[Java知识库]物联网微消息队列MQTT介绍-EMQX集群搭建以及与SpringBoot整合

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项目全部代码地址：https://github.com/Tom-shushu/work-study.git （mqtt-emqt?项目）

先看我们最后实现的一个效果

1.手机端向主题 topic111 发送消息，并接收。（手机测试工具名称：MQTT调试器）

2.控制台打印

MQTT基本简介

MQTT 是用于物联网 (IoT) 的 OASIS 标准消息传递协议。它被设计为一种极其轻量级的发布/订阅消息传输，非常适合连接具有小代码足迹和最小网络带宽的远程设备。

MQTT协议简介

MQTT 是客户端服务器发布/订阅消息传输协议。它重量轻、开放、简单，并且易于实施。这些特性使其非常适合在许多情况下使用，包括受限制的环境，例如机器对机器 (M2M) 和物联网 (IoT) 环境中的通信，其中需要小代码足迹和/或网络带宽非常宝贵。

该协议通过 TCP/IP 或其他提供有序、无损、双向连接的网络协议运行。其特点包括：

·?????????使用发布/订阅消息模式，提供一对多的消息分发和应用程序的解耦。

·?????????与有效负载内容无关的消息传输。

·?????????消息传递的三种服务质量：

o????“最多一次”，根据操作环境的最大努力传递消息。可能会发生消息丢失。例如，此级别可用于环境传感器数据，其中单个读数是否丢失并不重要，因为下一个读数将很快发布。

o????“至少一次”，保证消息到达但可能出现重复。

o????“Exactly once”，保证消息只到达一次。例如，此级别可用于重复或丢失消息可能导致应用不正确费用的计费系统。

·?????????最小化传输开销和协议交换以减少网络流量。

·?????????发生异常断开时通知相关方的机制。

EMQX简介

通过开放标准物联网协议 MQTT、CoAP 和 LwM2M 连接任何设备。使用 EMQX Enterprise 集群轻松扩展到数千万并发 MQTT 连接。

并且EMQX还是开源的，又支持集群，所以还是一个比较不错的选择

EMQX集群搭建

前期准备：

1.两台服务器：我的两个服务器一台是腾讯云、一台是阿里云的（不要问为什么，薅羊毛得来的）咱们暂且叫他们?mqtt_service_aliyun和

mqtt_service_txyun 吧。
2.一个域名： mqtt.zhouhong.icu

安装开始

1.分别在两台服务器上执行以下操作进行安装（如果是单机：只需要进行下面1、2操作就安装完成了）

## 1.下载
wget https://www.emqx.com/zh/downloads/broker/4.4.4/emqx-4.4.4-otp24.1.5-3-el8-amd64.rpm
## 2.安装
sudo yum install emqx-4.4.4-otp24.1.5-3-el8-amd64.rpm
## 3.修改配置文件
vim /etc/emqx/emqx.conf
## 4.修改以下内容
## 注意node.name是当前这台服务器名称
node.name = mqtt\_service\_txyun@xxx.xx.xxx.xx
cluster.static.seeds = mqtt\_service\_txyun@xxx.xx.xxx.xx,mqtt\_service\_aliyun@xxx.xx.xxx.xx
cluster.discovery = static
cluster.name = my-mqtt-cluster

2.分别启动两台服务器的EMQX

sudo emqx start

3.到浏览器输入?http://xxx.xx.xxx.xxx:18083/ 查看（随便一台都可以，默认账号admin 密码public），注意打开18083，1883 安全组

4.nginx负载均衡

nginx搭建很简单略过，大家只需要修改以下nginx.conf里面的内容即可

stream {
 upstream mqtt.zhouhong.icu {
 zone tcp\_servers 64k;
 hash $remote\_addr;
 server xxx.xx.xxx.xx:1883 weight=1 max\_fails=3 fail\_timeout=30s;
 server xxx.xx.xxx.xx:1883 weight=1 max\_fails=3 fail\_timeout=30s;

 }

 server {
 listen 8883 ssl;
 status\_zone tcp\_server;
 proxy\_pass mqtt.zhouhong.icu;
 proxy\_buffer\_size 4k;
 ssl\_handshake\_timeout 15s;
 ssl\_certificate /etc/nginx/7967358\_www.mqtt.zhouhong.icu.pem;
 ssl\_certificate\_key /etc/nginx/7967358\_www.mqtt.zhouhong.icu.key;
 }
}

与SpringBoot集成并实现服务器端监控对应topic下的消息

1.项目搭建

• 引入MQTT相关jar包

        
 org.springframework.integration
 spring-integration-stream
 
        
 org.springframework.integration
 spring-integration-mqtt
 

• yml配置文件 (如果大家没搭建好的话,可以直接使用我搭建的这个)

server:
 port: 8080

mqtt:　## 单机版--只需要把域名改为ip既可　
 hostUrl: tcp://mqtt.zhouhong.icu:1883
 username: admin
 password: public
 ## 服务端 clientId (发送端自己定义)
 clientId: service\_client\_id
 cleanSession: true
 reconnect: true
 timeout: 100
 keepAlive: 100
 defaultTopic: topic111
 qos: 0

