前言:
今天各位老铁们对“js物联网”大致比较关怀,我们都想要了解一些“js物联网”的相关知识。那么小编也在网摘上搜集了一些有关“js物联网””的相关资讯,希望兄弟们能喜欢,我们快快来了解一下吧!常见的mq有Kafka,RocketMQ和RabbitMQ,大家也很常见。 前者很常见,MQTT是什么呢?MQTT属于IoT也就是物联网的概念。
常见的mq有Kafka,RocketMQ和RabbitMQ,大家也很常见。MQTT是什么呢?
Kafka,RocketMQ和RabbitMQ属于微服务间的mq,而MQTT则属于IoT也就是物联网的概念。
mqtt.js是MQTT在nodejs端的实现。vue技术栈下的前端也可用。
mqtt.js官方为微信小程序和支付宝小程序也做了支持。微信小程序的MQTT协议名为 wxs ,支付宝小程序则是 alis 。
如果还是一脸懵逼,那么就跟随我通过mqtt.js去认识一下这个物联网领域的宠儿吧。
什么是微消息队列?MQTT关键名词解释P2P消息和Pub/Sub消息封装的mqtt.js通用class客户端发包函数sendPacket客户端连接 mqtt.connect()订阅topic mqtt.Client#subscribe()发送消息 mqtt.Client#publish()接收消息 mqtt.Client#“message”事件什么是微消息队列?
消息队列一般分为两种:
微服务消息队列(微服务间信息传递,典型代表有RabbitMQ,Kafka,RocketMQ)物联网消息队列(物联网端与云端消息传递,代表有MQTT)
目前我实践过的,也就是我们本篇博文深入分析的,是物联网消息队列的mqtt.js。
传统的消息队列(微服务间信息传递)传统的微服务间(多个子系统服务端间)消息队列是一种非常常见的服务端间消息传递的方式。
典型代表有:RabbitMQ,Kafka,RocketMQ。
阿里云官网拥有AMQP(兼容RabbitMQ),Kafka,和RocketMQ这三种微服务消息队列,对于我们今后在实际项目中落地提供了很大的帮助。
更多微服务消息队列可查看: node-mq-tutorial
使用场景多种多样:
高并发:秒杀、抢票(FIFO)共享型:积分兑换(多子系统共用积分模块)通信型:服务端间消息传递(nodejs,java,python,go等等)MQTT消息队列(物联网端与云间消息传递)
MQTT是一个物联网MQTT协议,主要解决的是物联网IoT网络情况复杂的问题。
阿里云有MQTT消息队列服务。通信协议支持MQTT,STOMP,GB-808等。数据传输层支持TCP长连接、SSL加密、Websocket等。
使用场景主要为数据传输:
车联网(远程控制,汽车数据上传)IM通讯(1对1单聊,1对多朋友圈)视频直播(弹幕通知,聊天互动)智能家居(电器数据上传,遥控指令)
目前我手上负责的运行了2年的聊天系统就是使用的这个服务,我们主要按照 设备<->server<->PC 的方式, MQTT协议,Websocket传输协议 进行设备与PC间的数据通信。
MQTT关键名词解释实例(Instance)
每个MQTT实例都对应一个全局唯一的服务接入点。
肉眼可见的区别就是在通过 mqtt.connect(url) 与server(broker)建立连接时,broker的url都是一致的。
假设有saleman1,salesman2···他们本地的前端与服务端间建立连接的url都是统一的,只是在clientId进行区分即可。
客户端Id(Client ID)
MQTT的Client ID是每个客户端的唯一标识,要求全局都是唯一的,使用同一个Client ID连接会被拒绝。
阿里云的ClientID由两部分组成 <GroupID>@@@<DeviceID> 。
通常情况下Group ID是多前端统一的,比如PC端,安卓移动端,ios移动端,DeviceID也是多前端统一的。
那么如何区分多端呢?可以对Client ID中间的@@@做修改。
比如:
let CID_PC = `<GroupID>@@@-PC<DeviceID>`let CID_Android = `<GroupID>@@@-Android<DeviceID>`let CID_IOS = `<GroupID>@@@-IOS<DeviceID>`组Id(Group ID)
用于指定一组逻辑功能完全一致的节点公用的组名,代表的是一类相同功能的设备。
Device ID
每个设备独一无二的标识。这个需要保证全局唯一,可以是每个传感器设备的序列号,可以是登录PC的userId。
父主题(Parent Topic)
MQTT协议基于Pub/Sub模型,任何消息都属于一个Topic。
Topic可以存在多级,第一级为父级Topic。
需要控制台单独创建。
子主题(Subtopic)
MQTT可以有二级Topic,也可以有三级Topic。
无需创建,代码中直接写即可。
P2P消息和Pub/Sub消息
Pub/Sub消息就是订阅和发布的模式,类似事件监听和广播。
如果对发布订阅不理解,可以去看Webhook到底是个啥?
