## 什麼是 MQTT 主題？

MQTT 主題本質上是一個 UTF-8 編碼的字串，是 MQTT 協議進行訊息路由的基礎。MQTT 主題類似 URL 路徑，使用斜槓 `/` 進行分層：

```awk
chat/room/1
sensor/10/temperature
sensor/+/temperature
sensor/#
```

MQTT 主題不需要預先建立，[MQTT 客戶端](https://www.emqx.io/zh/mqtt-client)在訂閱或釋出時即建立了主題，同時也無需主動刪除主題。為了避免歧義且易於理解，通常不建議主題以 `/` 開頭或結尾，例如 `/chat` 或 `chat/`。

下圖是一個簡單的 MQTT 訂閱與釋出流程， `APP 1` 訂閱了`sensor/2/temperature` 主題後，將能接收到 `Sensor 2` 釋出到該主題的訊息。
[![](http://img.blog.itpub.net/blog/2022/10/13/93e4408968143884.png?x-oss-process=style/bb)](https://www.emqx.com/zh/blog/advanced-features-of-mqtt-topics)

## MQTT 主題萬用字元

MQTT 主題萬用字元包含單層萬用字元 `+` 及多層萬用字元 `#`，主要用於客戶端一次訂閱多個主題。

> **注意**：萬用字元只能用於訂閱，不能用於釋出。

### 單層萬用字元

加號 (“+” U+002B) 是用於單個主題層級匹配的萬用字元。在使用單層萬用字元時，單層萬用字元必須佔據整個層級，例如：

```lsl
+ 有效
sensor/+ 有效
sensor/+/temperature 有效
sensor+ 無效（沒有佔據整個層級）
```

如果客戶端訂閱了主題 `sensor/+/temperature`，將會收到以下主題的訊息：

```awk
sensor/1/temperature
sensor/2/temperature
...
sensor/n/temperature
```

但是不會匹配以下主題：

```bash
sensor/temperature
sensor/bedroom/1/temperature
```

### 多層萬用字元

井字元號（“#” U+0023）是用於匹配主題中任意層級的萬用字元。多層萬用字元表示它的父級和任意數量的子層級，在使用多層萬用字元時，它必須佔據整個層級並且必須是主題的最後一個字元，例如：

```awk
# 有效，匹配所有主題
sensor/# 有效
sensor/bedroom# 無效（沒有佔據整個層級）
sensor/#/temperature 無效（不是主題最後一個字元）
```

如果客戶端訂閱主題 `senser/#`，它將會收到以下主題的訊息：

```lsl
sensor
sensor/temperature
sensor/1/temperature
```

## 以 \$ 開頭的主題

### 系統主題

以 `$SYS/` 開頭的主題為系統主題，系統主題主要用於獲取 [MQTT 伺服器](https://www.emqx.com/zh/mqtt/public-mqtt5-broker)自身執行狀態、訊息統計、客戶端上下線事件等資料。目前，MQTT 協議暫未明確規定 `$SYS/` 主題標準，但大多數 MQTT 伺服器都遵循該[標準建議](https://github.com/mqtt/mqtt.org/wiki/SYS-Topics)。

例如，EMQX 伺服器支援透過以下主題獲取叢集狀態。

[![](http://img.blog.itpub.net/blog/2022/10/13/0f680e6914fd39b9.png?x-oss-process=style/bb)](https://www.emqx.com/zh/blog/advanced-features-of-mqtt-topics)

EMQX 還支援客戶端上下線事件、收發流量、訊息收發、系統監控等豐富的系統主題，使用者可透過訂閱 `$SYS/#` 主題獲取所有系統主題訊息。詳細請見：[EMQX 系統主題文件](https://www.emqx.io/docs/zh/v5.0/advanced/system-topic.html)。

### 共享訂閱

共享訂閱是 [MQTT 5.0](https://www.emqx.com/zh/mqtt/mqtt5) 引入的新特性，用於在多個訂閱者之間實現訂閱的負載均衡，MQTT 5.0 規定的共享訂閱主題以 `$share` 開頭。

> 雖然 MQTT 協議在 5.0 版本才引入共享訂閱，但是 EMQX 從 MQTT 3.1.1 版本開始就支援共享訂閱。

下圖中，3 個訂閱者用共享訂閱的方式訂閱了同一個主題 `$share/g/topic`，其中`topic` 是它們訂閱的真實主題名，而 `$share/g/` 是共享訂閱字首（`g/` 是群組名，可為任意 UTF-8 編碼字串）。
[![](http://img.blog.itpub.net/blog/2022/10/13/cfe146883f15804d.png?x-oss-process=style/bb)](https://www.emqx.com/zh/blog/advanced-features-of-mqtt-topics)

