MQTT 的核心组件是什么？

原创已于 2025-06-27 16:20:05 修改 · 772 阅读

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于 2025-06-27 08:55:42 首次发布

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MQTT 的核心架构非常简洁，主要由 三个基本组件 构成。为了方便理解，我们继续使用“邮局系统”这个比喻。

代理是 MQTT 系统的心脏和中枢神经。它是一个服务器软件，负责接收所有来自客户端的消息，并根据规则将这些消息准确地分发给相应的订阅者。所有的客户端都只与 Broker 通信，客户端之间从不直接连接。

核心职责：

常见 Broker 软件： Eclipse Mosquitto (轻量级，非常适合入门和中小型项目), EMQX (功能强大，高并发，专为企业级和大规模物联网平台设计), HiveMQ 等。

客户端可以是任何连接到 Broker 的设备或应用程序。它可以是嵌入式设备上的一个传感器，也可以是手机上的一个 App，或是一个后端服务。

一个客户端可以扮演两种角色，并且可以同时是发布者和订阅者。

角色：寄信人。
职责：
1. 与 Broker 建立连接。
2. 将包含数据的消息发布到一个指定的主题上。
- 发布者完成发布后，它的任务就结束了。它不关心谁会收到这个消息，也不需要知道是否有任何订阅者存在。

角色：收信人。
职责：
1. 与 Broker 建立连接。
2. 向 Broker 发送一个或多个订阅请求，告诉 Broker 它对哪些主题感兴趣。
3. 等待并接收来自 Broker 的消息。
- 订阅者只关心它感兴趣的主题，它不关心消息是哪个发布者发送的。

主题不是一个物理组件，而是一个消息标签或通信渠道。它是一个 UTF-8 编码的字符串，用于让 Broker 对消息进行分类和路由。

核心特性：

层级结构 (Hierarchical)：主题由一个或多个层级组成，层级之间用斜杠 / 分隔，非常像文件系统的路径。
- 例如：smart_home/living_room/temperature
- 这个结构使得主题管理非常灵活和有条理。
消息过滤的核心：Broker 正是利用主题来决定将消息发送给哪些订阅者。
支持通配符 (Wildcards)：这是主题非常强大的一个特性，允许订阅者一次性订阅多个匹配的主题。
- 单层通配符 +：匹配单个层级。
  - 订阅 smart_home/+/temperature 可以收到来自 smart_home/living_room/temperature 和 smart_home/bedroom/temperature 的消息，但收不到 smart_home/garage/light/status 的消息。
- 多层通配符 #：匹配任意数量的层级（必须在主题的末尾）。
  - 订阅 smart_home/# 可以收到 smart_home 下所有子主题的消息，包括 smart_home/living_room/temperature 和 smart_home/garage/light/status。

让我们把这三个组件串起来，看看一个完整的通信流程：

准备阶段:
- 一个客户端 A（例如，一个手机 App）连接到 Broker，并订阅了主题 home/light/status。
- 一个客户端 B（例如，一个智能灯泡）也连接到 Broker。
发布消息:
- 客户端 B (发布者) 的状态发生了改变（比如灯被打开了）。
- 它向 Broker 发布一条消息，消息的主题是 home/light/status，消息的内容 (Payload) 是 "ON"。
Broker 路由:
- Broker 接收到这条消息。
- 它检查自己的订阅列表，发现客户端 A 订阅了 home/light/status 这个主题。
接收消息:
- Broker 立即将消息 ("ON") 转发给客户端 A。
- 客户端 A (订阅者) 收到消息，并在界面上显示“灯已打开”。