MQTT.js 简述
简介
MQTT 是一种轻量级的消息传输协议，常用于物联网（IoT）设备间的通信。mqtt.js 是一个 JavaScript 库，支持在 Node.js 和浏览器中使用，用于通过 MQTT 协议与 MQTT Broker 进行通信。
安装
在 Node.js 中，可以通过以下命令安装：
npm install mqtt --save
在浏览器中使用：
<script src="https://unpkg.com/mqtt/dist/mqtt.min.js"></script>
基础概念
- Broker（代理）： 处理客户端消息的中介服务，管理消息的发布和分发。
- Client（客户端）： 消息的发布者或订阅者。
- Topic（主题）： 标识消息的逻辑地址。客户端发布消息到某个主题，其他客户端可以订阅该主题来接收消息。
- QoS（服务质量）： 确定消息交付的可靠性和次数。
完整示例
javascript">const mqtt = require('mqtt');
const client = mqtt.connect('mqtt://broker.hivemq.com');client.on('connect', function () {console.log('已连接到 MQTT Broker');client.subscribe('test/topic', { qos: 1 }, function (err, granted) {if (!err) {console.log('已成功订阅');client.publish('test/topic', 'Hello MQTT', { qos: 1, retain: true }, function (err) {if (!err) {console.log('消息已发布');}});}});
});client.on('message', function (topic, message) {console.log(`收到消息: ${message.toString()} 来自主题: ${topic}`);
});client.on('error', function (err) {console.error('错误:', err);
});client.end();
MQTT.js API
连接客户端
mqtt.connect() 方法用于连接到 MQTT Broker。此方法可以接受连接 URL 和配置对象作为参数。
javascript">const mqtt = require('mqtt');
const client = mqtt.connect('mqtt://broker.hivemq.com');// 连接成功时的回调
client.on('connect', function () {console.log('已连接到 MQTT Broker');
});
mqtt.connect(brokerUrl, options)
-
brokerUrl:string，指定 MQTT 服务器的地址。支持以下协议：mqtt://: 无加密的 MQTT 协议。mqtts://: 加密的 MQTT 协议。ws://: WebSocket 协议。wss://: 加密的 WebSocket 协议。
-
options:object(可选)，配置对象，包含多个配置项。参数 类型 默认值 说明 clientIdstring自动生成 客户端的唯一标识符。默认为 ‘mqttjs_’ + Math.random().toString(16).substr(2, 8)，可自定义修改 usernamestring无 连接时的用户名。 passwordstring无 连接时的密码。 keepalivenumber60 保持连接的心跳间隔，单位为秒。 cleanbooleantrue是否清除会话信息。 false时，断线重连后可继续接收未到达的消息。reconnectPeriodnumber1000 断开后重连的时间间隔，单位为毫秒。当设置为 0 以后将取消自动重连 connectTimeoutnumber30 * 1000 连接超时的时间，单位为毫秒。 willobject无 客户端的遗嘱消息。当客户端异常断开时，broker 将会发送该消息。 protocolIdstringMQTTMQTT 协议名称。 protocolVersionnumber4MQTT 协议版本， 4表示 MQTT v3.1.1。resubscribebooleantrue断线重连后是否自动重新订阅之前的主题。
options.will 对象配置：
topic:string，遗嘱消息发布的主题。payload:string，遗嘱消息的内容。qos:number，遗嘱消息的 QoS 等级。retain:boolean，是否保留遗嘱消息。
javascript">will: {topic: 'WillMsg', // 发布消息的主题payload: 'Connection Closed abnormally!', // 要发布的消息qos: 0, // 消息等级retain: false // 保留消息标识
},订阅主题
subscribe() 方法用于订阅主题，接收该主题下发布的消息。
javascript">client.subscribe('test/topic', { qos: 1 }, function (err, granted) {if (err) {console.log('订阅失败:', err);} else {console.log('已成功订阅主题:', granted);}
});
client.subscribe(topic, options, callback)
-
topic:string或array，要订阅的主题。可以是单个主题的字符串，也可以是多个主题的数组。 -
options:object(可选)，订阅配置。qos:number，指定服务质量（QoS），取值0,1, 或2。
-
callback:function (err, granted)(可选)，回调函数。err:Error对象，如果订阅失败会返回错误信息。granted:array，包含每个订阅的主题及其对应的 QoS 级别。
// granted 示例 [{ topic: 'test/topic', qos: 1 }]
发布消息
publish() 方法用于发布消息到指定的主题。