MQTT除了支持Pub/Sub的模式,还支持P2P的模式。
什么是P2P消息?P2P,全称为(Point to Point)。一对一的消息收发模式,只有一个消息发送者和一个消息接收者。P2P模式下,消息发送者明确知道消息的预期接收者,并且这个消息只能被这个特定的 客户端消费 。发送者发送消息时,通过Topic指定接收者,接收者无需订阅即可获得该消息。P2P 模式不仅降低注册订阅的成本,而且因为对链路有优化,所以降低推送延迟。P2P模式和Pub/Sub模式的区别
发送消息时
Pub/Sub模式下,发送者需要按照与接受者约定好的Topic发送消息P2P模式下,发送者无需按照Tpic发送,可以直接按照规范进行发送
接收消息时
Pub/Sub模式下,接收者需要提前订阅topic才能接消息P2P模式下无需订阅即可接收消息nodejs发送P2P消息
const p2pTopic =topic+"/p2p/GID_xxxx@@@DEVICEID_001";mqtt.client.publish(p2pTopic);封装的mqtt.js通用class客户端连接 initClient(config)订阅topic subscribeTopic(topic, config)发送消息 publishMessage(message)接收消息 handleMessage(callback)
import mqtt from 'mqtt';import config from '@/config';export default class MQTT { constructor(options) { this.name = options.name; this.connecting = false; } /** * 客户端连接 */ initClient(config) { const { url, groupId, key, password, topic: { publish: publishTopic }} = config; return new Promise((resolve) => { this.client = mqtt.connect( { url, clientId: `${groupId}@@@${deviceId}`, username: key, password, } ); this.client.on('connect', () => { this.connecting = true; resolve(this); }); }); } /** * 订阅topic */ subscribeTopic(topic, config) { if (this.connecting) { this.client.subscribe(topic, config); } return this; } /** * 发送消息 */ publishMessage(message) { this.client.publish(publishTopic, message, { qos: 1 }); } /** * 接收消息 */ handleMessage(callback) { if (!this.client._events.message) { this.client.on('message', callback); } }}客户端发包函数sendPacketmqtt-packet生成一个可传输buffer
var mqtt = require('mqtt-packet')var object = { cmd: 'publish', retain: false, qos: 0, dup: false, length: 10, topic: 'test', payload: 'test' // Can also be a Buffer}var opts = { protocolVersion: 4 } // default is 4. Usually, opts is a connect packetconsole.log(mqtt.generate(object))// Prints://// <Buffer 30 0a 00 04 74 65 73 74 74 65 73 74>//// Which is the same as://// new Buffer([// 48, 10, // Header (publish)// 0, 4, // Topic length// 116, 101, 115, 116, // Topic (test)// 116, 101, 115, 116 // Payload (test)// ])sendPacket函数
发出packetsend事件并且通过mqtt.writeToStream将packet写入client的stream中。
var mqttPacket = require('mqtt-packet')function sendPacket (client, packet) { client.emit('packetsend', packet) mqttPacket.writeToStream(packet, client.stream, client.options)}_sendPack方法
MqttClient.prototype._sendPacket = function (packet) { sendPacket(this, packet);}客户端连接 mqtt.connect()
mqtt client建立与mqtt server(broker)的连接,通常是通过给定一个'mqtt', 'mqtts', 'tcp', 'tls', 'ws', 'wss', 'wxs' , 'alis'为协议的url进行连接。
mqtt.connect([url], options)
官方说明:
通过给定的url和配置连接到一个broker,并且返回一个Client。url可以遵循以下协议:'mqtt', 'mqtts', 'tcp', 'tls', 'ws', 'wss', 'wxs' , 'alis'。( mqtt.js支持微信小程序和支付宝小程序,协议分别为wxs和alis。 )url也可以是通过URL.parse()返回的对象。可以传入一个单对象,既包含url又包含选项。
再来看一下我手上项目的连接配置,连接结果。
敏感信息已通过foo,bar,baz或者xxxx的组合进行数据脱敏处理。
连接配置
{ key: 'xxxxxxxx', secret: 'xxxxxxxx', url: 'wss://foo-bar.mqtt.baz.com/mqtt', groupId: 'FOO_BAR_BAZ_GID', topic: { publish: 'PUBLISH_TOPIC', subscribe: ['PUBLISH_TOPIC/noticePC/', 'PUBLISH_TOPIC/p2p'], unsubscribe: 'PUBLISH_TOPIC/noticeMobile/', },}key 账号secret 密码url 用于建立client与server(broker)mqtt连接的链接groupId 组idtopic 发送消息的topic,订阅的topic,取消订阅的topic连接结果
