Springboot實現(xiàn)MQTT通信的示例代碼

更新時間：2025年01月24日 10:18:01 作者：就不告訴你嘿嘿

本文主要介紹了Springboot實現(xiàn)MQTT通信的示例代碼,包含了MQTT協(xié)議的特點和工作原理等,具有一定的參考價值,感興趣的可以了解一下

一、MQ協(xié)議

MQTT 特點

輕量級協(xié)議：
- 設(shè)計簡單，占用帶寬少，特別適合嵌入式設(shè)備和不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
發(fā)布/訂閱模型：
- 客戶端通過主題（Topic）發(fā)布消息，訂閱者通過主題接收消息，彼此不直接通信。
可靠性保障：
- 提供三種服務(wù)質(zhì)量（QoS）等級，確保消息可靠傳輸：
  - QoS 0：至多一次（不確認(rèn)，可能丟失）。
  - QoS 1：至少一次（需要確認(rèn)，但可能重復(fù)）。
  - QoS 2：僅一次（確保消息不丟失且不重復(fù)）。
持續(xù)連接：
- 使用 TCP/IP 連接，通過心跳包（Keep-Alive）保持連接穩(wěn)定。
支持離線消息：
- 使用“保留消息”和“持久會話”功能，實現(xiàn)離線設(shè)備接收消息。
安全性：
- 支持 SSL/TLS 加密，結(jié)合用戶名和密碼進(jìn)行身份驗證。

MQTT 工作原理

連接：
- 客戶端通過 CONNECT 消息向服務(wù)器建立連接，服務(wù)器返回 CONNACK 消息。
發(fā)布：
- 客戶端通過 PUBLISH 消息向服務(wù)器發(fā)布消息，指定消息的主題。
訂閱：
- 客戶端通過 SUBSCRIBE 消息訂閱一個或多個主題，服務(wù)器將匹配主題的消息推送給客戶端。
心跳：
- 客戶端和服務(wù)器定期發(fā)送心跳包（PINGREQ 和 PINGRESP），確保連接有效。
斷開：
- 客戶端通過 DISCONNECT 消息通知服務(wù)器主動斷開連接。

MQTT 主要應(yīng)用場景

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）：
- 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)收集和遠(yuǎn)程控制。
智能家居：
- 控制家電、監(jiān)控傳感器數(shù)據(jù)。
車聯(lián)網(wǎng)：
- 實時車輛數(shù)據(jù)傳輸、位置追蹤。
移動應(yīng)用：
- 消息推送、實時聊天。
工業(yè)領(lǐng)域：
- 設(shè)備數(shù)據(jù)采集和分析。

MQTT 配置與注意事項

主題命名：
- 使用層級結(jié)構(gòu)（如 /iot/device/status），便于管理。
- 避免過于復(fù)雜的主題結(jié)構(gòu)。
QoS 選擇：
- 根據(jù)應(yīng)用需求選擇適合的 QoS 等級，平衡可靠性和性能。
安全措施：
- 啟用 SSL/TLS 加密。
- 配置用戶名和密碼，限制匿名連接。
- 控制主題的訪問權(quán)限。
性能優(yōu)化：
- 控制消息大小，減少帶寬占用。
- 調(diào)整心跳時間，優(yōu)化連接穩(wěn)定性。

二、MQTT服務(wù)器搭建

1、在springboot項目工程pom文件下引入相關(guān)依賴

        <!--mqtt相關(guān)依賴-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.integration</groupId>
            <artifactId>spring-integration-stream</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-integration</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.integration</groupId>
            <artifactId>spring-integration-mqtt</artifactId>
        </dependency>

2、修改application.yml配置文件

spring:
  application:
    name: provider
    #MQTT配置信息
  mqtt:
     #MQTT服務(wù)地址，端口號默認(rèn)1883，如果有多個，用逗號隔開
    url: tcp://127.0.0.1:1883
     #用戶名
    username: guest
     #密碼
    password: guest
     #客戶端id(不能重復(fù))
    client:
        id: provider-id
    #MQTT默認(rèn)的消息推送主題，實際可在調(diào)用接口是指定
    default: 
        topic: topic
server:
  port: 8080

3、消息發(fā)布者客戶端配置

?
package com.three.demo.mqtt.config;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.*;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import javax.annotation.PostConstruct;
import java.time.LocalDateTime;

@Configuration
@Slf4j
public class MqttClientConfig {

    @Value("${spring.mqtt.username}")
    private String username;

    @Value("${spring.mqtt.password}")
    private String password;