另外，對於 MQTT 5.0 以下的版本，EMQX 還支援不帶群組的共享訂閱字首 `$queue`，關於共享訂閱的更多詳情請檢視 [EMQX 共享訂閱](https://www.emqx.io/docs/zh/v5.0/advanced/shared-subscriptions.html)文件。

## 不同場景中的主題設計

### 智慧家居

比如我們用感測器監測臥室、客廳以及廚房的溫度、溼度和空氣質量，可以設計以下幾個主題：

- `myhome/bedroom/temperature`
- `myhome/bedroom/humidity`
- `myhome/bedroom/airquality`
- `myhome/livingroom/temperature`
- `myhome/livingroom/humidity`
- `myhome/livingroom/airquality`
- `myhome/kitchen/temperature`
- `myhome/kitchen/humidity`
- `myhome/kitchen/airquality`

接下來，可以透過訂閱 `myhome/bedroom/+` 主題獲取臥室的溫度、溼度及空氣質量資料，訂閱 `myhome/+/temperature` 主題獲取三個房間的溫度資料，訂閱 `myhome/#` 獲取所有的資料。

### 充電樁

充電樁的上行主題格式為 `ocpp/cp/${cid}/notify/${action}`，下行主題格式為 `ocpp/cp/${cid}/reply/${action}`。

- `ocpp/cp/cp001/notify/bootNotification`

充電樁上線時向該主題釋出上線請求。

- `ocpp/cp/cp001/notify/startTransaction`

向該主題釋出充電請求。

- `ocpp/cp/cp001/reply/bootNotification`

充電樁上線前需訂閱該主題接收上線應答。

- `ocpp/cp/cp001/reply/startTransaction`

充電樁發起充電請求前需訂閱該主題接收充電請求應答。

### 即時訊息

- `chat/user/${user_id}/inbox`

**一對一聊天**：使用者上線後訂閱該收件箱主題 ，將能接收到好友傳送給自己的訊息。給好友回覆訊息時，只需要將該主題的 `user_id` 換為好友的的 id 即可。

- `chat/group/${group_id}/inbox`

**群聊**：使用者加群成功後，可訂閱該主題獲取對應群組的訊息，回覆群聊時直接給該主題釋出訊息即可。

- `req/user/${user_id}/add`

**新增好友**：可向該主題釋出新增好友的申請（`user_id` 為對方的 id）。

**接收好友請求**：使用者可訂閱該主題（`user_id` 為自己的 id）接收其他使用者發起的好友請求。

- `resp/user/${user_id}/add`

**接收好友請求的回覆**：使用者新增好友前，需訂閱該主題接收請求結果（`user_id` 為自己的 id）。

**回覆好友申請**：使用者向該主題傳送訊息表明是否同意好友申請（`user_id` 為對方的 id）。

- `user/${user_id}/state`

**使用者線上狀態**：使用者可以訂閱該主題獲取好友的線上狀態。

## MQTT 主題常見問題及解答

### 主題的層級及長度有什麼限制嗎？

MQTT 協議規定主題的長度為兩個位元組，因此主題最多可包含 65,535 個字元。

建議主題層級為 7 個以內。

### 伺服器對主題數量有限制嗎？

不同訊息伺服器對最大主題數量的支援各不一致，目前 EMQX 的預設配置對主題數量沒有限制，但是主題數量越多將會消耗越多的伺服器記憶體。考慮到連線到 MQTT Broker 的裝置數量一般較多，我們建議一個客戶端訂閱的主題數量最好控制在 10 個以內。

### 萬用字元主題訂閱與普通主題訂閱效能是否一致？

萬用字元主題訂閱的效能弱於普通主題訂閱，且會消耗更多的伺服器資源，使用者可根據實際業務情況選擇訂閱型別。

### 同一個主題能被共享訂閱與普通訂閱同時使用嗎？

可以，但是不建議同時使用。

### 常見的 MQTT 主題使用建議有哪些？

- 不建議使用 `#` 訂閱所有主題；
- 不建議主題以 `/` 開頭或結尾，例如 `/chat` 或 `chat/`；
- 不建議在主題裡新增空格及非 ASCII 特殊字元；
- 同一主題層級內建議使用下劃線 `_` 或橫杆 `-` 連線單詞（或者使用駝峰命名）。

>版權宣告： 本文為 EMQ 原創，轉載請註明出處。
>
>原文連結：[https://www.emqx.com/zh/blog/jmeter-extension-development-custom-functions](https://www.emqx.com/zh/blog/jmeter-extension-development-custom-functions)

透過案例理解 MQTT 主題與萬用字元

相關文章