包括总览,响应头和请求头。
General
Request URL: wss://foo-bar.mqtt.baz.comRequest Method: GETStatus Code: 101 Switching ProtocolsResponse Header
HTTP/1.1 101 Switching Protocolsupgrade: websocketconnection: upgradesec-websocket-accept: xxxxxxxsec-websocket-protocol: mqttRequest Header
GET wss://foo-bar.mqtt.baz.com/ HTTP/1.1Host: foo-bar.mqtt.baz.comConnection: UpgradePragma: no-cacheCache-Control: no-cacheUser-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_14_6) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/80.0.3987.149 Safari/537.36Upgrade: websocketOrigin: : 13Accept-Encoding: gzip, deflate, brAccept-Language: zh-CN,zh;q=0.9,en-US;q=0.8,en;q=0.7,zh-TW;q=0.6Sec-WebSocket-Key: xxxxxxxxxSec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate; client_max_window_bitsSec-WebSocket-Protocol: mqtt源码分析
下面来看这段mqtt连接的代码。
this.client = mqtt.connect( { url, clientId: `${groupId}@@@${deviceId}`, username: key, password, });
function parseAuthOptions (opts) { var matches if (opts.auth) { matches = opts.auth.match(/^(.+):(.+)$/) if (matches) { opts.username = matches[1] opts.password = matches[2] } else { opts.username = opts.auth } }}/** * connect - connect to an MQTT broker. * * @param {String} [brokerUrl] - url of the broker, optional * @param {Object} opts - see MqttClient#constructor */function connect (brokerUrl, opts) { if ((typeof brokerUrl === 'object') && !opts) { // 可以传入一个单对象,既包含url又包含选项 opts = brokerUrl brokerUrl = null } opts = opts || {} // 设置username和password parseAuthOptions(opts) if (opts.query && typeof opts.query.clientId === 'string') { // 设置Client Id opts.clientId = opts.query.clientId } function wrapper (client) { ... return protocols[opts.protocol](client, opts) } // 最终返回一个mqtt client实例 return new MqttClient(wrapper, opts)}订阅topic mqtt.Client#subscribe()实际代码
const topic = { subscribe: ['PUBLISH_TOPIC/noticePC/', 'PUBLISH_TOPIC/p2p'], unsubscribe: 'PUBLISH_TOPIC/noticeMobile/',};const config = { qos:1 };this.client.subscribe(topic.subscribe, config)源码分析
MqttClient.prototype.subscribe = function () { var packet var args = new Array(arguments.length) for (var i = 0; i < arguments.length; i++) { args[i] = arguments[i] } var subs = [] // obj为订阅的topic列表 var obj = args.shift() // qos等配置 var opts = args.pop() var defaultOpts = { qos: 0 } opts = xtend(defaultOpts, opts) // 数组类型的订阅的topic列表 if (Array.isArray(obj)) { obj.forEach(function (topic) { if (!that._resubscribeTopics.hasOwnProperty(topic) || that._resubscribeTopics[topic].qos < opts.qos || resubscribe) { var currentOpts = { topic: topic, qos: opts.qos } // subs是最终的订阅的topic列表 subs.push(currentOpts) } }) } // 这个packet很重要 packet = { // 发出订阅命令 cmd: 'subscribe', subscriptions: subs, qos: 1, retain: false, dup: false, messageId: this._nextId() } // 发出订阅包 this._sendPacket(packet) return this}发送消息 mqtt.Client#publish()实际代码
