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一、前言

上一篇我们介绍了 MQTT 协议格式以及相关的特性：一文读懂物联网 MQTT 协议之基础特性篇，这一篇我们就来实战一番，理论得与实践结合，方能吃透 MQTT。

我的那个读者还提到了讲一下 Mosquitto，这是一款开源消息代理软件，提供轻量级的，支持可发布/可订阅的的消息推送模式，使设备对设备之间的短消息通信变得简单，比如现在应用广泛的低功耗传感器，手机、嵌入式计算机、微型控制器等移动设备。

老周这就来带大家在 CentOS 上搭建 Mosquitto 服务器。

二、搭建准备

Mosquitto 安装版本：Mosquitto1.4.4
Mosquitto 各版本下载地址：https://mosquitto.org/files/source/
MQTT 协议参考网站：MQTT 3.1.1
libwebsockets下载地址：https://github.com/warmcat/libwebsockets/releases
CentOS 版本：CentOS 7.8.2003

2.1 软件准备

从官网获取安装包：

wget http://mosquitto.org/files/source/mosquitto-1.4.14.tar.gz

2.2 安装

tar -zxvf mosquitto-1.4.14.tar.gzcd mosquitto-1.4.14

2.3 修改配置文件

config.mk 包括了多个选项, 可按需关闭或开启，但一旦开启则需要先安装对应的模块。

vim config.mk

WITH_SRV:=yesWITH_UUID:=yesWITH_WEBSOCKETS:=yes

2.3.1 安装 c-areas

yum install c-ares-devel -y

2.3.2 安装 lib-uuid

yum install uuid-devel -yyum install libuuid-devel -y

2.3.3 安装 libwebsockets

cd ~wget https://github.com/warmcat/libwebsockets/archive/v3.2.1.tar.gztar zxvf v3.2.1.tar.gzcd libwebsockets-3.2.1mkdir buildcd buildcmake .. -DLIB_SUFFIX=64make installldconfigcd mosquitto-1.4.14yum install openssl-devel -y

2.4 编译和安装

make && make install

执行编译 make 命令的时候，如果你的终端出现：

那就把把 WITH_WEBSOCKETS 从 yes 改成 no 后，就可以成功编译了。

WITH_WEBSOCKETS:=yes改成WITH_WEBSOCKETS:=no

如果你的应用不需要 websocket 协议，可以把这个参数给设置 no 关掉。

如果终端出现的是这样：

那么恭喜你，Mosquitto 安装成功了。

2.5 说明

程序文件将默认安装到以下位置

修正链接库路径

由于操作系统版本及架构原因，很容易出现安装之后的链接库无法被找到，如启动 mosquitto 客户端可能出现找不到 libmosquitto.so.1 文件，因此需要添加链接库路径：

