MQTT協議筆記之mqtt.io項目TCP協議支持

時間 2019-11-10

原文原文鏈接

前言

MQTT定義了物聯網傳輸協議，其標準傾向於原始TCP實現。構建於TCP的上層協議堆棧，諸如HTTP等，在空間上多了一些處理路徑，稍微耗費了CPU和內存，雖看似微乎其微，但對不少處理能力不足的嵌入式設備而言，選擇原始的TCP倒是最好的選擇。java

但單純TCP不是全部物件聯網的最佳選擇，提供構建與TCP基礎之上的傳統的HTTP通訊支持，尤爲是瀏覽器、性能富裕的桌面涉及領域，仍是企業最可信賴、最可控的傳輸方式之一。支持多種多樣的鏈接通道，讓目前全部一切皆可聯網，除了原始TCP Socket，還要支持構建於其之上的HTTP、HTML5 Websocket，就頗有必要。git

mqtt.io，Pub/Sub中間件，也能夠稱之爲推送服務器，涵蓋全部主流桌面系統、瀏覽器平臺，而且傾斜於移動互聯網，以及物聯網的廣闊適應天地。使用一句英文歸納可能更爲合適："Make everything connect」，讓全部物件均可鏈接。其業務目標，可用下圖歸納：github

mqtt.io致力於作下一代支持全部主流桌面平臺、全部主流瀏覽器、全部可聯網物件均可以聯網的PUB/SUB消息推送系統。瀏覽器

構建此係統，在於下降傳統企業各自分散的推送系統，統一運營，統一管理，節省人員、運維開支。服務器

注意事項

mqtt.io是一個項目名稱，沒有官網，http://www.mqtt.io，和這個項目沒有一毛錢關係。
項目地址：https://github.com/yongboy/mqtt.io，
項目名稱啓發於 http://socket.io http://netty.io 等知名framework。
目前只實現QoS 0基本特性，實現概覽，後期會根據反饋，作出一些調整

依賴

netty 4，目前JAVA IO界明星
mqtt-library 二進制和MQTT對象的轉換，這種苦活累活都是它來作，真心讓人喜歡。

數據流轉

解碼器

用於轉換二進制流到JAVA對象的過程：app

 
         package io.mqtt.handler.coder;  
        
         import io.netty.buffer.ByteBuf;  
        
         import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;  
        
         import io.netty.handler.codec.MessageToMessageDecoder;  
        
         import java.io.ByteArrayInputStream;  
        
         import java.util.List;  
        
         import org.meqantt.message.Message;  
        
         import org.meqantt.message.MessageInputStream;  
        
         public class MqttMessageNewDecoder extends MessageToMessageDecoder<ByteBuf> {  
        
         @Override  
        
         public void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf buf,  
        
         List<Object> out) throws Exception {  
        
         if (buf.readableBytes() < 2) {  
        
         return;  
        
          } 
        
          buf 
         .markReaderIndex();  
        
          buf 
         .readByte(); // read away header  
        
         int msgLength = 0;  
        
         int multiplier = 1;  
        
         int digit;  
        
         int lengthSize = 0;  
        
         do {  
        
          lengthSize 
         ++;  
        
          digit 
         = buf.readByte();  
        
          msgLength 
         += (digit & 0x7f) * multiplier;  
        
          multiplier 
         *= 128;  
        
         if ((digit & 0x80) > 0 && !buf.isReadable()) {  
        
          buf 
         .resetReaderIndex();  
        
         return;  
        
          } 
        
          } 
         while ((digit & 0x80) > 0);  
        
         if (buf.readableBytes() < msgLength) {  
        
          buf 
         .resetReaderIndex();  
        
         return;  
        
          } 
        
         byte[] data = new byte[1 + lengthSize + msgLength];  
        
          buf 
         .resetReaderIndex();  
        
          buf 
         .readBytes(data);  
        
         MessageInputStream mis = new MessageInputStream(  
        
         new ByteArrayInputStream(data));  
        
         Message msg = mis.readMessage();  
        
          mis 
         .close();  
        
          out 
         .add(msg);  
        
          } 
        
          }

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編碼器

對全部要寫入網卡緩衝區的JAVA對象轉換成二進制：運維

 
         package io.mqtt.handler.coder;  
        
         import io.netty.buffer.Unpooled;  
        
         import io.netty.channel.ChannelHandler.Sharable;  
        
         import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;  
        
         import io.netty.handler.codec.MessageToMessageEncoder;  
        
         import java.util.List;  
        
         import org.meqantt.message.Message;  
        