    @Value("${spring.mqtt.url}")
    private String hostUrl;

    @Value("${spring.mqtt.client.id}")
    private String clientId;

    /**
     * 客戶端對象
     */
    private MqttAsyncClient client;

    /**
     * 在bean初始化后連接到服務(wù)器
     */
    @PostConstruct
    public void init() {
        connect();
    }

    /**
     * 客戶端連接服務(wù)端
     */
    public void connect() {
        //連接設(shè)置
        MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();
        //是否清空session，設(shè)置false表示服務(wù)器會保留客戶端的連接記錄（訂閱主題，qos）,客戶端重連之后能獲取到服務(wù)器在客戶端斷開連接期間推送的消息
        //設(shè)置為true表示每次連接服務(wù)器都是以新的身份
        options.setCleanSession(false);
        //設(shè)置連接用戶名
        options.setUserName(username);
        //設(shè)置連接密碼
        options.setPassword(password.toCharArray());
        //設(shè)置超時時間，單位為秒
        options.setConnectionTimeout(60);
        //設(shè)置心跳時間 單位為秒，表示服務(wù)器每隔 1.5*10秒的時間向客戶端發(fā)送心跳判斷客戶端是否在線
        options.setKeepAliveInterval(20);
        // 開啟自動重連
        options.setAutomaticReconnect(true);
        // 設(shè)置最大重連時間間隔 (可選)，單位是毫秒，設(shè)置為 5000 表示最多等待 5 秒再嘗試重連
        options.setMaxReconnectDelay(5000);
        //設(shè)置遺囑消息的話題，若客戶端和服務(wù)器之間的連接意外斷開，服務(wù)器將發(fā)布客戶端的遺囑信息
        options.setWill("willTopic", (clientId + "與服務(wù)器斷開連接").getBytes(), 0, false);
        try {
            //創(chuàng)建MQTT客戶端對象
            client = new MqttAsyncClient(hostUrl, clientId, new MemoryPersistence());
            //設(shè)置回調(diào)
            client.setCallback(mqttClientCallBack);
            // 使用異步連接
            client.connect(options, null, new IMqttActionListener() {
                @Override
                public void onSuccess(IMqttToken asyncActionToken) {
                    log.info("MQTT連接成功");
                }
                @Override
                public void onFailure(IMqttToken asyncActionToken, Throwable exception) {
                    log.error("MQTT連接失?。? + exception.getMessage());
                }
            });
        } catch (MqttException e) {
            log.error("mqtt連接失敗。。" + e.getMessage());
        }
    }

    public void publish(int qos, boolean retained) {
        MqttMessage mqttMessage = new MqttMessage();
        mqttMessage.setQos(qos);
        mqttMessage.setRetained(retained);
        mqttMessage.setPayload(pushLog.getData().getBytes());
        try {
            // 使用異步客戶端發(fā)布消息，并處理結(jié)果
            client.publish(pushLog.getTopic(), mqttMessage, null, new IMqttActionListener() {
                @Override
                public void onSuccess(IMqttToken asyncActionToken) {
                    System.out.println("發(fā)送成功");
                }
                @Override
                public void onFailure(IMqttToken asyncActionToken, Throwable exception) {
                    log.error("發(fā)送失敗：" + exception.getMessage());
                }
            });
        } catch (MqttException e) {
            log.error("發(fā)送失?。? + e.getMessage());
        }
    }

    /**
     * 斷開連接
     */
    public void disConnect() {
        try {
            client.disconnect();
        } catch (MqttException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

?

4、消息發(fā)布客戶端回調(diào)

package com.three.demo.mqtt.config;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.IMqttAsyncClient;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.IMqttDeliveryToken;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttCallback;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Slf4j
@Component
public class MqttClientCallBack implements MqttCallback {

    @Value("${spring.mqtt.client.id}")
    private String clientId;

    /**
     * 與服務(wù)器斷開的回調(diào)
     */
    @Override
    public void connectionLost(Throwable cause) {
        log.error(clientId + "與服務(wù)器斷開連接??！" + cause.getMessage());
    }

	/**
     * 消息發(fā)布成功的回調(diào)
     */
    @Override
    public void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken token) {
        IMqttAsyncClient client = token.getClient();
        System.out.println(client.getClientId()+"發(fā)布消息成功！");
        
    }

}

5、創(chuàng)建控制器測試發(fā)布信息

package com.three.demo.mqtt.controller;
 
import com.three.demo.mqtt.config.MqttClientConfig;
 
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
 
@Controller
public class SendController {
    @Autowired
    private MqttClientConfig client;
 
