MQTT中的Retained(保留消息) 与 LWT(最后遗嘱)

背景导入

让我们来看一下这个场景:

你有一个温度传感器,它每三个小时向一个 Topic 发布当前的温度。那么问题来了,有一个新的订阅者在它刚刚发布了当前温度之后订阅了这个主题,那么这个订阅端什么时候能才能收到温度消息?

对的,它必须等到三个小时以后,温度传感器再次发布消息的时候才能收到。在这之前,这个新的订阅者对传感器的温度数据一无所知。

怎么来解决这个问题呢?

这个时候就轮到 Retained 消息出场解决这个问题了。Retained 消息是指在 PUBLISH 数据包中 Retain 标识设为 1 的消息,Broker 收到这样的 PUBLISH 包以后,将保存这个消息,当有一个新的订阅者订阅相应主题的时候,Broker 会马上将这个消息发送给订阅者。

Retained 消息

Retain 消息有以下一些特点:

  • 一个 Topic 只能有 1 条 Retained 消息,发布新的 Retained 消息将覆盖老的 Retained 消息;
  • 如果订阅者使用通配符订阅主题,它会收到所有匹配的主题上的 Retained 消息;
  • 只有新的订阅者才会收到 Retained 消息,如果订阅者重复订阅一个主题,也会被当做新的订阅者,然后收到 Retained 消息;
  • Retained 消息发送到订阅者时,消息的 Retain 标识仍然是 1,订阅者可以判断这个消息是否是 Retained 消息,以做相应的处理。

注意:Retained 消息和持久性会话没有任何关系,Retained 消息是 Broker 为每一个 Topic 单独存储的,而持久性会话是 Broker 为每一个 Client 单独存储的。

如果你想删除一个 Retained 消息也很简单,只要向这个主题发布一个 Payload 长度为 0 的 Retained 消息就可以了(qos=0,retain=1,payload=任意值的消息即可解除 。)。

那么开头我们提到的那个场景的解决方案就很简单了,温度传感器每 3 个小时发布当前的温度的 Retained 消息,那么无论新的订阅者什么时候进行订阅,它都能收到温度传感器上一次发布的数据。

LWT(最后遗嘱)

LWT 全称为 Last Will and Testament,也就是我们在连接到 Broker 时提到的遗嘱,包括遗嘱主题、遗嘱 QoS、遗嘱消息等。

顾名思义,当 Broker 检测到 Client 非正常地断开连接的时候,就会向遗嘱主题里面发布一条消息。遗嘱相关的设置是在建立连接的时候,在 CONNECT 数据包里面的 Variable header(可变头与) Payload(有效载荷) 中 指定的。

  • Will Flag:是1否0使用 LWT
  • Will Topic:遗嘱主题名,不可使用通配符(在 CONNECT报文中的 有效载荷 中 设置)
  • Will Qos:发布遗嘱消息时使用的 QoS 等级,如果遗嘱标志(Will Flag)被设置为0,遗嘱QoS也必须设置为0(0x00)
  • Will Retain:遗嘱消息的 Retain 标识
  • Will Message:遗嘱消息内容(在 CONNECT报文中的 有效载荷 中 设置)

Broker 在以下情况下认为 Client 是非正常断开连接的:

  • Broker 检测到底层的 I/O 异常;
  • Client 未能在 Keep Alive 的间隔内和 Broker 之间有消息交互;
  • Client 在关闭底层 TCP 连接前没有发送 DISCONNECT 数据包;
  • Broker 因为协议错误关闭和 Client 的连接,比如 Client 发送了一个格式错误的 MQTT 数据包。

如果 Client 通过发布 DISCONNECT 数据包断开连接,这个属于正常断开连接,不会触发 LWT 的机制,同时,Broker 还会丢弃掉这个 Client 在连接时指定的 LWT 参数。

根据遗嘱的属性和触发机制,我们不难看出,遗嘱常用于获取设备的连接状态。

注意,设置好遗嘱以后还不够(因为你只要订阅者一启动就会收到遗嘱消息,如果此时发布者已经在线,会导致不准确),
所以,还需要在设备成功连接MQTT的时候主动发个消息,发送的主题必须和遗嘱的主题相同,设置好消息的 retain 属性,让其自动纠正过来。

posted @ 2020-07-23 17:34  大师兄丶  阅读(1771)  评论(1编辑  收藏  举报