          @ 
         Sharable  
        
         public class MqttMessageNewEncoder extends MessageToMessageEncoder<Object> {  
        
         @Override  
        
         protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, Object msg,  
        
         List<Object> out) throws Exception {  
        
         if (!(msg instanceof Message)) {  
        
         return;  
        
          } 
        
         byte[] data = ((Message) msg).toBytes();  
        
          out 
         .add(Unpooled.wrappedBuffer(data));  
        
          } 
        
          }

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藉助於mqtt-library項目，編解碼不復雜。socket

MQTT的消息處理

 
         package io.mqtt.handler;  
        
         import io.mqtt.processer.ConnectProcesser;  
        
         import io.mqtt.processer.DisConnectProcesser;  
        
         import io.mqtt.processer.PingReqProcesser;  
        
         import io.mqtt.processer.Processer;  
        
         import io.mqtt.processer.PublishProcesser;  
        
         import io.mqtt.processer.SubscribeProcesser;  
        
         import io.mqtt.processer.UnsubscribeProcesser;  
        
         import io.netty.channel.ChannelFutureListener;  
        
         import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;  
        
         import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;  
        
         import io.netty.handler.timeout.ReadTimeoutException;  
        
         import java.util.Collections;  
        
         import java.util.HashMap;  
        
         import java.util.Map;  
        
         import org.meqantt.message.ConnAckMessage;  
        
         import org.meqantt.message.ConnAckMessage.ConnectionStatus;  
        
         import org.meqantt.message.DisconnectMessage;  
        
         import org.meqantt.message.Message;  
        
         import org.meqantt.message.Message.Type;  
        
         import org.meqantt.message.PingRespMessage;  
        
         public class MqttMessageHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {  
        
         private static PingRespMessage PINGRESP = new PingRespMessage();  
        
         private static final Map<Message.Type, Processer> processers;  
        
         static {  
        
         Map<Message.Type, Processer> map = new HashMap<Message.Type, Processer>(  
        
         6);  
        
          map 
         .put(Type.CONNECT, new ConnectProcesser());  
        
          map 
         .put(Type.PUBLISH, new PublishProcesser());  
        
          map 
         .put(Type.SUBSCRIBE, new SubscribeProcesser());  
        
          map 
         .put(Type.UNSUBSCRIBE, new UnsubscribeProcesser());  
        
          map 
         .put(Type.PINGREQ, new PingReqProcesser());  
        
          map 
         .put(Type.DISCONNECT, new DisConnectProcesser());  
        
          processers 
         = Collections.unmodifiableMap(map);  
        
          } 
        
         @Override  
        
         public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable e)  
        
         throws Exception {  
        
         try {  
        
         if (e.getCause() instanceof ReadTimeoutException) {  
        
          ctx 
         .write(PINGRESP).addListener(  
        
         ChannelFutureListener.CLOSE_ON_FAILURE);  
        
          } 
         else {  
        
          ctx 
         .channel().close();  
        
          } 
        
          } 
         catch (Throwable t) {  
        
          t 
         .printStackTrace();  
        
          ctx 
         .channel().close();  
        
          } 
        
          e 
         .printStackTrace();  
        
          } 
        
         @Override  
        
         public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object obj)  
        
         throws Exception {  
        
         Message msg = (Message) obj;  
        
         Processer p = processers.get(msg.getType());  
        
         if (p == null) {  
        
         return;  
        
          } 
        
         Message rmsg = p.proc(msg, ctx);  
        
         if (rmsg == null) {  
        
         return;  
        
          } 
        
         if (rmsg instanceof ConnAckMessage  
        
         && ((ConnAckMessage) rmsg).getStatus() != ConnectionStatus.ACCEPTED) {  
        
          ctx 
         .write(rmsg).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE);  
        
          } 
         else if (rmsg instanceof DisconnectMessage) {  
        
          ctx 
         .write(rmsg).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE);  
        
          } 
         else {  
        
          ctx 
         .write(rmsg).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE_ON_FAILURE);  
        
          } 
        
          } 
        
         @Override  
        
         public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {  
        
          ctx 
         .flush();  
        
          } 
        
          }