const topic = { publish: 'PUBLISH_TOPIC',};const messge = { foo: '', bar: '', baz: '', ...}const msgStr = JSON.stringify(message);this.client.publish(topic.publish, msgStr);
注意publish的消息需要使用JSON.stringify进行序列化,然后再发到指定的topic。
源码分析
MqttClient.prototype.publish = function (topic, message, opts, callback) { var packet var options = this.options var defaultOpts = {qos: 0, retain: false, dup: false} opts = xtend(defaultOpts, opts) // 将消息传入packet的payload packet = { cmd: 'publish', topic: topic, payload: message, qos: opts.qos, retain: opts.retain, messageId: this._nextId(), dup: opts.dup } // 处理不同qos switch (opts.qos) { case 1: case 2: // 发出publish packet this._sendPacketI(packet); ... default: this._sendPacket(packet); ... } return this}接收消息 mqtt.Client “message”事件实际代码
this.client.on('message', callback);
数据以callback的方式接收。
function (topic, message, packet) {}
topic代表接收到的topic,buffer则是具体的数据。
message是接收到的数据,谨记通过JSON.parse()对buffer做解析。
handleMessage(callback) { this.client.on('message', callback);}this.client.handleMessage((topic, buffer) => { let receiveMsg = null; try { receiveMsg = JSON.parse(buffer.toString()); } catch (e) { receiveMsg = null; } if (!receiveMsg) { return; } ...do something with receiveMsg...});源码分析
MqttClient继承了EventEmitter。
从而进行可以使用on监听“message”事件。
inherits(MqttClient, EventEmitter)
那么到底是在哪里间发出message事件的呢?>emit the message event
基于websocket-stream建立websocket连接使用pipe连接基于readable-stream.Writable创建的可写流nextTick调用_handlePacket在handlePacket中调用handlePublish发出message事件1.基于websocket-stream建立websocket连接
this.stream = this.streamBuilder(this)function streamBuilder (client, opts) { return createWebSocket(client, opts)}var websocket = require('websocket-stream')function createWebSocket (client, opts) { var websocketSubProtocol = (opts.protocolId === 'MQIsdp') && (opts.protocolVersion === 3) ? 'mqttv3.1' : 'mqtt' setDefaultOpts(opts) var url = buildUrl(opts, client) return websocket(url, [websocketSubProtocol], opts.wsOptions)}2. 使用pipe连接基于readable-stream.Writable创建的可写流
var Writable = require('readable-stream').Writablevar writable = new Writable();this.stream.pipe(writable);3.nextTick调用_handlePacket
writable._write = function (buf, enc, done) { completeParse = done parser.parse(buf) work()}function work () { var packet = packets.shift() if (packet) { that._handlePacket(packet, nextTickWork) }}function nextTickWork () { if (packets.length) { process.nextTick(work) } else { var done = completeParse completeParse = null done() }}4. 在handlePacket中调用handlePublish发出message事件
MqttClient.prototype._handlePacket = function (packet, done) { switch (packet.cmd) { case 'publish': this._handlePublish(packet, done) break ...}// emit the message eventMqttClient.prototype._handlePublish = function (packet, done) { switch (qos) { case 1: { // emit the message event if (!code) { that.emit('message', topic, message, packet) } }}
标签: #js物联网 #rabbitmq连接拒绝 #jsmq