MQTT5.0 訊息釋出流程

概覽

MQTT5.0協議對部分QoS報文，以及報文處理的流程做了一些升級，本文對此這部分升級的內容做簡單的介紹。

QoS報文格式及處理流程

在 MQTT 協議中，訊息分為 3 個等級，分別用 QoS0, QoS1, QoS2, 這三個不同的 QoS 值所代表的是不同 的服務質量等級。以下是每一個服務質量級別的具體描述：

0 ： 最多一次傳送（若訊息等級為 QoS 0，釋出者在釋出訊息時只會傳送一次，不管訊息是否送達）; 1 ： 至少一次訊息傳送（若訊息等級為 QoS 1，釋出者在釋出訊息時會重複傳送以確保訊息傳送成功）； 2 ： 訊息只傳送一次，並保證送達。（若訊息等級為 QoS 2, 釋出者在釋出訊息時確保接收者只接收到一個訊息並且訊息不會重複）。

在三種 QoS 訊息等級中，QoS 0 是最節省計算資源的， 而 QoS 1 在釋出完訊息後還需要去接收到一個釋出確認報文來停止重複的報文傳送， QoS 2 訊息的傳輸則需要更多的步驟，它需要 4 次報文傳送來確保訊息是單次送達的，是所有訊息型別中最費計算資源和頻寬的。

以下是 3 種不同 QoS 值的處理流程圖：

在 MQTT 3.0 中，QoS 0的訊息釋出流程是這樣

• QoS 0 訊息

傳送者	控制報文流向	接收者
PUBLISH QoS = 0, DUP = 0
	---------->
		接收訊息（可能不會接收到）並處理

• QoS 1 訊息

傳送者	控制報文流向	接收者
儲存訊息
傳送 PUBLISH QoS1 , DUP = 0, 帶有 PacketId	---------->
		接收訊息並處理
		傳送帶有 PacketId 的 PUBACK 確認報文
丟棄訊息

若接收者沒有接收到 QoS1 訊息或者接收到的 QoS 1 訊息有問題，是不會去傳送 PUBACK 確認報文的，因此傳送者不會丟棄 QoS1 訊息，它還會再傳送 這個訊息，所以 QoS1 訊息是有可能被重複釋出的。

• QoS 2 訊息

傳送者	控制報文流向	接收者
儲存訊息
傳送 PUBLISH QoS1 , DUP = 0, 帶有 PacketId
	---------->
		儲存 Packet Id 然後準備應用訊息的傳送
		釋出帶有 PacketId 和 Reason Code 的 PUBREC 報文
	<----------
丟棄儲存的訊息，儲存接收到的帶有相同 packet id 的 PUBREC 報文
傳送 PUBREL 報文	---------->	丟棄 packetId
		傳送帶有 PacketId 的 PUBCOMP 報文
	<----------
丟棄儲存的狀態

為了保證訊息單次傳送且能送達。首先它要釋出一個 PUBLISH 報文，然後接收者在接收完成時並不會返回確認報文，它會儲存接收到的訊息，然後返回 PUBREC 報文給傳送者，傳送者在接收到 PUBREC 報文後， 將儲存的 PUBLISH 報文替換成收到的 PUBREC 報文，然後傳送 PUBREL 報文給接收者。 接收者收到 PUBREL 訊息後丟棄之前儲存的狀態，此時訊息已經到達接收者，並且能夠確保只到達了一次。

MQTT 協議面對的是計算能力低下的嵌入式裝置，雖然 MQTT 5.0 協議中對 QoS2 訊息的處理流程做了一些輕微的優化，然而使用用 QoS2 訊息通訊仍然是非常耗資源的操作，所以通常情況下，如果對於訊息傳輸的優先順序要示不是特別高的話，請儘量不要傳送 QoS 2 訊息。

MQTT5.0升級

MQTT5.0在QoS上的升級主要體現在QoS2的接收者在處理報文的時候一點變化，

• 在 MQTT 5.0 協議中，這裡對 QoS2 訊息的釋出處理流程與 MQTT 3.0 協議稍有不同，在 MQTT 3.0 中，接收者接收到 QoS2 訊息後既可以儲存訊息，也可以儲存 Packet ID, 在 5.0 中則強制協議實現者只能儲存 Packet Id。這麼做是為了強制 MQTT 協議開發者減少 QoS2 訊息的頻寬損耗。
• 在QoS2的接收者端，除了之前返回的PacketId之外，還返回了標識Reason Code的PUBREC報文。

EMQ釋出的最新版本3.0已經包含了對MQTT5.0協議的支援，歡迎讀者試用。