• 属性配置

/**
 * description:
 * date: 2022/6/16 15:51
 * @author: zhouhong
 */
@Component
@ConfigurationProperties("mqtt")
@Data
public class MqttProperties {

 /**
 * 用户名
 */
 private String username;

 /**
 * 密码
 */
 private String password;

 /**
 * 连接地址
 */
 private String hostUrl;

 /**
 * 客户端Id，同一台服务器下，不允许出现重复的客户端id
 */
 private String clientId;

 /**
 * 默认连接主题
 */
 private String topic;

 /**
 * 超时时间
 */
 private int timeout;

 /**
 * 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
 */
 private int keepAlive;

 /**
 * 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
 */
 private Boolean cleanSession;

 /**
 * 是否断线重连
 */
 private Boolean reconnect;

 /**
 * 连接方式
 */
 private Integer qos;
}

• 发送消息回调

/**
 * description: 发生消息成功后 的 回调
 * date: 2022/6/16 15:55
 *
 * @author: zhouhong
 */
@Component
@Log4j2
public class MqttSendCallBack implements MqttCallbackExtended {

 /**
 * 客户端断开后触发
 * @param throwable
 */
 @Override
 public void connectionLost(Throwable throwable) {
 log.info("发送消息回调: 连接断开，可以做重连");
 }

 /**
 * 客户端收到消息触发
 *
 * @param topic 主题
 * @param mqttMessage 消息
 */
 @Override
 public void messageArrived(String topic, MqttMessage mqttMessage) throws Exception {
 log.info("发送消息回调: 接收消息主题 : " + topic);
 log.info("发送消息回调: 接收消息内容 : " + new String(mqttMessage.getPayload()));
 }

 /**
 * 发布消息成功
 *
 * @param token token
 */
 @Override
 public void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken token) {
 String[] topics = token.getTopics();
 for (String topic : topics) {
 log.info("发送消息回调: 向主题：" + topic + "发送消息成功！");
 }
 try {
 MqttMessage message = token.getMessage();
 byte[] payload = message.getPayload();
 String s = new String(payload, "UTF-8");
 log.info("发送消息回调: 消息的内容是：" + s);
 } catch (MqttException e) {
 e.printStackTrace();
 } catch (UnsupportedEncodingException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }

 /**
 * 连接emq服务器后触发
 *
 * @param b
 * @param s
 */
 @Override
 public void connectComplete(boolean b, String s) {
 log.info("--------------------ClientId:"
                + MqttAcceptClient.client.getClientId() + "客户端连接成功！--------------------");
 }
}

• 接收消息回调

/**
 * description: 接收消息后的回调
 * date: 2022/6/16 15:52
 *
 * @author: zhouhong
 */
@Component
@Log4j2
public class MqttAcceptCallback implements MqttCallbackExtended {

 @Resource
 private MqttAcceptClient mqttAcceptClient;

 /**
 * 客户端断开后触发
 *
 * @param throwable
 */
 @Override
 public void connectionLost(Throwable throwable) {
 log.info("接收消息回调: 连接断开，可以做重连");
 if (MqttAcceptClient.client == null || !MqttAcceptClient.client.isConnected()) {
 log.info("接收消息回调: emqx重新连接....................................................");
 mqttAcceptClient.reconnection();
 }
 }

 /**
 * 客户端收到消息触发
 *
 * @param topic 主题
 * @param mqttMessage 消息
 */
 @Override
 public void messageArrived(String topic, MqttMessage mqttMessage) throws Exception {
 log.info("接收消息回调: 接收消息主题 : " + topic);
 log.info("接收消息回调: 接收消息内容 : " + new String(mqttMessage.getPayload()));
 }

 /**
 * 发布消息成功
 *
 * @param token token
 */
 @Override
 public void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken token) {
 String[] topics = token.getTopics();
 for (String topic : topics) {
 log.info("接收消息回调: 向主题：" + topic + "发送消息成功！");
 }
 try {
 MqttMessage message = token.getMessage();
 byte[] payload = message.getPayload();
 String s = new String(payload, "UTF-8");
 log.info("接收消息回调: 消息的内容是：" + s);
 } catch (MqttException e) {
 e.printStackTrace();
 } catch (UnsupportedEncodingException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }

 /**
 * 连接emq服务器后触发
 *
 * @param b
 * @param s
 */
 @Override
 public void connectComplete(boolean b, String s) {
 log.info("--------------------ClientId:"
                + MqttAcceptClient.client.getClientId() + "客户端连接成功！--------------------");
 // 以/#结尾表示订阅所有以test开头的主题
 // 订阅所有机构主题
        mqttAcceptClient.subscribe("topic111", 0);
 }
}

• 发消息

/**
 * description: 发送消息
 * date: 2022/6/16 16:01
 *
 * @author: zhouhong
 */
@Component
public class MqttSendClient {

 @Autowired
 private MqttSendCallBack mqttSendCallBack;

