使用Node.js实现mqtt协议

记录一下自己学习mqtt的过程，如何从零开始使用Node.js实现mqtt协议，实现一个web页面向android端或其他client端发送消息，并接收其他client端发送的消息显示在web页面上。

主要用到的node模块是mqtt、mosca，web端使用mosca的mqtt over websocket功能，搭建web server可以使用express，存储数据以及mosca的backen都采用mongodb。

1、什么是MQTT

参见这位博主翻译的一系列hiveMQ 的文档，MQTT Part 1 简介 - 简书，非常详尽了。

2、安装nodejs模块

默认看到这篇文章的人已经了解Node.js

npm install mqtt --save

npm install mosca --save

安装mosca时，可能会遇到缺少依赖和环境的问题，

可能碰到ERR! configure error gyp ERR! stack Error: Can't find Python executable "python", ,需要安装python 2.7的环境。

还有可能碰到error MSB3428: Could not load the Visual C++ component "VCBuild.exe".遇到这个问题请安装visual studio 2015,不要装2017，然后

npm config set msvs_version 2015 --global

安装好后打开ide随便新建一个project，这样你需要的一切其他配置所需文件都有了，否则还会遇到各种其他问题，比如

 node-gyp configure build KeyError: '2017' gyp ERR! configure error vs版本错误

Error: `C:\Program Files (x86)\MSBuild\14.0\bin\msbuild.exe`

MSB8036: The Windows SDK version 8.1 was not found.  安装对应sdk版本或vs中建project解决

error TRK0005: Failed to locate: "CL.exe". The system cannot find the file  vs中建project解决

3、使用mqtt.js创建一个客户端用于测试

建立mqtt_client.js

这是MQTT.js文档中给出的example，看这里 GitHub - mqttjs/MQTT.js: The MQTT client for Node.js and the browser，连接到mosquitto的一个mqtt测试用server，subscribe订阅，publish发表，client.on('connect')连接已建立，client.on('message')收到订阅的消息，其他更多api等用法看文档。

运行响应可能有点慢，如果配置成功，以上代码运行成功会显示

4、建立mqtt服务端（broker）

mqtt本质上是client之间通过一个中间人即broker，来进行相互通信，之后通过websocket进行连接的web端也是一个client。服务端的搭建我们使用mosca，开源免费。文档什么的看这里Mosca basic usage · mcollina/mosca Wiki · GitHub

根据mosca的作者mcollina的解释，mosca只实现mqtt协议，大量的pub/sub服务需要一个backend作为支持。我们首先不使用backend，测试服务端与客户端的通信。建立mqtt_server.js

node运行后，cmd窗口会显示“Mosca server is up and running”，证明server已启动

5、测试客户端与服务端的通信

将第3步中的mqtt_client.js 第二行 

var client=mqtt.connect('mqtt://test.mosquitto.org')  修改为

var client=mqtt.connect('mqtt://localhost')

再打开新的cmd窗口运行客户端，就可以建立与第四步中的server之间的通信啦。

成功通信后client端会显示'hello mqtt',而server端会显示连接的client ID，以及订阅发布的主题等。

6、使用mongodb作为backend

首先当然要在本地配置mongodb，具体配置过程不表，有很多文章讲解。

修改mqtt_server.js ,添加backend设置

然后在mongodb中建立mqtt的database，建立ascoltatori的collection，注意这个collection必须是固定集合（capped），否则会报错 ’Error: Cannot recover. Collection is not capped. mosca‘。

成功之后，在你建立的collection中就会存储所有连接的client的ID，sub/pub操作，topic等等。

7、通过server向client 发送消息

在server端的setup（）函数中添加publish的代码段，注意这里不能直接把文档中的示例代码直接复制过来跑，会报错 Cannot read property 'insert' of undefined at EventEmitter.MongoAscoltatore.publish

= =因为是异步执行所以不写在setup里可能server还没ready就publish了。

然后还要修改一下mqtt_client.js,把client.end()去掉，还要订阅message topic。

然后启动服务端客户端客户端，就能从客户端看到message里的信息了。

8、mqtt over websockets

在工程目录下新建index.html

那个src中的mqtt.js存在于你深深的node module文件夹里，node module/mosca/public 

然后在mqtt.server.js中添加web server的信息

然后启动完服务端，浏览器打开localhost:3000/index.html就打开了web的client端啦，启动mqtt_client.js,两个client端可以实现通信了。

先写到这里 ，之后或许使用express做路由分发，mongodb存储发送的信息，丰富html页面内容，有空再写。