Android MQTT 通信

Posted 2023-02-23

参考技术A

  MQTT 协议 是基于发布/订阅模式的物联网通信协议，凭借简单易实现、支持 QoS、报文小等特点，占据了物联网协议的半壁江山。
  常用于 IOT 物联网和一些需要服务端主动通知客户端的场景。

1. 导入依赖

2. 创建 MqttHelper 辅助类，设置回调监听

3. 连接 MQTT

  连接成功或失败，以及中途的连接掉线，会触发 OnMqttStatusChangeListener 回调

4. MQTT 连接状态监听

5. MQTT 收发消息监听

  onSubMessage 订阅的消息回调，因为存在订阅多个 topic 的情况，所以回调能知道是来自哪个 Topic 的消息；
  onPubMessage 发布的消息回调，用于确认发布的消息是否发送成功。

6. MQTT 订阅 Topic

  需要在 MQTT 连接成功后才能订阅 topic，否则订阅 Topic 不成功，收不到对应消息

7. MQTT 取消订阅 Topic

8. MQTT 发布消息

9. MQTT 断开连接

10. 通知设置
  由于 MQTT 启动了一个 Service，而 android 8.0 以上对于后台 Service 限制时长 5 秒；所以将 MqttService 绑定到 Notification 上成为了一个前台通知；通知的标题和内容显示可以在 strings.xml 中设置，对应属性如下：

  Android 8.0 及以上开启前台服务绑定到通知，8.0 以下默认不启用，可将 mqtt_foreground_notification_low_26 设为 true，将 8.0 以下设备也开启前台通知服务

  创建 MQTT 实例时需要传送参数 MqttOptions,下面将介绍下部分参数;

1. Topic
  MQTT 是一种发布/订阅的消息协议, 通过设定的主题 Topic,
发布者向 Topic 发送的 payload 负载消息会经过服务器, 转发到所有订阅
该 Topic 的订阅者
   通配符 : 假想移动端消息推送场景,有的系统消息是全体用户接收,有的消息是 Android 或 ios 设备接收, 又或者是某些消息具体推送到用户,当然, 对应的多种类型消息可以通过多订阅几个对应的 Topic 解决,也可以使用通配符;
  通配符有两个, " + " 和 " # ", 与正斜杠 " / " 组合使用;加号只能表示一级Topic, 井号可以表示任意层级 Topic; 例如: 订阅 Topic为 " System/+ ", 发布者发布的 Topic 可以是 System、System/Android、System/iOS; 但是不能是 System/iOS/123, 而订阅的 Topic 如果是" System/# " 则可以收到;
   注意,只有订阅的 Topic 才可以使用 通配符, 发布和遗嘱的 Topic 不能包含通配符.

2. ClientID
  发布者和订阅者都是属于客户端, 客户端与服务端建立连接之后,发送的第一个报文消息必须是 Connect 消息,而 Connect 的消息载荷中必须包含 clientID 客户端唯一标识;
  如果两个客户端的 clientID 一样, 则服务端记录第一个客户端连接之后再收到第二个客户端连接请求,则会向一个客户端发送 Disconnect 报文断开连接, 并连接第二个客户端, 而如果此时设置了自动重连, 第一个客户端再次连接,服务端又断开与第二个的连接, 连上第一个客户端, 如此将导致两个客户端不断的被挤掉重连.
  注意: clientID 使用的字符最好是 大小写字母和数字, 长度最好限制在[1, 23] 之间;

3. 遗嘱消息
  可选参数, 客户端没有主动向服务端发起 disconnect 断开连接消息,然而服务端检测到和客户端之间的连接已断开, 此时服务端将该客户端设置的遗嘱消息发送出去
  应用场景: 客户端因网络等情况掉线之后, 可以及时通知到所有订阅该遗嘱 Topic 的客户端;
  遗嘱 Topic 中不能存在通配符.