javascript">client.publish('test/topic', 'Hello MQTT', { qos: 1, retain: true }, function (err) {if (!err) {console.log('消息已成功发布');}
});
client.publish(topic, message, options, callback)
topic:string，发布消息的目标主题。message:string或Buffer，要发布的消息内容。options:object(可选)，发布消息的配置选项。qos:number，指定服务质量，默认值为0，可选值为0,1,2。retain:boolean，是否保留该消息，默认为false。如果为true，此消息会被保留，订阅该主题的客户端在连接后将会收到该消息。
callback:function (err)(可选)，消息发布后的回调函数。err:Error对象，如果消息发送失败，则会返回错误。
断开连接
end() 方法用于断开与 MQTT Broker 的连接。它可以配置是否立即断开或者等待发送完成后再断开。
javascript">client.end(false, function () {console.log('已断开连接');
});
client.end(force, callback)
force:boolean(可选)，是否强制断开。如果为false，则客户端会在发送完所有未发出的消息后断开连接。callback:function (可选)，断开连接后的回调函数。
处理消息
当客户端收到消息时，message 事件会触发，允许处理接收到的消息。
javascript">client.on('message', function (topic, message) {console.log(`从主题 ${topic} 接收到消息: ${message.toString()}`);
});
client.on('message', callback)
callback:function (topic, message)，处理消息的回调函数。topic:string，消息所属的主题。message:Buffer，消息内容，需要转换为字符串才能正确显示。
处理错误
在客户端通信过程中，如果发生错误，可以通过监听 error 事件来处理错误。
javascript">client.on('error', function (err) {console.error('MQTT 连接出错:', err);
});
client.on('error', callback)
callback:function (err)，错误发生时的回调函数。err:Error对象，包含错误的详细信息。
高级使用
QoS(服务质量)
QoS 代表消息的传递可靠性：
- QoS 0：最多一次传递，消息可能丢失。
- QoS 1：至少一次传递，消息可能重复。
- QoS 2：仅一次传递，确保消息不会丢失或重复。
保持连接和心跳
通过 keepalive 设置，客户端可以定期向 Broker 发送心跳包，以保持连接。默认的 keepalive 时间为 60 秒。
javascript">const client = mqtt.connect('mqtt://broker.hivemq.com', {keepalive: 120 // 每 120 秒发送一次心跳
});
遗嘱消息
遗嘱消息在客户端非正常断开连接时由 Broker 发送。可以通过 will 参数配置。
javascript">const client = mqtt.connect('mqtt://broker.hivemq.com', {will: {topic: 'test/lastwill',payload: 'Client disconnected unexpectedly',qos: 2,retain: false}
});
客户端重连
客户端在断开连接后会根据 reconnectPeriod 参数进行自动重连。默认的重连间隔是 1000 毫秒。
javascript">const client = mqtt.connect('mqtt://broker.hivemq.com', {reconnectPeriod: 5000 // 5 秒后重连
});
完整方法
1. client.subscribe(topic, options, callback)
该方法用于订阅一个或多个主题。
topic:string或array，要订阅的主题。可以是单个主题的字符串或多个主题的数组。options:object(可选)，订阅选项。qos:number，服务质量等级，取值为0,1, 或2。默认为0。
callback:function (err, granted)(可选)，订阅完成后的回调函数。err:Error对象，表示订阅失败时的错误信息。granted:array，表示成功订阅的主题及其qos级别的数组。
示例:
javascript">client.subscribe('test/topic', { qos: 1 }, function (err, granted) {if (err) {console.error('订阅失败:', err);} else {console.log('已成功订阅:', granted);}
});
2. client.unsubscribe(topic, callback)
该方法用于取消订阅一个或多个主题。
topic:string或array，要取消订阅的主题。可以是单个主题的字符串或多个主题的数组。callback:function (err)(可选)，取消订阅后的回调函数。err:Error对象，表示取消订阅失败时的错误信息。
示例:
javascript">client.unsubscribe('test/topic', function (err) {if (err) {console.error('取消订阅失败:', err);} else {console.log('已成功取消订阅');}
});
3. client.publish(topic, message, options, callback)
该方法用于向指定主题发布消息。
topic:string，消息发布的主题。message:string或Buffer，要发布的消息内容。options:object(可选)，发布选项。qos:number，服务质量等级，取值为0,1, 或2。默认为0。retain:boolean，是否保留该消息，默认为false。
