Android MQTT的订阅和发布消息

Android MQTT的订阅和发布消息

MQTT协议简述

MQTT(Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议)，是基于发布/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，有IBM在1999年发布.MQTT最大的优点在于：可以以极少的代码和有限的宽带,为连接远程设备提供可靠的消息服务.。作为一种开销、低宽带占用的即时通讯协议，在使其物联网、小型设备、移动应用等方面较广泛的应用。

MQTTMQTT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。

特点

1、实现简单

2、提供数据传输的Qos

3、轻量、占用宽带低

4、有三种消息发布服务质量  

• "至多一次"，消息发布完成依赖底层TCP/IP网络。会发生消息丢失或重复。这一级可用于如下情况，坏境传感器数据，丢失一次读记录无所谓，因为不久后还会有第二次发送
• "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，这一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、可传输任意类型的数据

6、可保持的会话（session）

MQTT协议原理

1 MQTT协议实现方式

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。

2 网络传输与应用消息

MQTT会构建底层网络传输：它将建立客户端到服务器的连接，提供两者之间的一个有序的、无损的、基于字节流的双向传输。

当应用数据通过MQTT网络发送时，MQTT会把与之相关的服务质量（QoS）和主题名（Topic）相关连。

3 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。

4 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。

5 MQTT协议中的订阅、主题、会话

一、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。

二、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。

三、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。

四、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。

五、负载（Payload）

消息订阅者所具体接收的内容。

6 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。

Android 下如何使用MQTT协议

• 导入mqtt包
• 配置MqttConnectOptions
• 调用connect并将配置好的参数写入
• 通过指定的消息进行消息订阅
• 向订阅topic对中发布消息
• 通过mqttCallBack的回调对接收到的消息进行处理

导入mqtt包

implementation 'org.eclipse.paho:org.eclipse.paho.client.mqttv3:1.1.0' 
implementation 'org.eclipse.paho:org.eclipse.paho.android.service:1.1.1'

代码

public class MQTTService extends Service {

    public static final String TAG = MQTTService.class.getSimpleName();

    private static MqttAndroidClient client;
    private MqttConnectOptions conOpt;

    private String host = "tcp://xxx";   //服务器地址 
    private String userName = "xxx";   //账号
    private String passWord = " xxx";   //密码
    private static String myTopic = "topic";   //频道名
    private String clientId = "mqtt_client";   //客户端ID

    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        init();
        return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
    }
　　//发布消息 msg
    public static void publish(String msg){
        String topic = myTopic;
        Integer qos = 2;
        Boolean retained = false;
        try {
            client.publish(topic, msg.getBytes(), qos.intValue(), retained.booleanValue());
        } catch (MqttException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private void init() {
        // 服务器地址（协议+地址+端口号）
        String uri = host;
        client = new MqttAndroidClient(this, uri, clientId);
        // 设置MQTT监听并且接受消息
        client.setCallback(mqttCallback);

        conOpt = new MqttConnectOptions();
        // 清除缓存
        conOpt.setCleanSession(true);
        // 设置超时时间，单位：秒
        conOpt.setConnectionTimeout(10);
        // 心跳包发送间隔，单位：秒
        conOpt.setKeepAliveInterval(20);
        // 用户名
        conOpt.setUserName(userName);
        // 密码
        conOpt.setPassword(passWord.toCharArray());

        // last will message
        boolean doConnect = true;
        String message = "{"terminal_uid":"" + clientId + ""}";
        String topic = myTopic;
        Integer qos = 2;
        Boolean retained = false;
        if ((!message.equals("")) || (!topic.equals(""))) {
            // 最后
            try {
                conOpt.setWill(topic, message.getBytes(), qos.intValue(), retained.booleanValue());
            } catch (Exception e) {
                Log.i(TAG, "Exception Occured", e);
                doConnect = false;
                iMqttActionListener.onFailure(null, e);
            }
        }

        if (doConnect) {
            doClientConnection();
        }

    }

    @Override
    public void onDestroy() {
        try {
            client.disconnect();  //服务销毁,断开连接
        } catch (MqttException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        super.onDestroy();
    }

    /** 连接MQTT服务器 */
    private void doClientConnection() {
        if (!client.isConnected() && isConnectIsNomarl()) {
            try {
                client.connect(conOpt, null, iMqttActionListener);
            } catch (MqttException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }

    // MQTT是否连接成功
    private IMqttActionListener iMqttActionListener = new IMqttActionListener() {

        @Override
        public void onSuccess(IMqttToken arg0) {
            Log.i(TAG, "连接成功 ");
            try {
                // 订阅myTopic话题,当订阅多条频道,需要遍历逐条订阅,否则有可能订阅失败
                client.subscribe(myTopic,1);  
            } catch (MqttException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        @Override
        public void onFailure(IMqttToken arg0, Throwable arg1) {
            arg1.printStackTrace();
            // 连接失败，重连
        }
    };

    // MQTT监听并且接受消息
    private MqttCallback mqttCallback = new MqttCallback() {

        @Override
        public void messageArrived(String topic, MqttMessage message) throws Exception {

            String str1 = new String(message.getPayload());
            MQTTMessage msg = new MQTTMessage(); //自定义接口
            msg.setMessage(str1);
        　　//订阅信息,接收的信息message
            String str2 = topic + ";qos:" + message.getQos() + ";retained:" + message.isRetained();
            Log.i(TAG, "messageArrived:" + str1);
            Log.i(TAG, str2);
        }

        @Override
        public void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken arg0) {

        }

        @Override
        public void connectionLost(Throwable arg0) {
            // 失去连接，重连
        }
    };

    /** 判断网络是否连接 */
    private boolean isConnectIsNomarl() {
        ConnectivityManager connectivityManager = (ConnectivityManager) this.getApplicationContext().getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE);
        NetworkInfo info = connectivityManager.getActiveNetworkInfo();
        if (info != null && info.isAvailable()) {
            String name = info.getTypeName();
            Log.i(TAG, "MQTT当前网络名称：" + name);
            return true;
        } else {
            Log.i(TAG, "MQTT 没有可用网络");
            return false;
        }
    }

    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return null;
    }
}

　连接成功后，就可以实现和服务端消息的发送和接收。

最后在AndroidManifest.xml文件

注册Services

<service android:name="org.eclipse.paho.android.service.MqttService" />   <!--导入包,Android自带Mqtt的服务,需要注册-->
<service android:name=".mqtttest.MQService"/>         <!--自己开启的服务-->

权限

    <uses-permission android:name="android.permission.WAKE_LOCK" />
    <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />
    <uses-permission android:name="android.permission.READ_PHONE_STATE" />
    <uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE" />
    <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />

完结!

最后:请留下您的赞!阿里嘎多.