    @RequestMapping("/sendMessage")
    @ResponseBody
    public String sendMessage(int qos,boolean retained,String topic,String message){
        try {
            client.publish(qos, retained, topic, message);
            return "發(fā)送成功";
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return "發(fā)送失敗";
        }
    }
}

6、消息接收者配置

這里我對之前的代碼進(jìn)行改造

/**
     * 客戶端連接服務(wù)端
     */
    public void connect() {
        //連接設(shè)置
        MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();
        //是否清空session，設(shè)置false表示服務(wù)器會保留客戶端的連接記錄（訂閱主題，qos）,客戶端重連之后能獲取到服務(wù)器在客戶端斷開連接期間推送的消息
        //設(shè)置為true表示每次連接服務(wù)器都是以新的身份
        options.setCleanSession(false);
        //設(shè)置連接用戶名
        options.setUserName(username);
        //設(shè)置連接密碼
        options.setPassword(password.toCharArray());
        //設(shè)置超時時間，單位為秒
        options.setConnectionTimeout(60);
        //設(shè)置心跳時間 單位為秒，表示服務(wù)器每隔 1.5*10秒的時間向客戶端發(fā)送心跳判斷客戶端是否在線
        options.setKeepAliveInterval(20);
        // 開啟自動重連
        options.setAutomaticReconnect(true);
        // 設(shè)置最大重連時間間隔 (可選)，單位是毫秒，設(shè)置為 5000 表示最多等待 5 秒再嘗試重連
        options.setMaxReconnectDelay(5000);
        //設(shè)置遺囑消息的話題，若客戶端和服務(wù)器之間的連接意外斷開，服務(wù)器將發(fā)布客戶端的遺囑信息
        options.setWill("willTopic", (clientId + "與服務(wù)器斷開連接").getBytes(), 0, false);
        try {
            //創(chuàng)建MQTT客戶端對象
            client = new MqttAsyncClient(hostUrl, clientId, new MemoryPersistence());
            //設(shè)置回調(diào)
            client.setCallback(mqttClientCallBack);
            // 使用異步連接
            client.connect(options, null, new IMqttActionListener() {
                @Override
                public void onSuccess(IMqttToken asyncActionToken) {
                    log.info("MQTT連接成功");
                    // 連接成功后訂閱主題
                    try {
                        //訂閱主題
                        //消息等級，和主題數(shù)組一一對應(yīng)，服務(wù)端將按照指定等級給訂閱了主題的客戶端推送消息
                        int[] qos = {2, 2};
                        String[] topics = {
                                "/iot/msg/topic1",
                                "/iot/msg/topic2"
                        };
                        client.subscribe(topics, qos);
                        log.info("訂閱主題成功");
                    } catch (MqttException e) {
                        log.error("訂閱主題失敗：" + e.getMessage());
                    }
                }
                @Override
                public void onFailure(IMqttToken asyncActionToken, Throwable exception) {
                    log.error("MQTT連接失?。? + exception.getMessage());
                }
            });
        } catch (MqttException e) {
            e.printStackTrace();
            log.error("mqtt連接失敗。。" + e.getMessage());
        }
    }

然后在消息客戶端回調(diào)類這里

package com.ruoyi.yyt.mqtt.config;
 
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.IMqttAsyncClient;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.IMqttDeliveryToken;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttCallback;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;
import org.springframework.stereotype.Component;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
 
@Slf4j
@Component
public class MqttClientCallBack implements MqttCallback {

    @Value("${spring.mqtt.client.id}")
    private String clientId;
 
   /**
     * 客戶端斷開連接的回調(diào)
     */
    @Override
    public void connectionLost(Throwable throwable) {
        log.error(clientId + "與服務(wù)器斷開連接??！" + cause.getMessage());
    }
 
    /**
     * 消息到達(dá)的回調(diào)
     */
    @Override
    public void messageArrived(String topic, MqttMessage message) throws Exception {
        System.out.println(String.format("接收消息主題 : %s",topic));
        System.out.println(String.format("接收消息Qos : %d",message.getQos()));
        System.out.println(String.format("接收消息內(nèi)容 : %s",new String(message.getPayload())));
        System.out.println(String.format("接收消息retained : %b",message.isRetained()));
    }
 
    /**
     * 消息發(fā)布成功的回調(diào)
     */
    @Override
    public void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken token) {
        IMqttAsyncClient client = token.getClient();
        System.out.println(client.getClientId() + "發(fā)布消息成功！");
    }
    
}

這個時候我們啟動服務(wù)，調(diào)用測試接口