    }

}

2）呼叫處程式碼

//設定推送訊息體
            String sendTime = TimeUtils.getTime();
            String msgType = "html";
            String title = message.getTitle();
            String content = message.getContent();
            String createTime = message.getCreateTime();
            Map<String, Object> data = new HashMap<String, Object>();
            data.put("messageId", messageId);
            data.put("msgType", msgType);
            data.put("title", title);
            data.put("content", content);
            data.put("createTime", createTime);
            data.put("sendTime", sendTime);
            msgType = "posMessage";
            Map<String, Object> messageMap = new HashMap<String, Object>();
            messageMap.put("msgType", msgType);
            messageMap.put("data", data);
            String MQTTObject = JSON.toJSONString(messageMap);
            System.out.println(MQTTObject);
            //將資訊寫入訊息體
            MqttMessage mqttMessage = new MqttMessage();
            mqttMessage.setQos(1);
            mqttMessage.setRetained(true);
            mqttMessage.setPayload(MQTTObject.getBytes("UTF-8"));
            //根據deviceIdList內容進行topic設定和傳送推送
            if (!deviceIdList.equals("all")) {
                List deviceList = Arrays.asList(deviceIdList.split(","));
                for (int i =0; i < deviceList.size(); i++) {

                String topic = "pos_message_" + deviceList.get(i);
                ServerMQTTUtil serverMQTTUtil = new ServerMQTTUtil(topic);
                serverMQTTUtil.publish(mqttMessage);
                System.out.println(mqttMessage.isRetained() + "------ratained狀態");
                }
            } else {
                String topic = "pos_message_all";
                ServerMQTTUtil serverMQTTUtil = new ServerMQTTUtil(topic);
                serverMQTTUtil.publish(mqttMessage);
                System.out.println(mqttMessage.isRetained() + "------ratained狀態");
            }

2、客戶端程式碼及呼叫例項

1）客戶端程式碼

package com.sichang.util;

import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;

import org.eclipse.paho.client.mqttv3.IMqttDeliveryToken;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttCallback;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttClient;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttException;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;

/**
 * 模擬一個客戶端接收訊息
 * @author rao
 *
 */

public class ClientSearch {  
    public static String str="";
    public static final String HOST = "tcp://dev.****.com.cn:1883";  
    //伺服器內建主題，用來監測當前伺服器上連線的客戶端數量（$SYS/broker/clients/connected）
    public static final String TOPIC1 = "$SYS/broker/clients/connected";  
    private static final String clientid = "client13";  
    private MqttClient client;  
    private MqttConnectOptions options;  
    private String userName = "admin";  
    private String passWord = "password";  
    @SuppressWarnings("unused")
    private ScheduledExecutorService scheduler;  

    public void start() throws MqttException {  
        // host為主機名，clientid即連線MQTT的客戶端ID，一般以唯一識別符號表示，MemoryPersistence設定clientid的儲存形式，預設為以記憶體儲存  
        client = new MqttClient(HOST, clientid, new MemoryPersistence());  
        // MQTT的連線設定  
        options = new MqttConnectOptions();  
        // 設定是否清空session,這裡如果設定為false表示伺服器會保留客戶端的連線記錄，設定為true表示每次連線到伺服器都以新的身份連線  
        options.setCleanSession(false);  
        // 設定連線的使用者名稱  
        options.setUserName(userName);  
        // 設定連線的密碼  
        options.setPassword(passWord.toCharArray());  
        // 設定超時時間 單位為秒  
        options.setConnectionTimeout(10);  
        // 設定會話心跳時間 單位為秒 伺服器會每隔1.5*20秒的時間向客戶端傳送個訊息判斷客戶端是否線上，但這個方法並沒有重連的機制  
        options.setKeepAliveInterval(20);  
        // 設定回撥  
        client.setCallback(new MqttCallback(){  
            public void connectionLost(Throwable cause) {  
                // 連線丟失後，一般在這裡面進行重連  
//                System.out.println("連線斷開，可以做重連");  
            }  

            public void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken token) {  
                System.out.println("deliveryComplete---------" + token.isComplete());  
            }  
            public void messageArrived(String topic, MqttMessage message) throws Exception {  
                try {     
                    str = message.toString();
//                  System.out.println(" 從伺服器收到的訊息為:"+message.toString());    
                } catch (Exception e) {     
                    e.printStackTrace();  
                }
            }
        });  
//      MqttTopic topic = client.getTopic(TOPIC1);  
//      setWill方法，如果專案中需要知道客戶端是否掉線可以呼叫該方法。設定最終埠的通知訊息  
//      options.setWill(topic, "close".getBytes(), 2, true);  //遺囑 
        client.connect(options);  
        //訂閱訊息  
        int[] Qos  = {1};  
        String[] topic1 = {TOPIC1};  
        client.subscribe(topic1, Qos);  
    }
    @SuppressWarnings("static-access")
    //用來給呼叫處返回訊息內容
    public String resc() {
        return this.str;
    }
}

2）呼叫處程式碼

下面執行緒的作用是每三秒鐘返回伺服器上的客戶端連線數

public void runTask() {
        final long timeInterval = 2000;// 兩秒執行一次
        Runnable runnable = new Runnable() {
            public void run() {
                while (true) {
                    // ------- code for task to run
                try {       //你要執行的程式       
                    ClientSearch clientSearch = new ClientSearch();
                    try {
                        clientSearch.start();
                    } catch (MqttException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    Thread.sleep(1000); //給一秒時間接收伺服器訊息
                    Integer num = Integer.valueOf(clientSearch.resc());
                    System.out.println("當前客戶端連線數："+num);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                    // ------- ends here
                    try {
                        Thread.sleep(timeInterval);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        };
        Thread thread = new Thread(runnable);
        thread.start();
    }

到這裡所要用的基本都闡述完了

專案需要的jar包下載地址將在之後更新

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