MQTT协议笔记之头部信息

时间：2021-02-04 12:00:55

前言

记忆不太好的时候，只能翻看以前的文章/笔记重新温习一遍，但找不到MQTT协议有关订阅部分的描述，好不容易从Evernote中找到贴出来，这样整个MQTT协议笔记，就比较齐全了。

SUBSCRIBE

一般来讲，客户端在成功建立TCP连接之后，发送CONNECT消息，在得到服务器端授权允许建立彼此连接的CONNACK消息之后，客户端会发送SUBSCRIBE消息，订阅感兴趣的Topic主题列表（至少一个主题），一个完整示范如下：

  Description 7 6 5 4 3 2 1 0
Fixed header/固定头部
byte 1   Message Type(8) DUP flag QoS level RETAIN
    1 0 0 0 0 0 1 x
byte 2 Remaining Length
Variable header/可变头部
Message Identifier
byte 1 Message ID MSB (0) 0 0 0 0 0 0 0 0
byte 2 Message ID LSB (10) 0 0 0 0 1 0 1 0
Playload/消息体
Topic name
byte 1 Length MSB (0) 0 0 0 0 0 0 0 0
byte 2 Length LSB (3) 0 0 0 0 0 0 1 1
byte 3 'a' (0x61) 0 1 1 0 0 0 0 1
byte 4 '/' (0x2F) 0 0 1 0 1 1 1 1
byte 5 'b' (0x62) 0 1 1 0 0 0 1 0
Requested QoS
byte 6 Requested QoS (1) x x x x x x 0 1
Topic Name
byte 7 Length MSB (0) 0 0 0 0 0 0 0 0
byte 8 Length LSB (3) 0 0 0 0 0 0 1 1
byte 9 'c' (0x63) 0 1 1 0 0 0 1 1
byte 10 '/' (0x2F) 0 0 1 0 1 1 1 1
byte 11 'd' (0x64) 0 1 1 0 0 1 0 0
Requested QoS
byte 12 Requested QoS (2) x x x x x x 1 0

固定头部

Qos Level，可根据实际情况进行调整为0/1/2等。一般设为0表示最多一次。客户端可设置OoS Level值。 DUP flag，值为0表示第一次发送。

可变头部

因为上面示范QoS level值为1，因此需要客户端传递消息ID，16位，无符号的short类型。

消息体

订阅的主题名称采用修改版UTF-8编码，然后紧跟着对应的QoS值。下面的次序，可能更为形象：

Topic name "a/b"
Requested QoS 1
Topic name "c/d"
Requested QoS 2

订阅者的Topic name支持通配符#和+ ：

  1. #支持一个主题内任意级别话题
  2. +只匹配一个主题级别的通配符

eg：

finance/stock/#

finance/sotkc/ibm/+

都是有效，更具体规则，请参阅协议附加部分。

在服务器接收处理时，按照顺序读取即可:

String topicName = readUTF();

int qosVal = read();

服务器可以发送QoS不大于客户端设置OoS的消息，尤其是服务器不提供良好的持久化机制的时候。

SUBACK

服务器会对发出SUBSCRIBE的消息返回一个确认消息。

  Description 7 6 5 4 3 2 1 0
Fixed header/固定头部
byte 1   Message type (9) DUP flag QoS flags RETAIN
    1 0 0 1 x x x x
byte 2   Remaining Length
Variable header/可变头部
Message Identifier
byte 1 Message ID MSB (0) 0 0 0 0 0 0 0 0
byte 2 Message ID LSB (10) 0 0 0 0 1 0 1 0
Playload/消息体
byte 1 Granted QoS (0) x x x x x x 0 0
byte 1 Granted QoS (2) x x x x x x 1 0

可变头部

Message Identifier，服务器需要附加，客户端需要处理。

消息体

QoS，为服务器根据实际情况授予的QoS级别列表，和客户端发送的SUBSCRIBE的订阅Topic Name顺序完全一致。

客户端订阅几个TOPIC，服务器端一一给出各个TOPIC的QoS具体值。

UNSUBSCRIBE

服务器需要支持客户端取消订阅功能，UNSUBSCRIBE消息格式和SUBSCRIBE消息格式差不多，除了消息类型不同，消息体中没有了QoS字节，其它没有区别。

  Description 7 6 5 4 3 2 1 0
Fixed header/固定头部
byte 1   Message Type(10) DUP flag QoS level RETAIN
    1 0 1 0 0 0 1 x
byte 2 Remaining Length
Variable header/可变头部
Message Identifier
byte 1 Message ID MSB (0) 0 0 0 0 0 0 0 0
byte 2 Message ID LSB (10) 0 0 0 0 1 0 1 0
Playload/消息体
Topic name
byte 1 Length MSB (0) 0 0 0 0 0 0 0 0
byte 2 Length LSB (3) 0 0 0 0 0 0 1 1
byte 3 'a' (0x61) 0 1 1 0 0 0 0 1
byte 4 '/' (0x2F) 0 0 1 0 1 1 1 1
byte 5 'b' (0x62) 0 1 1 0 0 0 1 0
Topic Name
byte 6 Length MSB (0) 0 0 0 0 0 0 0 0
byte 7 Length LSB (3) 0 0 0 0 0 0 1 1
byte 8 'c' (0x63) 0 1 1 0 0 0 1 1
byte 9 '/' (0x2F) 0 0 1 0 1 1 1 1
byte 10 'd' (0x64) 0 1 1 0 0 1 0 0

可变头部的消息ID的出现还是由固定头部的QoS Level（1）决定是否存在。

一般来讲，客户端发布退订，服务器端需要返回退订确认。

MQTT没讲是否允许客户端退订所有TOPIC。

UNSUBACK

服务器返回的UNSUBSCRIBE消息UNSUBACK相应很简单，没有消息体。

  Description 7 6 5 4 3 2 1 0
Fixed header/固定头部
byte 1   Message type (9) DUP flag QoS flags RETAIN
    1 0 1 1 x x x x
byte 2   Remaining length (2)
    0 0 0 0 0 0 1 0
Variable header/可变头部
Message Identifier
byte 1 Message ID MSB (0) 0 0 0 0 0 0 0 0
byte 2 Message ID LSB (10) 0 0 0 0 1 0 1 0

小结

订阅部分，共有四个消息，分别一一对应。

命令 响应 备注 建议
SUBSCRIBE SUBACK 协议没有涉及最多运行订阅TOPIC数目，隐藏的隐患 建议至多10个
UNSUBSCRIBE UNSUBACK 是否可以退订所有订阅，不详 建议保留至少一个Topic

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