阿里___MQTT中协议QoS的实现

项目中用到了MQTT，由于MQTT中支持QoS，服务质量保证，在阿里面试的时候，问到如何设计QoS，一时糊涂，没有完全回答出来。

特点

MQTT - MQ Telemetry Transport

轻量级的 machine-to-machine 通信协议。
publish/subscribe模式。
基于TCP/IP。
支持QoS。
适合于低带宽、不可靠连接、嵌入式设备、CPU内存资源紧张。
是一种比较不错的Android消息推送方案。
FacebookMessenger采用了MQTT。
MQTT有可能成为物联网的重要协议。

消息体

MessageType

CONNECT

TCP连接建立完毕后，Client向Server发出一个Request。

如果一段时间内接收不到Server的Response，则关闭socket，重新建立一个session连接。

如果一个ClientID已经与服务器连接，则持有同样ClientID的旧有连接必须由服务器关闭后，新建立才能建立。

CONNACK

Server发出Response响应。

0x00 Connection Accepted

0x01 Connection Refused: unacceptable protocol version

0x02 Connection Refused: identifier rejected

0x03 Connection Refused: server unavailable

0x04 Connection Refused: bad user name or password

0x05 Connection Refused: not authorized

PUBLISH 发布消息

Client/Servier均可以进行PUBLISH。

publish message 应该包含一个TopicName(Subject/Channel)，即订阅关键词。

关于Topic通配符

/：用来表示层次，比如a/b，a/b/c。

#：表示匹配>=0个层次，比如a/#就匹配a/，a/b，a/b/c。

单独的一个#表示匹配所有。

不允许 a#和a/#/c。

+：表示匹配一个层次，例如a/+匹配a/b，a/c，不匹配a/b/c。

单独的一个+是允许的，a+不允许，a/+/b不允许

PUBACK 发布消息后的确认

QoS=1时，Server向Client发布该确认（Client收到确认后删除），订阅者向Server发布确认。

PUBREC / PUBREL / PUBCOMP

QoS=2时

1. Server->Client发布PUBREC（已收到）；

2. Client->Server发布PUBREL（已释放）；

3. Server->Client发布PUBCOMP（已完成），Client删除msg；

订阅者也会向Server发布类似过程确认。

PINGREQ / PINGRES 心跳

Client有责任发送KeepAliveTime时长告诉给Server。在一个时长内，发送PINGREQ，Server发送PINGRES确认。

Server在1.5个时长内未收到PINGREQ，就断开连接。

Client在1个时长内未收到PINGRES，断开连接。

一般来说，时长设置为几个分钟。最大18hours，0表示一直未断开。

QoS

QoS=0：最多一次，有可能重复或丢失。

QoS=1：至少一次，有可能重复。

Client[Qos=1,DUP=0/*重复次数*/,MessageId=x] --->PUBLISH--> Server收到后，存储Message，发布，删除，向Client回发PUBACK

Client收到PUBACK后，删除Message；如果未收到PUBACK，设置DUP++，重新发送，Server端重新发布，所以有可能重复发送消息。

QoS=2：只有一次，确保消息只到达一次（用于比较严格的计费系统）。

Clean Session

如果为false(flag=0)，Client断开连接后，Server应该保存Client的订阅信息。
如果为true(flag=1)，表示Server应该立刻丢弃任何会话状态信息。

Refs

http://public.dhe.ibm.com/software/dw/webservices/ws-mqtt/mqtt-v3r1.html