4. Session
  客户端和服务端之间建立的会话状态, 一般用于消息保存, 如果设置清除 Session,则每次客户端和服务端建立连接会创建一个新的会话,之前连接中的消息不能恢复,
  而设置不清除会话, 对应发布者发送的 qos 为 1和2 的消息,还未被订阅者接收确认,则需要保存在会话中, 以便订阅者下次连接可以恢复这些消息;
  注意: Session 存储的消息是保存在内容中的, 所以如果不是重要的消息,最好是设置清除 Session, 或者设置 qos = 0;

5. 心跳包
  标识客户端传输一次控制报文到下一次传输之间允许的空闲时间；在这段时间内，如果客户端没有其他任何报文发送，必须发送一个 PINGREQ 报文到服务器，而如果服务端在 1.5 倍心跳时间内没有收到客户端消息，则会主动断开客户端的连接，发送其遗嘱消息给所有订阅者。而服务端收到 PINGREQ 报文之后，立即返回 PINGRESP 报文给客户端
  心跳时间单位为秒，占用2个字节，最大 2^16 - 1 = 65535秒（18小时12分钟15秒）,设置为 0 表示不使用心跳机制； 心跳时间一般设置为几分钟或几十秒即可，时间短点可以更快的发出遗嘱消息通知掉线，但是时间短会增加消息频率，影响服务端并发； 微信长连接为 300 秒，而三大运营商貌似也有个连接时间最小的为 5 分钟。

6. qos
  服务质量等级 qos 对应两部分,一是客户端到服务端发送的消息, 一是服务端到客户端订阅的消息; 从发布者到订阅者实际 qos 为两段路中 qos 最小的。
  qos 可选值 0(最多交付一次)、1(最少交付一次)、2(正好交付一次);
   qos = 0 ：接收方不发送响应，发送方不进行重试；发送方只管发一次，不管是否发成功，也不管接收方是否成功接收，适用于不重要的数据传输；
   qos = 1 ：确保消息至少有一次到达接收方，发送方向接收方发送消息，需要等待接收方返回应答消息，如果发送方在一定时间之内没有收到应答，发送方继续下一次消息发送，直到收到应答消息，删除本地消息缓存，不再发送；所以接收方可能收到1-n次消息；适用于需要收到所有消息，客户端可以处理重复消息。
   qos = 2 ：确保消息只一次到达接收方，发送方和接收方之间消息处理流程最复杂；
   Mqtt Qos 深度解读 和 MQTT协议QoS2 准确一次送达的实现

7. payload 负载消息
  字节流类型, 是 MQTT 通信传输的真实数据

8. 保留消息
  发布消息时设置, 对应参数 retain, 服务端将保留对应 Topic 最新的一条消息记录; 保留消息的作用是每次客户端连接上线都会收到其 Topic 的最后一条保留消息, 所以可能存在网络不稳定,频繁掉线重连,每次重连重复收到保留消息;
   可以向对应的 Topic 发送一条 空消息,用于清除保留消息。

MQTT 服务搭建 Apache Apollo 服务器 搭建 MQTT 服务
Github 仓库
mqtt 协议

一起Talk Android吧（第四百二十九回：在Android中使用MQTT通信三）

文章目录

• 运行程序
• • 使用私有的服务器通信
  • 使用公有的服务器通信
• 程序总结

各位看官们，大家好，上一回中咱们说的例子是"在Androi中使用MQTT通信",这一回中咱们继续介绍该例子。闲话休提，言归正转，让我们一起Talk Android吧！

看官们，我们在上一章回介绍了如何在Android版本MQTT客户端发布和订阅主题的方法，本章回中将演示程序的具体运行结果。

运行程序

使用私有的服务器通信

把上面的程序放到Android项目中就可以正常运行了，我们使用前面章回中创建的MQTT服务器来完成整个MQTT通信过程
程序中的使用到的服务器地址和主题如下：

   //MQTT通信中的服务器地址，地址中包含协议头tcp和端口1883，地址中的IP就是在本机上运行的虚拟机中Ubuntu的IP地址，
    private final String serverURL =