Android 中使用MQTT(第一篇)

一、简介

MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输)是IBM开发的一个即时通讯协议。它是一种发布/订阅,极其简单和轻量级的消息传递协议,专为受限设备和低带宽,高延迟或不可靠的网络而设计。它的设计思想是轻巧、开放、简单、规范,易于实现。这些特点使得它对很多场景来说都是很好的选择,特别是对于受限的环境如机器与机器的通信(M2M)以及物联网环境。相对于XMPP,MQTT更加轻量级,并且占用的宽带低。

二、 特点

MQTT协议有以下特点:

  • 使用发布/订阅消息模式,提供一对多的消息发布,解除应用程序之间的耦合。

  • 对负载内容屏蔽的消息传输。

  • 使用 TCP/IP 提供基础网络连接。

  • 小型传输,开销很小(固定长度的是头部是2个字节),协议交换最小化,以降低网络流量
    整体上协议可拆分为:固定头部+可变头部+消息体,这就是为什么在介绍里说它非常适合"在物联网领域,传感器与服务器的通信,信息的收集"。

  • 提供一种机制,使得客户端异常中断时,能够使用LastWill和Testament特性通知有关各方
    Last Will:即遗言机制,用于通知同一主题下的其他设备发送遗言的设备已经断开了连接。
    Testament:遗嘱机制,功能类似于Last Will。

  • 有三种级别消息发布服务质量:
    qos为0:“至多一次”,消息发布完全依赖底层 TCP/IP 网络。会发生消息丢失或重复。这一级别可用于如下情况,环境传感器数据,丢失一次读记录无所谓,因为不久后还会有第二次发送。
    qos为1:“至少一次”,确保消息到达,但消息重复可能会发生。这一级别可用于如下情况,你需要获得每一条消息,并且消息重复发送对你的使用场景无影响。
    qos为2:“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。
    小型传输,开销很小(固定长度的头部是 2 字节),协议交换最小化,以降低网络流量。
    使用 Last Will 和 Testament 特性通知有关各方客户端异常中断的机制。

  • 测试一
    前提:APP订阅时设置qos等于0
    服务器发布设置qos等于0(至多一次)发布消息时APP几乎同时收到2次相同消息,当APP端连接断开或者连接丢失的时间段服务器有发布消息,当APP重新连接成功后无法收到遗漏消息
    服务器发布设置qos等于1(至少一次)发布消息时APP几乎同时收到2次相同消息,当APP端连接断开或者连接丢失的时间段服务器有发布消息,当APP重新连接成功后可接收到遗漏消息,且几乎同时收到漏掉的所有消息(msg1 ,msg2 ,msg3)
    服务器发布设置qos等于2(刚好一次)发布消息时,当APP端连接断开或者连接丢失的时间段服务器有发布消息,当APP重新连接成功后,,
    待测试

  • 测试二
    前提:APP订阅时设置qos等于1
    服务器发布设置qos等于0(至多一次)发布消息时APP收到1次相同消息,当APP端连接断开或者连接丢失的时间段服务器有发布消息,当APP重新连接成功后无法收到遗漏消息
    服务器发布设置qos等于1(至少一次)发布消息时APP收到1次相同消息,当APP端连接断开或者连接丢失的时间段服务器有发布消息,当APP重新连接成功后可接收到遗漏消息且几乎同时收到漏掉的所有消息(msg1 ,msg2 ,msg3)
    服务器发布设置qos等于2(刚好一次)发布消息时,当APP端连接断开或者连接丢失的时间段服务器有发布消息,当APP重新连接成功后,,
    待测试

  • 测试三
    前提:APP订阅时设置qos等于2
    服务器发布设置qos等于0(至多一次)发布消息时APP收到1次相同消息,当APP端连接断开或者连接丢失的时间段服务器有发布消息,当APP重新连接成功后无法收到遗漏消息
    服务器发布设置qos等于1(至少一次)发布消息时,当APP端连接断开或者连接丢失的时间段服务器有发布消息,当APP重新连接成功后可接收到遗漏消息且几乎同时收到漏掉的所有消息(msg1 ,msg2 ,msg3)
    服务器发布设置qos等于2(刚好一次)发布消息时,当APP端连接断开或者连接丢失的时间段服务器有发布消息,当APP重新连接成功后,,
    待测试

那么问题来了?重连连接成功后重复接收到最后一条消息
MQTT推送消息订阅端重复接收问题。
(背景)订阅端断开的时候,发布端多次推送消息。
(现象)订阅端启动时,接收到最后一条推送消息有两次;即使Qos设置为2;依然是两次。
经排查是因为
MqttMessage的Retained设置为了true;
该值很多文章上只说了是 消息保留机制,若设置为true,mqtt服务器会保留每次发布的消息;较少提到 若订阅某主题的客户端重启,则会把此主题之前发布的消息重新推送到客户端。该值默认为false;去掉修改该值即可
那么问题来了?重连连接后手动那么多遗漏的消息,怎么选择只接收最新的一条消息呢?
MQTT推送消息订阅端重复接收问题。
(背景)订阅端断开的时候,发布端多次推送消息。
(现象)订阅端启动时,接收到msg1,msg2,msg3 (这三个消息都是同一个类型消息,只需要处理最新的msg3就好,不然界面会刷新三次)这个谁有什么好办法没呢?

三、 MQTT github库

GitHub地址:https://github.com/eclipse/paho.mqtt.android
mqtt的官方文档:http://mqtt.org/documentation
Github上有中文翻译:https://github.com/mcxiaoke/mqtt

四、Android Studio 集成

在module的build.gradle文件中添加依赖

repositories {
maven {
    url "https://repo.eclipse.org/content/repositories/paho-snapshots/"
}
}
dependencies {
   compile 'org.eclipse.paho:org.eclipse.paho.client.mqttv3:1.1.0'
  compile 'org.eclipse.paho:org.eclipse.paho.android.service:1.1.1'
}

在 AndroidManifest.xml 添加限权

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

在 AndroidManifest.xml 注册Service (MyMqttService为自己写的服务,下文会讲到)

    <service android:name="org.eclipse.paho.android.service.MqttService" /> <!--MqttService-->
    <service android:name="com.***.service.MyMqttService"/> <!--MyMqttService--
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