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iOS MQTT协议笔记之消息推送

2016-12-30  本文已影响3868人  Hank_Zhong

前言

接到任务项目需要用MQTT来写消息推送，经过一段时间在网上查看资料后写下这篇文章，文章内容大都来自互联网，在文章最后也会贴出相关网址和Demo。本人也是新手一枚，写这文章主要目的是自己总结下经验做下笔记，以便日后查阅，并希望能帮助一些需要帮助的人。

MQTT简介

想必能找到我这篇文章的也一定看过不少其它关于MQTT的文章了，简介也应该能背下来了，我这里就不过多介绍了...（此处省略9999+字）

基于MQTT-Client的iOS客户端实现

目前iOS的第三方主要有MQTT-Client、MQTTKit和MQTTSDK。因为MQTTKit较长时间没有维护更新而MQTT-Client维护还是比较频繁的，所以我选择了MQTT-Client，至于MQTTSDK我还没有去了解，有兴趣的同学可以去了解下。使用swift的同学可以使用CocoaMQTT，这个sdk的作者同时也是服务端实现emqtt的作者。当然，MQTT-Client也是有swift的。

MQTT-Client支持pod，方便快速集成到工程中。

source 'https://github.com/CocoaPods/Specs.git'
platform :ios, '8.4'
pod 'MQTTClient'
target 'XXXXX' do
end

简单说下应用场景，app在每部安装的终端上会产生不同的业务数据，而业务数据需要在各终端app上都要看到，所以需要同步所有终端的业务数据。mqtt的消息传输都是通过topic进行的，topic需要创建，按照mqtt实现没有单独的创建topic的方法，topic是和订阅绑定的。也就是说只要订阅了一个topic，服务端首先判断是否有topic存在，如果存在的话把当前客户端加入到订阅列表中，如果不在的话就先创建一个topic，同时把自己添加到订阅列表中。

topic是和订阅绑定的.png

建立连接

如果app需要在多个页面传输数据建议使用单例模式，建立一个全局的连接，复用连接。因为每次连接到服务端也是很消耗资源的。建立连接的代码如下：

self.manager = [[MQTTSessionManager alloc] init];
        self.manager.delegate = self;
        self.manager.subscriptions = [NSDictionary dictionaryWithObject:[NSNumber numberWithInt:MQTTQosLevelExactlyOnce] forKey:[NSString stringWithFormat:@"%@/#", self.base]];
        [sessionManager connectTo:@“192.168.1.4” //服务器地址 
                             port:1883 //服务端端口号 
                              tls:false //是否使用tls协议，mosca是支持tls的，如果使用了要设置成true 
                        keepalive:60 //心跳时间，单位秒，每隔固定时间发送心跳包 
                            clean:false //session是否清除，这个需要注意，如果是false，代表保持登录，如果客户端离线了再次登录就可以接收到离线消息。注意：QoS为1和QoS为2，并需订阅和发送一致 
                             auth:true //是否使用登录验证，和下面的user和pass参数组合使用 
                             user:_userName //用户名 
                             pass:_passwd //密码 
                        willTopic:@"" //下面四个参数用来设置如果客户端异常离线发送的消息，当前参数是哪个topic用来传输异常离线消息，这里的异常离线消息都指的是客户端掉线后发送的掉线消息 
                             will:@"" //异常离线消息体。自定义的异常离线消息，约定好格式就可以了 
                          willQos:0 //接收离线消息的级别 0、1、2
                   willRetainFlag:false //只有在为true时，Will Qos和Will Retain才会被读取，此时消息体payload中要出现Will Topic和Will Message具体内容，否则，Will QoS和Will Retain值会被忽略掉
                     withClientId:nil]; //客户端id，需要特别指出的是这个id需要全局唯一，因为服务端是根据这个来区分不同的客户端的，默认情况下一个id登录后，假如有另外的连接以这个id登录，上一个连接会被踢下线

订阅和发送消息

连接一旦建立以后就可以订阅topic和发送消息了，订阅和发送消息代码如下：

//订阅主题。NSDictionary类型，Object 为 QoS，key 为 Topic
self.manager.subscriptions = [NSDictionary dictionaryWithObject:[NSNumber numberWithInt:MQTTQosLevelExactlyOnce] forKey:_topic];

//发送消息,返回值msgid大于0代表发送成功
UInt16 msgid = [sessionManager sendData:[msg dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding] //要发送的消息体 
                                  topic:_topic //要往哪个topic发送消息 
                                    qos:MQTTQosLevelExactlyOnce //消息级别 
                                 retain:false];

