物联网微消息队列MQTT介绍-EMQX集群搭建以及与SpringBoot整合
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
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
<dependency>
<groupId>org.springframework.integration</groupId>
<artifactId>spring-integration-stream</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.integration</groupId>
<artifactId>spring-integration-mqtt</artifactId>
</dependency>
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
- 手机端向主题 topic111 发送消息，并接收。
2. 控制台打印
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