vim /etc/ld.so.conf.d/liblocal.conf

在文件中添加以下内容：

/usr/local/lib64/usr/local/lib# 刷新ldconfig

三、 Mosquitto Server 启动与测试

3.1 启动

3.1.1 mosquitto 默认以 mosquitto 用户启动

可以通过配置文件修改，需添加用户：

groupadd mosquittouseradd -g mosquitto mosquitto

3.1.2 修改配置文件

mv /etc/mosquitto/mosquitto.conf.example /etc/mosquitto/mosquitto.conf

# =================================================================# General configuration# =================================================================# 客户端心跳的间隔时间#retry_interval 20# 系统状态的刷新时间#sys_interval 10# 系统资源的回收时间，0表示尽快处理#store_clean_interval 10# 服务进程的PID#pid_file /var/run/mosquitto.pid# 服务进程的系统用户#user mosquitto# 客户端心跳消息的最大并发数#max_inflight_messages 10# 客户端心跳消息缓存队列#max_queued_messages 100# 用于设置客户端长连接的过期时间，默认永不过期#persistent_client_expiration# =================================================================# Default listener# =================================================================# 服务绑定的IP地址#bind_address# 服务绑定的端口号#port 1883# 允许的最大连接数，-1表示没有限制#max_connections -1# cafile：CA证书文件# capath：CA证书目录# certfile：PEM证书文件# keyfile：PEM密钥文件#cafile#capath#certfile#keyfile# 必须提供证书以保证数据安全性#require_certificate false# 若require_certificate值为true，use_identity_as_username也必须为true#use_identity_as_username false# 启用PSK（Pre-shared-key）支持#psk_hint# SSL/TSL加密算法，可以使用“openssl ciphers”命令获取# as the output of that command.#ciphers# =================================================================# Persistence# =================================================================# 消息自动保存的间隔时间#autosave_interval 1800# 消息自动保存功能的开关#autosave_on_changes false# 持久化功能的开关persistence true# 持久化DB文件persistence_file mosquitto.db# 持久化DB文件目录persistence_location /var/lib/mosquitto/# =================================================================# Logging# =================================================================# 4种日志模式：stdout、stderr、syslog、topic# none 则表示不记日志，此配置可以提升些许性能log_dest none# 选择日志的级别（可设置多项）#log_type error#log_type warning#log_type notice#log_type information# 是否记录客户端连接信息#connection_messages true# 是否记录日志时间#log_timestamp true# =================================================================# Security# =================================================================# 客户端ID的前缀限制，可用于保证安全性#clientid_prefixes# 允许匿名用户#allow_anonymous true# 用户/密码文件，默认格式：username:password#password_file# PSK格式密码文件，默认格式：identity:key#psk_file# pattern write sensor/%u/data# ACL权限配置，常用语法如下：# 用户限制：user <username># 话题限制：topic [read|write] <topic># 正则限制：pattern write sensor/%u/data#acl_file# =================================================================# Bridges# =================================================================# 允许服务之间使用“桥接”模式（可用于分布式部署）#connection <name>#address <host>[:<port>]#topic <topic> [[[out | in | both] qos-level] local-prefix remote-prefix]# 设置桥接的客户端ID#clientid# 桥接断开时，是否清除远程服务器中的消息#cleansession false# 是否发布桥接的状态信息#notifications true# 设置桥接模式下，消息将会发布到的话题地址# $SYS/broker/connection/<clientid>/state#notification_topic# 设置桥接的keepalive数值#keepalive_interval 60# 桥接模式，目前有三种：automatic、lazy、once#start_type automatic# 桥接模式automatic的超时时间#restart_timeout 30# 桥接模式lazy的超时时间#idle_timeout 60# 桥接客户端的用户名#username# 桥接客户端的密码#password# bridge_cafile：桥接客户端的CA证书文件# bridge_capath：桥接客户端的CA证书目录# bridge_certfile：桥接客户端的PEM证书文件# bridge_keyfile：桥接客户端的PEM密钥文件#bridge_cafile#bridge_capath#bridge_certfile#bridge_keyfile

关于详细配置可参考：http://mosquitto.org/man/mosquitto-conf-5.html

3.1.3 设置用户名和密码

将配置文件中 #allow_anonymous true 去掉注释，设置为 false，#password_file 去掉注释并添加密码文件保存的位置：

allow_anonymous falsepassword_file /etc/mosquitto/pwfile.example

mosquitto_passwd -c /etc/mosquitto/pwfile.example 用户名之后需输入两次密码注意如果想添加用户mosquitto_passwd -b /etc/mosquitto/pwfile.example 用户名 密码

同样连续会提示连续输入两次密码。注意第二次创建用户时不用加 -c 如果加 -c 会把第一次创建的用户覆盖。

3.1.4 启动 mosquitto

mosquitto -c /etc/mosquitto/mosquitto.conf -d

成功将启动并监听 1883 端口

3.2 测试

新建两个 shell 窗口 A/B

A 订阅主题：

mosquitto_sub -t 主题名 -h 主机IP -u 用户名 -P 密码例如：mosquitto_sub -t topic-riemann -h localhost -u mosquitto -P mosquitto

B 推送消息：

mosquitto_pub -t 主题名 -h 主机IP -m "消息内容" -u 用户名 -P 密码例如：mosquitto_pub -t topic-riemann -h localhost -m "hello，mqtt" -u mosquitto -P mosquitto

3.3 可能遇到的问题

如果你出现这个错误：

mosquitto_sub: error while loading shared libraries: libmosquitto.so.1: cannot open shared object file: No such file or directory

解决方法：

编译完 mosquitto 之后，进入到 lib 目录下，将编译之后的 libmosquitto.so.1 拷贝到目录 /usr/local/lib下，执行如下命令：

cp libmosquitto.so.1 /usr/local/lib

然后再执行命令：

sudo ln -s /usr/local/lib/libmosquitto.so.1 /usr/lib/libmosquitto.so.1ldconfig

3.4 测试结果

四、Java 实现 Mosquitto 客户端

4.1 项目结构图

4.2 添加 pom.xml

<parent>    <groupId>org.springframework.boot</groupId>    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>    <version>2.1.6.RELEASE</version></parent><dependencies>    <dependency>        <groupId>org.springframework.boot</groupId>        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>    </dependency>    <dependency>        <groupId>org.springframework.boot</groupId>        <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>    </dependency>    <dependency>        <groupId>org.projectlombok</groupId>        <artifactId>lombok</artifactId>        <optional>true</optional>    </dependency>    <dependency>        <groupId>org.springframework.integration</groupId>        <artifactId>spring-integration-mqtt</artifactId>        <version>5.2.5.RELEASE</version>    </dependency></dependencies>