 @Autowired
 private MqttProperties mqttProperties;

 public MqttClient connect() {
 MqttClient client = null;
 try {
 String uuid = UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-","");
 client = new MqttClient(mqttProperties.getHostUrl(),uuid , new MemoryPersistence());
 MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();
 options.setUserName(mqttProperties.getUsername());
 options.setPassword(mqttProperties.getPassword().toCharArray());
 options.setConnectionTimeout(mqttProperties.getTimeout());
 options.setKeepAliveInterval(mqttProperties.getKeepAlive());
 options.setCleanSession(true);
 options.setAutomaticReconnect(false);
 try {
 // 设置回调
 client.setCallback(mqttSendCallBack);
 client.connect(options);
 } catch (Exception e) {
 e.printStackTrace();
 }
 } catch (Exception e) {
 e.printStackTrace();
 }
 return client;
 }

 /**
 * 发布消息
 * 主题格式： server:report:$orgCode(参数实际使用机构代码)
 *
 * @param retained 是否保留
 * @param pushMessage 消息体
 */
 public void publish(boolean retained, String topic, String pushMessage) {
 MqttMessage message = new MqttMessage();
 message.setQos(mqttProperties.getQos());
 message.setRetained(retained);
 message.setPayload(pushMessage.getBytes());
 MqttClient mqttClient = connect();
 try {
 mqttClient.publish(topic, message);
 } catch (MqttException e) {
 e.printStackTrace();
 } finally {
 disconnect(mqttClient);
 close(mqttClient);
 }
 }

 /**
 * 关闭连接
 *
 * @param mqttClient
 */
 public static void disconnect(MqttClient mqttClient) {
 try {
 if (mqttClient != null) {
 mqttClient.disconnect();
 }
 } catch (MqttException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }

 /**
 * 释放资源
 *
 * @param mqttClient
 */
 public static void close(MqttClient mqttClient) {
 try {
 if (mqttClient != null) {
 mqttClient.close();
 }
 } catch (MqttException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }
}

• 接收消息

/**
 * description: 服务器段端连接订阅消息、监控topic
 * date: 2022/6/16 15:52
 *
 * @author: zhouhong
 */
@Component
@Log4j2
public class MqttAcceptClient {

 @Autowired
 @Lazy
 private MqttAcceptCallback mqttAcceptCallback;

 @Autowired
 private MqttProperties mqttProperties;

 public static MqttClient client;

 private static MqttClient getClient() {
 return client;
 }

 private static void setClient(MqttClient client) {
 MqttAcceptClient.client = client;
 }

 /**
 * 客户端连接
 */
 public void connect() {
 MqttClient client;
 try {
 // clientId 使用服务器 yml里面配置的 clientId
            client = new MqttClient(mqttProperties.getHostUrl(), mqttProperties.getClientId(), new MemoryPersistence());
 MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();
 options.setUserName(mqttProperties.getUsername());
 options.setPassword(mqttProperties.getPassword().toCharArray());
 options.setConnectionTimeout(mqttProperties.getTimeout());
 options.setKeepAliveInterval(mqttProperties.getKeepAlive());
 options.setAutomaticReconnect(mqttProperties.getReconnect());
 options.setCleanSession(mqttProperties.getCleanSession());
 MqttAcceptClient.setClient(client);
 try {
 // 设置回调
 client.setCallback(mqttAcceptCallback);
 client.connect(options);
 } catch (Exception e) {
 e.printStackTrace();
 }
 } catch (Exception e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }

 /**
 * 重新连接
 */
 public void reconnection() {
 try {
 client.connect();
 } catch (MqttException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }

 /**
 * 订阅某个主题
 *
 * @param topic 主题
 * @param qos 连接方式
 */
 public void subscribe(String topic, int qos) {
 log.info("==============开始订阅主题==============" + topic);
 try {
 client.subscribe(topic, qos);
 } catch (MqttException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }

 /**
 * 取消订阅某个主题
 *
 * @param topic
 */
 public void unsubscribe(String topic) {
 log.info("==============开始取消订阅主题==============" + topic);
 try {
 client.unsubscribe(topic);
 } catch (MqttException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }
}

• 服务端启动时连接订阅主题并监控

/**
 * description: 启动后连接 MQTT 服务器, 监听 mqtt/my\_topic 这个topic发送的消息
 * date: 2022/6/16 15:57
 * @author: zhouhong
 */
@Configuration
public class MqttConfig {

 @Resource
 private MqttAcceptClient mqttAcceptClient;

 @Bean
 public MqttAcceptClient getMqttPushClient() {
 mqttAcceptClient.connect();
 return mqttAcceptClient;
 }
}

• 发消息控制类

/**
 * description: 发消息控制类
 * date: 2022/6/16 15:58
 *
 * @author: zhouhong
 */
@RestController
public class SendController {

 @Resource
 private MqttSendClient mqttSendClient;

 @PostMapping("/mqtt/sendmessage")
 public void sendMessage(@RequestBody SendParam sendParam) {
 mqttSendClient.publish(false,sendParam.getTopic(),sendParam.getMessageContent());
 }
}

2.测试

• postman调用发消息接口

• 控制台日志

• 使用另外一个移动端MQTT调试工具测试

1. 手机端向主题 topic111 发送消息，并接收。

2. 控制台打印