MQTT 发布/订阅模式介绍
MQTT 发布/订阅模式介绍
发布订阅模式(Publish-Subscribe Pattern)是一种消息传递模式,它将发送消息的客户端(发布者)与接收消息的客户端(订阅者)解耦,使得两者不需要建立直接的联系也不需要知道对方的存在。
MQTT 发布/订阅模式的精髓在于由一个被称为代理(Broker)的中间角色负责所有消息的路由和分发工作,发布者将带有主题的消息发送给代理,订阅者则向代理订阅主题来接收感兴趣的消息。
在 MQTT 中,主题和订阅无法被提前注册或创建,所以代理也无法预知某一个主题之后是否会有订阅者,以及会有多少订阅者,所以只能将消息转发给当前的订阅者,如果当前不存在任何订阅,那么消息将被直接丢弃。
MQTT 发布/订阅模式有 4 个主要组成部分:发布者、订阅者、代理和主题。
- 发布者(Publisher)
负责将消息发布到主题上,发布者一次只能向一个主题发送数据,发布者发布消息时也无需关心订阅者是否在线。 - 订阅者(Subscriber)
订阅者通过订阅主题接收消息,且可一次订阅多个主题。MQTT 还支持通过共享订阅的方式在多个订阅者之间实现订阅的负载均衡。 - 代理(Broker)
负责接收发布者的消息,并将消息转发至符合条件的订阅者。另外,代理也需要负责处理客户端发起的连接、断开连接、订阅、取消订阅等请求。 - 主题(Topic)
主题是 MQTT 进行消息路由的基础,它类似 URL 路径,使用斜杠 / 进行分层,比如 sensor/1/temperature。一个主题可以有多个订阅者,代理会将该主题下的消息转发给所有订阅者;一个主题也可以有多个发布者,代理将按照消息到达的顺序转发。
MQTT 还支持订阅者使用主题通配符一次订阅多个主题。

MQTT 主题通配符(MQTT Wildcards)
MQTT 主题通配符包含单层通配符 + 及多层通配符 #,主要用于客户端一次订阅多个主题。
注意:通配符只能用于订阅,不能用于发布。
单层通配符
加号 (“+” U+002B) 是用于单个主题层级匹配的通配符。在使用单层通配符时,单层通配符必须占据整个层级,例如:
"+" 有效
sensor/+ 有效
sensor/+/temperature 有效
sensor+ 无效(没有占据整个层级)
如果客户端订阅了主题 sensor/+/temperature,将会收到以下主题的消息:
sensor/1/temperature
sensor/2/temperature
...
sensor/n/temperature
但是不会匹配以下主题:
sensor/temperature
sensor/bedroom/1/temperature
多层通配符
井字符号(“#” U+0023)是用于匹配主题中任意层级的通配符。多层通配符表示它的父级和任意数量的子层级,在使用多层通配符时,它必须占据整个层级并且必须是主题的最后一个字符,例如:
"#" 有效,匹配所有主题
sensor/# 有效
sensor/bedroom# 无效(没有占据整个层级)
sensor/#/temperature 无效(不是主题最后一个字符)
如果客户端订阅主题 senser/#,它将会收到以下主题的消息:
sensor
sensor/temperature
sensor/1/temperature