获取订阅成功的主题：

//注册一个观察者，监听effectiveSubscriptions的改变
[self.manager addObserver:self
                  forKeyPath:@"effectiveSubscriptions"
                     options:NSKeyValueObservingOptionInitial | NSKeyValueObservingOptionNew
                     context:nil];

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context {
    if ([keyPath isEqualToString:@"effectiveSubscriptions"]) {
        MQTTSessionManager *manager = (MQTTSessionManager *)object;
        NSLog(@"订阅成功的主题: %@", manager.effectiveSubscriptions);
        return;
    }
}

接收消息

接收消息有委托实现，实现如下委托MQTTSessionManagerDelegate接收消息

/*
 * MQTTSessionManagerDelegate
 */
- (void)handleMessage:(NSData *)data onTopic:(NSString *)topic retained:(BOOL)retained {
    /*
     * MQTTClient: process received message
     */
    NSString *dataString = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
}

监控连接状态

注册一个观察者，判断state获取不同的连接状态

//注册观察者，记得在离开页面时移除观察者
- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
    [super viewWillAppear:animated];
    [sessionManager addObserver:self
                     forKeyPath:@"state"
                        options:NSKeyValueObservingOptionInitial | NSKeyValueObservingOptionNew
                        context:nil];
}

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context {
    switch (sessionManager.state) {
        case MQTTSessionManagerStateClosed: //连接已经关闭
            break;
        case MQTTSessionManagerStateClosing: //连接正在关闭
            break;
        case MQTTSessionManagerStateConnected: //已经连接
            break;
        case MQTTSessionManagerStateConnecting: //正在连接中
            break;
        case MQTTSessionManagerStateError: //异常
            break;
        case MQTTSessionManagerStateStarting: //开始连接
        default:
            break;
    }
}

mqtt协议本身支持断线重连，另外单独说明此sdk在app退出到后台后自动断开连接，当回到前台时会自动重新连接 ! ! !

一些属性的说明

  • clean：值为false，服务器必须在客户端断开之后继续存储/保持客户端的订阅状态。这些状态包括：
    存储订阅的消息QoS1和QoS2消息
    正在发送消息期间连接丢失导致发送失败的消息
    以便当客户端重新连接时以上消息可以被重新传递。
    值为true，服务器需要立刻清理连接状态数据。

  • topic：客户端如果互相通信，必须在同一订阅主题下，即都订阅了同一个topic，客户端之间是没办法直接通讯的。订阅模型显而易见的好处是群发消息的话只需要发布到topic，所有订阅了这个topic的客户端就可以接收到消息了。好比QQ群的群号，你订阅一个topic 就相当于加入了一个群

  • qos：这个代表消息的传输方式，QoS说明如下：
    0代表“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。
    1代表“至少一次”，确保消息到达，但消息重复可能会发生。
    2代表“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。 备注：由于服务端采用Mosca实现，Mosca目前只支持到QoS 1
    如果发送的是临时的消息，例如给某topic所有在线的设备发送一条消息，丢失的话也无所谓，0就可以了（客户端登录的时候要指明支持的QoS级别，同时发送消息的时候也要指明这条消息支持的QoS级别），如果需要客户端保证能接收消息，需要指定QoS为1，如果同时需要加入客户端不在线也要能接收到消息，那么客户端登录的时候要指定session的有效性，接收离线消息需要指定服务端要保留客户端的session状态。

  • ** retain**：true：表示发送的消息需要一直持久保存（不受服务器重启影响），不但要发送给当前的订阅者，并且以后新来的订阅了此Topic name的订阅者会马上得到推送。
    备注：新来乍到的订阅者，只会取出最新的一个RETAIN flag = 1的消息推送。
    false：仅仅为当前订阅者推送此消息。
    假如服务器收到一个空消息体(zero-length payload)、RETAIN = 1、已存在Topic name的PUBLISH消息，服务器可以删除掉对应的已被持久化的PUBLISH消息。

  • 连接异常中断通知机制

在建立连接的时候就把 will（遗嘱）写好保存在服务器，一旦客户端出现异常中断，便会触发服务器发布Will Message消息到Will Topic主题上去，通知Will Topic订阅者，对方因异常退出。

  • will Topic：用来传输异常离线消息的 topic，这里的异常离线消息都指的是客户端掉线后发送的掉线消息
  • will：异常离线消息。自定义的异常离线消息，约定好格式就可以了
  • willQos：和发布消息固的QoS含义一样
  • willRetainFlag：只有在为true时，Will Qos和Will Retain才会被读取，此时消息体中要出现Will Topic和Will Message具体内容，否则，Will QoS和Will Retain值会被忽略掉

网址和Demo

-END-
一个公开的mosquitto MQTT测试服务器 test.mosquitto.org

如果此文章对你有帮助，希望给个❤️。有什么问题欢迎在评论区探讨。

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