iOS開發之MQTT探究

一、 什麼是MQTT?

MQTT（MessageQueueing Telemetry Transport Protocol）的全稱是消息隊列遙感傳輸協議的縮寫，是由IBM公司推出的一種基於輕量級代理的發佈/訂閱模式的消息傳輸協議，運行在TCP協議棧之上，爲其提供有序、可靠、雙向鏈接的網絡鏈接保證。因爲其開放、簡單和易於實現因此可以應用在資源受限的環境中，對於M2M和物聯網應用程序來講是一個至關不錯的選擇。

二、 爲何要用MQTT？

MQTT協議是針對以下狀況設計的：

M2M（Machine to Machine） communication，機器端到端通訊，好比傳感器之間的數據通信 由於是Machine to Machine，須要考慮： Machine，或者叫設備，好比溫度傳感器，硬件能力很弱，協議要考慮儘可能小的資源消耗，好比計算能力和存儲等 M2M多是無線鏈接，網絡不穩定，帶寬也比較小

MQTT的特色:

1. 發佈/訂閱消息模式，提供一對多的消息發佈，解除應用程序耦合。這一點很相似於1. 這裏是列表文本XMPP，可是MQTT的信息冗餘遠小於XMPP.
2. 對負載內容屏蔽的消息傳輸。
3. 使用TCP/IP提供網絡鏈接。主流的MQTT是基於TCP鏈接進行數據推送的，可是一樣有基於UDP的版本，叫作MQTT-SN。這兩種版本因爲基於不一樣的鏈接方式，優缺點天然也就各有不一樣了。
4. 三種消息傳輸方式QoS：

• 0表明「至多一次」，消息發佈徹底依賴底層 TCP/IP 網絡。會發生消息丟失或重複。這一級別可用於以下狀況，環境傳感器數據，丟失一次讀記錄無所謂，由於不久後還會有第二次發送。

• 1表明「至少一次」，確保消息到達，但消息重複可能會發生。

• 2表明「只有一次」，確保消息到達一次。這一級別可用於以下狀況，在計費系統中，消息重複或丟失會致使不正確的結果。 備註：因爲服務端採用Mosca實現，Mosca目前只支持到QoS 1

• 若是發送的是臨時的消息，例如給某topic全部在線的設備發送一條消息，丟失的話也無所謂，0就能夠了（客戶端登陸的時候要指明支持的QoS級別，同時發送消息的時候也要指明這條消息支持的QoS級別），若是須要客戶端保證能接收消息，須要指定QoS爲1，若是同時須要加入客戶端不在線也要能接收到消息，那麼客戶端登陸的時候要指定session的有效性，接收離線消息須要指定服務端要保留客戶端的session狀態。

• mqtt基於訂閱者模型架構，客戶端若是互相通訊，必須在同一訂閱主題下，即都訂閱了同一個topic，客戶端之間是沒辦法直接通信的。訂閱模型顯而易見的好處是羣發消息的話只須要發佈到topic，全部訂閱了這個topic的客戶端就能夠接收到消息了。

• 發送消息必須發送到某個topic，重點說明的是無論客戶端是否訂閱了該topic均可以向topic發送了消息，還有若是客戶端訂閱了該主題，那麼本身發送的消息也會接收到。

5. 小型傳輸，開銷很小（固定長度的頭部是2字節），協議交換最小化，以下降網絡流量。這就是爲何在介紹裏說它很是適合「在物聯網領域，傳感器與服務器的通訊，信息的收集」，要知道嵌入式設備的運算能力和帶寬都相對薄弱，使用這種協議來傳遞消息再適合不過了。
6. 使用Last Will和Testament特性通知有關各方客戶端異常中斷的機制。Last Will：即遺言機制，用於通知同一主題下的其餘設備發送遺言的設備已經斷開了鏈接。Testament：遺囑機制，功能相似於Last Will 。

三、 怎麼使用MQTT

在mac上搭建MQTT服務器

$ brew install mosquitto

等待下載完成，服務會自動運行起來

mosquitto has been installed with a default configuration file.
You can make changes to the configuration by editing:
    /usr/local/etc/mosquitto/mosquitto.conf

To have launchd start mosquitto now and restart at login:
  brew services start mosquitto
Or, if you don't want/need a background service you can just run:
  mosquitto -c /usr/local/etc/mosquitto/mosquitto.conf

iOS client註冊

#import "ViewController.h"

#define kMQTTServerHost @"iot.eclipse.org"
#define kTopic @"MQTTExample/Message"

@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UILabel *showMessage;
@property (nonatomic, strong) MQTTClient *client;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    
    //1.在app登陸後，後臺返回 name＋password＋topic
    
    //2.name＋password用於鏈接主機
    
    //3.topic 用於訂閱主題
    

    UILabel *tempShowMessage = self.showMessage;
    
    NSString *clientID = [UIDevice currentDevice].identifierForVendor.UUIDString;
    
    self.client = [[MQTTClient alloc] initWithClientId:clientID];

    //鏈接服務器  鏈接後，會經過block將鏈接結果code返回，而後執行此段代碼塊
    
    //這個接口是修改事後的接口，修改後拋出了name＋password
    [self.client connectToHost:kMQTTServerHost andName:@"cbt" andPassword:@"1223" completionHandler:^(MQTTConnectionReturnCode code) {
        if (code == ConnectionAccepted)//鏈接成功
        {
            // 訂閱
            [self.client subscribe:kTopic withCompletionHandler:^(NSArray *grantedQos) {
                // The client is effectively subscribed to the topic when this completion handler is called
                NSLog(@"subscribed to topic %@", kTopic);
                NSLog(@"return:%@",grantedQos);
            }];
        }
    }];
    
    
    //MQTTMessage  裏面的數據接收到的是二進制，這裏框架將其封裝成了字符串
    [self.client setMessageHandler:^(MQTTMessage* message)
    {
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            //接收到消息，更新界面時須要切換回主線程
            tempShowMessage.text= message.payloadString;
        });
    }];  
    
}


- (void)dealloc8
{
    // disconnect the MQTT client
    [self.client disconnectWithCompletionHandler:^(NSUInteger code)
    {
        // The client is disconnected when this completion handler is called
        NSLog(@"MQTT is disconnected");
    }];
}
@end

server向client推送消息

#import "ViewController.h"
#import "MQTTKit.h"


#define kMQTTServerHost @"iot.eclipse.org"
#define kTopic @"MQTTExample/Message"
@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UITextField *pushMessage;
@property (nonatomic, strong) MQTTClient *client;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    
    NSString *clientID = [UIDevice currentDevice].identifierForVendor.UUIDString;
    
    self.client = [[MQTTClient alloc] initWithClientId:clientID];
    [self.client connectToHost:kMQTTServerHost andName:@"cbt" andPassword:@"1223" completionHandler:^(MQTTConnectionReturnCode code) {
        if (code == ConnectionAccepted)
        {
            NSLog(@"服務器啓動成功");
        }
    }];
    
    
}

- (IBAction)push:(id)sender {
    NSString* payload = self.pushMessage.text;
    [self.client publishString:payload
                       toTopic:kTopic
                       withQos:AtMostOnce
                        retain:YES
             completionHandler:nil];
    NSLog(@"推送內容：%@",payload);
}