callback:function (err)(可选)，消息发布完成后的回调函数。err:Error对象，表示消息发布失败时的错误信息。
示例:
javascript">client.publish('test/topic', 'Hello World', { qos: 1, retain: false }, function (err) {if (err) {console.error('消息发布失败:', err);} else {console.log('消息发布成功');}
});
4. client.end(force, callback)
该方法用于断开与 MQTT Broker 的连接。
force:boolean(可选)，是否强制断开连接。默认值为false，即等待所有消息发送完毕后再断开连接。callback:function(可选)，连接断开后的回调函数。
示例:
javascript">client.end(false, function () {console.log('已断开连接');
});
5. client.reconnect()
该方法用于手动触发客户端重新连接。此方法通常不需要显式调用，因为客户端默认在断开连接后会自动重连。
示例:
javascript">client.reconnect();
6. client.handleMessage(packet, callback)
该方法用于处理接收到的消息。这个方法通常不需要显式调用，除非需要自定义消息处理行为。
packet:object，包含消息的原始数据包。callback:function (err)，处理完成后的回调函数。
示例:
javascript">client.handleMessage(packet, function (err) {if (err) {console.error('消息处理失败:', err);} else {console.log('消息已处理');}
});
7. client.removeOutgoingMessage(mid)
该方法用于删除一个正在等待发送的消息（根据消息 ID）。它允许你在消息还未成功发送前将其移除。
mid:number，消息的 ID。
示例:
javascript">client.removeOutgoingMessage(12345); // 删除消息 ID 为 12345 的未发送消息
8. client.getLastMessageId()
该方法用于获取客户端发送的最后一个消息的 ID。这在调试或管理消息时非常有用。
示例:
javascript">const lastMessageId = client.getLastMessageId();
console.log('最后发送的消息 ID:', lastMessageId);
完整事件
1. connect
-
触发时机: 客户端成功连接到 MQTT Broker 时触发。
-
回调参数:
connack对象，包含有关连接确认的信息。sessionPresent:boolean，是否恢复了之前的会话。returnCode:number，连接的返回码，0表示连接成功。
示例:
javascript">client.on('connect', function (connack) {console.log('已连接到 MQTT Broker');console.log('会话状态:', connack.sessionPresent);
});
2. message
- 触发时机: 当客户端接收到某个订阅主题的消息时触发。
- 回调参数:
topic:string，消息所属的主题。message:Buffer，消息内容，需通过toString()转换为字符串。
示例:
javascript">client.on('message', function (topic, message) {console.log(`收到消息: ${message.toString()}，来自主题: ${topic}`);
});
3. reconnect
- 触发时机: 当客户端因断开连接而开始重新连接时触发。
- 回调参数: 无。
示例:
javascript">client.on('reconnect', function () {console.log('正在重新连接...');
});
4. close
- 触发时机: 当客户端的连接完全关闭时触发。
- 回调参数: 无。
示例:
javascript">client.on('close', function () {console.log('连接已关闭');
});
5. offline
- 触发时机: 当客户端进入离线状态时触发，通常是因为客户端失去与 Broker 的连接。
- 回调参数: 无。
示例:
javascript">client.on('offline', function () {console.log('客户端处于离线状态');
});
6. error
- 触发时机: 当发生错误时触发。
- 回调参数:
error对象，包含错误信息。
示例:
javascript">client.on('error', function (err) {console.error('发生错误:', err);
});
7. end
- 触发时机: 当客户端通过调用
end()方法主动断开连接时触发。 - 回调参数: 无。
示例:
javascript">client.on('end', function () {console.log('客户端连接已断开');
});
8. packetsend
- 触发时机: 当客户端发送数据包时触发。适用于调试网络活动。
- 回调参数:
packet对象，包含发送的数据包信息。
示例:
javascript">client.on('packetsend', function (packet) {console.log('已发送数据包:', packet);
});
9. packetreceive
- 触发时机: 当客户端接收到数据包时触发。适用于调试网络活动。
- 回调参数:
packet对象，包含接收到的数据包信息。
示例:
javascript">client.on('packetreceive', function (packet) {console.log('已接收数据包:', packet);
});
