由于部门做的设备需要使用到MQTT，在此总结下。
基本介绍
MQTT（Message Queue Telemetry Transport）,遥测传输协议，提供订阅/发布模式，更为简约、轻量，易于使用，针对受限环境（带宽低、网络延迟高、网络通信不稳定），可以简单概括为物联网打造，官方总结特点如下：
- 使用发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布，解除应用程序耦合。
- 对负载内容屏蔽的消息传输。
- 使用 TCP/IP 提供网络连接。
- 有三种消息发布服务质量：
“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。
“至少一次”，确保消息到达，但消息重复可能会发生。
“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。
XMPP和MQTT对比
XMPP
优点:
- 要涉及到上层业务，设计到用户分群分组，用户层次关系的维护，xmpp已经为你做了很多很多，后期的开发会很省心；
- 协议成熟、强大、可扩展性强、目前主要应用于许多聊天系统中，且已有开源的Java版的开发实例androidpn；
- 协议成熟，强大，可扩展性强，并且有成熟的开源方案。
- 分布式：任何人都可以运行自己的XMPP服务器，它没有主服务器
- 安全性高：使用TLS等技术
- 跨平台
缺点：
- 协议虽然完整扩展性虽然好，它耗费网络流量很大，交互此说太多，跑起来比MQTT慢很多；另外有高达70%的流量是耗费在XMPP本身的标签和编解码上面。
- 协议较复杂、冗余（基于XML）、费流量、费电，部署硬件成本高；
MQTT
优点：
- 专门针对移动互联网开发的轻量级传输协议，二进制、协议简洁、小巧、可扩展性强、省流量、省电，适合做大量节点弱网络差的场景，非常适合现在移动互联网的基础设施
- 开源的协议和实现，扩展方便且轻量级；
- MQTT代码量也比XMPP小很多，使用容易。
- 支持的设备从智能硬件到智能手机无所不包。
MQTT快速示例
市面上有相当多的高质量MQTT代理，其中mosquitto是一个开源的轻量级的C实现，完全兼容了MQTT 3.1和MQTT 3.1.1。下面我们就以mosquitto为例演示一下MQTT的使用。
- 安装mosquitto以及搭配的客户端：
apt-get install mosquitto
apt-get install mosquitto-clients
- 订阅一个主题：
mosquitto_sub -d -t baidu/chatroom
Received CONNACK
Received SUBACK
Subscribed (mid: 1): 0
- 另外打开一个SSH连接然后在这个主题里面打个招呼：
mosquitto_pub -d -t baidu/chatroom -m "Hello World"
Received CONNACK
Sending PUBLISH (d0, q0, r0, m1, 'baidu/chatroom', ... (11 bytes))
- 此时回到第一个SSH客户端可以看到信息已经接收到了，之后便是心跳消息：
Received PUBLISH (d0, q0, r0, m0, 'baidu/chatroom', ... (11 bytes))
Hello World
Sending PINGREQ
Received PINGRESP
- 需要注意的是mosquitto客户端默认使用QoS 0，下面我们使用QoS 2订阅这个主题：
mosquitto_sub -d -q 2 -t baidu/chatroom
Received CONNACK
Received SUBACK
Subscribed (mid: 1): 2
- 切换到另外SSH连接然后在这个主题里面打个招呼：
mosquitto_pub -d -q 2 -t baidu/chatroom -m "Hello World"
Received CONNACK
Sending PUBLISH (d0, q2, r0, m1, 'baidu/chatroom', ... (11 bytes))
Received PUBREC (Mid: 1)
Sending PUBREL (Mid: 1)
Received PUBCOMP (Mid: 1)
- 此时回到第一个SSH客户端可以看到信息已经接收到了，以及相应的多次握手消息：
Received PUBLISH (d0, q2, r0, m1, 'baidu/chatroom', ... (11 bytes))
Sending PUBREC (Mid: 1)
Received PUBREL (Mid: 1)
Hello World
Sending PUBCOMP (Mid: 1)
MQTT Java客户端实现
使用开源项目https://www.eclipse.org/paho/提供的MQTT服务端tcp://iot.eclipse.org:1883，进行如下实验：
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttClient;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttException;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;
/**
*@Description:
*@author lx
*@date 2017-1-12 下午1:19:42
*/
public class TestMQTT {
public static void main(String args[]){
//消息的类型
String topic = "TOPIC MQTT Examples";
//消息内容
String content = "XX发布了消息";
//消息发送的模式 选择消息发送的次数，依据不同的使用环境使用不同的模式
int qos = 2;
//服务器地址
String broker = "tcp://iot.eclipse.org:1883";
//客户端的唯一标识
String clientId = "CLIENTID JavaSample";
//消息缓存的方式 内存缓存
MemoryPersistence persistence = new MemoryPersistence();
try {
//创建以恶搞MQTT客户端
MqttClient sampleClient = new MqttClient(broker, clientId, persistence);
//消息的配置参数
MqttConnectOptions connOpts = new MqttConnectOptions();
//不记忆上一次会话
connOpts.setCleanSession(true);
System.out.println("Connecting to broker: "+broker);
//链接服务器
sampleClient.connect(connOpts);
System.out.println("Connected");
System.out.println("Publishing message: "+content);
//创建消息
MqttMessage message = new MqttMessage(content.getBytes());
//给消息设置发送的模式