4.3 application.yml

mqtt:  host: tcp://服务器IP:1883  clientId: client_${random.value}  topic: test/system/module/biz  qoslevel: 1  username: mosquitto  password: mosquitto  timeout: 10000  keepalive: 20server:  port: 8888

4.4 MqttConfig

/** * @author: 微信公众号【老周聊架构】 */@Slf4j@Configuration@IntegrationComponentScanpublic class MqttConfig {    @Value("${mqtt.username}")    private String username;    @Value("${mqtt.password}")    private String password;    @Value("${mqtt.host}")    private String hostUrl;    @Value("${mqtt.clientId}")    private String clientId;    @Value("${mqtt.topic}")    private String defaultTopic;    // 连接超时    @Value("${mqtt.timeout}")    private int completionTimeout;    @Bean    public MqttConnectOptions getMqttConnectOptions() {        MqttConnectOptions mqttConnectOptions = new MqttConnectOptions();        mqttConnectOptions.setCleanSession(true);        mqttConnectOptions.setConnectionTimeout(10);        mqttConnectOptions.setKeepAliveInterval(90);        mqttConnectOptions.setAutomaticReconnect(true);        mqttConnectOptions.setUserName(username);        mqttConnectOptions.setPassword(password.toCharArray());        mqttConnectOptions.setServerURIs(new String[]{hostUrl});        mqttConnectOptions.setKeepAliveInterval(2);        return mqttConnectOptions;    }    @Bean    public MqttPahoClientFactory mqttClientFactory() {        DefaultMqttPahoClientFactory factory = new DefaultMqttPahoClientFactory();        factory.setConnectionOptions(getMqttConnectOptions());        return factory;    }    @Bean    @ServiceActivator(inputChannel = "mqttOutboundChannel")    public MessageHandler mqttOutbound() {        MqttPahoMessageHandler messageHandler = new MqttPahoMessageHandler(clientId, mqttClientFactory());        messageHandler.setAsync(true);        messageHandler.setDefaultTopic(defaultTopic);        return messageHandler;    }    @Bean    public MessageChannel mqttOutboundChannel() {        DirectChannel directChannel = new DirectChannel();        return directChannel;    }    // 接收通道    @Bean    public MessageChannel mqttInputChannel() {        DirectChannel directChannel = new DirectChannel();        return directChannel;    }    // 配置client,监听的topic    @Bean    public MessageProducer inbound() {        MqttPahoMessageDrivenChannelAdapter adapter = new MqttPahoMessageDrivenChannelAdapter(clientId + "_inbound",                mqttClientFactory(), "test/#");        adapter.setCompletionTimeout(completionTimeout);        adapter.setConverter(new DefaultPahoMessageConverter());        adapter.setQos(1);        adapter.setOutputChannel(mqttInputChannel());        return adapter;    }    // 通过通道获取数据    @Bean    @ServiceActivator(inputChannel = "mqttInputChannel")    public MessageHandler handler() {        return message -> {            String topic = (String)message.getHeaders().get("mqtt_receivedTopic");            log.info("主题：{}，消息接收到的数据：{}", topic, message.getPayload());        };    }}

4.5 MqttGateWay

/** * @author: 微信公众号【老周聊架构】 */@MessagingGateway(defaultRequestChannel = "mqttOutboundChannel")public interface MqttGateWay {    // 定义重载方法，用于消息发送    void sendToMqtt(String payload);    // 指定topic进行消息发送    void sendToMqtt(@Header(MqttHeaders.TOPIC) String topic, String payload);    void sendToMqtt(@Header(MqttHeaders.TOPIC) String topic, @Header(MqttHeaders.QOS) int qos, String payload);}

4.6 MqttController 控制类

/** * @author: 微信公众号【老周聊架构】 */@Slf4j@RestController@RequestMapping("/api")public class MqttController {    @Autowired    MqttGateWay mqttGateWay;    @PostMapping("/publish")    public String publish(@RequestHeader(value = "toplic") String toplic , String message) {        log.info(String.format("topic: %s, message: %s", toplic, message));        mqttGateWay.sendToMqtt(toplic, message);        return "success";    }}

4.7 MqttApplication 启动类

/** * @author: 微信公众号【老周聊架构】 */@SpringBootApplicationpublic class MqttApplication {    public static void main(String[] args) {        SpringApplication.run(MqttApplication.class, args);    }}

4.8 启动 mosquitto 服务器

mosquitto -c /etc/mosquitto/mosquitto.conf -d

4.9 利用 IDEA 的 HTTP Client 模拟 HTTP 请求

4.10 测试结果

IDEA 控制台接收到该主题的消息：