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MQTT协议笔记之mqtt.io项目TCP协议支持

时间:2015-07-13 11:46:39      阅读:366      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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前言

MQTT定义了物联网传输协议,其标准倾向于原始TCP实现。构建于TCP的上层协议堆栈,诸如HTTP等,在空间上多了一些处理路径,稍微耗费了CPU和内存,虽看似微乎其微,但对很多处理能力不足的嵌入式设备而言,选择原始的TCP却是最好的选择。

但单纯TCP不是所有物件联网的最佳选择,提供构建与TCP基础之上的传统的HTTP通信支持,尤其是浏览器、性能富裕的桌面涉及领域,还是企业最 可信赖、最可控的传输方式之一。支持多种多样的连接通道,让目前所有一切皆可联网,除了原始TCP Socket,还要支持构建于其之上的HTTP、HTML5 Websocket,就很有必要。

mqtt.io,Pub/Sub中间件,也可以称之为推送服务器,涵盖所有主流桌面系统、浏览器平台,并且倾斜 于移动互联网,以及物联网的广阔适应天地。使用一句英文概括可能更为合适:"Make everything connect”,让所有物件都可连接。其业务目标,可用下图概括:

技术分享

mqtt.io致力于做下一代支持所有主流桌面平台、所有主流浏览器、所有可联网物件都可以联网的PUB/SUB消息推送系统。

构建此系统,在于降低传统企业各自分散的推送系统,统一运营,统一管理,节省人员、运维开支。

注意事项

  1. mqtt.io是一个项目名称,没有官网,http://www.mqtt.io,和这个项目没有一毛钱关系。
  2. 项目地址:https://github.com/yongboy/mqtt.io
  3. 项目名称启发于 http://socket.io http://netty.io 等知名framework。
  4. 目前只实现QoS 0基本特性,实现概览,后期会根据反馈,做出一些调整

依赖

  1. netty 4,目前JAVA IO界明星
  2. mqtt-library 二进制和MQTT对象的转换,这种苦活累活都是它来做,真心让人喜欢。

数据流转

解码器

用于转换二进制流到JAVA对象的过程:

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051
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);
}
}

 

编码器

对所有要写入网卡缓冲区的JAVA对象转换成二进制:

12345678910111213141516171819202122232425
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));
}
}

 

借助于mqtt-library项目,编解码不复杂。

MQTT的消息处理

 

1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556575859606162636465666768697071727374757677787980818283848586878889
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();
}
}

 

更具体的可以查看项目。

小结

简单介绍了一个简单的不能再简单的MQTT Server,只具有最基本的QoS 0类型的消息订阅等。

后面,对HTML 5 Websocket,会在现有基础代码之上,不做多大改动,增加对MQTT Over WebSocket的支持。

MQTT协议笔记之mqtt.io项目TCP协议支持

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原文地址:http://www.cnblogs.com/yudar/p/4642398.html

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