message.setQos(qos);
//发布消息到服务器
sampleClient.publish(topic, message);
System.out.println("Message published");
//断开链接
sampleClient.disconnect();
System.out.println("Disconnected");
System.exit(0);
} catch(MqttException me) {
System.out.println("reason "+me.getReasonCode());
System.out.println("msg "+me.getMessage());
System.out.println("loc "+me.getLocalizedMessage());
System.out.println("cause "+me.getCause());
System.out.println("excep "+me);
me.printStackTrace();
}
}
}
参考https://github.com/eclipse/paho.mqtt.android
服务端添加SSL加密
这里采用了Moqutte推荐的SSL加密方式（http://andsel.github.io/moquette/），属于SSL加密中的单向加密。
- 生成服务器的keystore
执行命令：
$JAVA_HOME/bin/keytool -keystore serverkeystore.jks -alias testserver -genkey -keyalg RSA
过程中提示输入名字时（CN），必须填写服务器的域名，本地调试时可填写localhost。
然后修改工程里的 /config/moquette.conf 中的jks_path 对应值为serverkeystore.jks 的路径，把同时serverkeystore.jks复制到工程根目录下。
- 生成客户端的keystore
1）导出服务器keystore的证书
执行命令：
$JAVA_HOME/bin/keytool -export -alias testserver -keystore serverkeystore.jks -file testserver.crt
2）生成客户端的keystore
执行命令：
$JAVA_HOME/bin/keytool -keystore clientkeystore.jks -genkey -keyalg RSA
3）向客户端的keystore 导入服务器keystore的证书，使客户端信任证书。
执行命令：
$JAVA_HOME/bin/keytool -keystore clientkeystore.jks -import -alias testserver -file testserver.crt -trustcacerts
4）客户端启动时加载clientkeystore.jks然后再与服务器的SSL端口进行连接即可。
客户端代码参考：sslSimplePublisher.groovy
客户端添加ssl加密
- 生成 .bks文件：
a、根据上一节，拿到服务器生成的 .jks证书，
b、到官网下载 bcprov-ext-jdk15on-146.jar ，将该文件放到jdk1.6.0_03\jre\lib\ext目录下.
c、配置bcprov
在 jdk_home\jre\lib\security\目录中找到 java.security 在内容增加一行（数字可以自己定义）
security.provider.11=org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider
d、生成android平台的证书：
keytool -exportcert -alias testserver -file test.cert -keystore local_clientkeystore.jks
keytool -importcert -keystore test.bks -file test.cert -storetype BKS -provider org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider
- 在Android工程中加载证书:
a、生成SSLSocketFactory对象
public class SslUtil {
public static SSLSocketFactory createSocketFactory(Context context) {
SSLContext sslContext;
try {
KeyStore ks = KeyStore.getInstance("BKS");
ks.load(context.getResources().openRawResource(R.raw.peer),
"123456".toCharArray()); //该字符串应随机生成，保证每次session唯一；
KeyManagerFactory kmf = KeyManagerFactory.getInstance(KeyManagerFactory.getDefaultAlgorithm());
// kmf.init(ks, "passw0rd".toCharArray());
kmf.init(ks, "123456".toCharArray());
TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory
.getInstance("X509");
tmf.init(ks);
TrustManager[] tm = tmf.getTrustManagers();
sslContext = SSLContext.getInstance("TLS");
sslContext.init(kmf.getKeyManagers(), tm, null);
// SocketFactory factory= SSLSocketFactory.getDefault();
// Socket socket =factory.createSocket("localhost", 10000);
SSLSocketFactory ssf = sslContext.getSocketFactory();
return ssf;
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
return null;
}
}
}
b、在MqttOptions中添加SSL配置：
mOptions = new MqttConnectOptions();
mOptions.setCleanSession(true);
SSLSocketFactory socketFactory = SslUtil.createSocketFactory(getApplicationContext());
if (socketFactory != null) {
LogUtil.d("socketFactory is not null");
mOptions.setSocketFactory(socketFactory);
}
- 修改url地址前缀：
修改url地址由：
tcp://yoursite.com:8402
为
ssl://yoursite.com:2883 - 使用wireshark抓包验证，加密成功！
