C#MQTT编程05--发布报文

1、报文回顾

在MQTT中，消息传递模式是采用发布订阅模式（Publish-Subscribe Pattern），它将发送消息的客户端（发布者）与接收消息的客户端（订阅者）解耦，使得两者不需要建立直接的联系也不需要知道对方的存在。看这两图

2、发布报文

看过前面几章的伙伴们应该或多或少都认识服务质量QOS。发布报文跟他的联系最紧的。我们也清楚订阅报文里面虽然也有用到QOS，但是他却没有更进一步的联系，发布的时候跟QOs关系最多。

?1、服务质量QOS

这个概念在社会管理，日常生活，平常工作中都有存在，比如10086的客服电话打完后都有个评价客服质量，12345的市长热线打完后都有回复电话评价百姓的问题解决了吗，买华为手机的售后服务质量怎么样，等等这些东西，都表明了一项业务的质量如何？同样的，在mqtt的消息传送过程中，消息有没有发到对方手上，如果没有收到怎么办，这些东西就要依靠服务质量来评价。

不管是订阅报文还是发布报文都会遇到报文流失的问题，也就是消息丢失的问题，所以才会有了服务质量这一说法，即然报文在发送的过程中可能存在流失的问题，那么最直接的决解方案就是重新发送，重发几次就涉及到质量等级的概念了，所以服务质量事实就是表示报文要发送几次？这就是Qos的意义。QOS有三个值，分别表示着三种不同的处理报文方式，相应的值如下：

QOS 0：最多分发一次，可以零次或一次。一次到很常见。看图

这一级别会发生消息丢失或重复，消息发布依赖于底层TCP/IP网络。即：<=1

QOS 1：至少分发一次。

QoS 1 承诺消息将至少传送一次给订阅者。该消息已获取消息 ID。发送方存储消息，直到收到PUBACK订阅方的确认 ( )。发件人第一次将重复标志设置为0(?DUP = 0)。QoS 1 告诉目标设备（接收器）需要确认要求。如果消息被正确接收，接收者会发送一个PUBACK（确认）和正确的消息 ID。但是，如果在没有确认的情况下超过特定时间，则会再次发送消息，这次将重复标志设置为1(?DUP = 1)。同一目标设备可能会多次发生这种情况。此目标设备必须具有必要的逻辑来检测重复项并做出同样的反应。

QOS 2：只分发一次。

使用 QoS 2，我们保证消息仅传送到目的地一次。为此，带有唯一消息 ID 的消息会存储两次，首先来自发送者，然后是接收者。QoS 级别 2 在网络中具有最高的开销，因为在发送方和接收方之间需要两个流。在第一次发送 (?DUP = 0)之后，发送方重复发送 ((?DUP = 1) 直到它接收到一个PUBREC告诉，该消息已被接收方存储。在第二次交易中，发送方告诉接收方停止传输与PUBREL(release), clear用于存储的缓冲区并发送一个PUBCOMP（完成） 发送方确定已成功被目标设备接收一次后，成功传递已发布的 QoS 2 消息。

不过要注意的是Qos是指客户端到服务端的分发，不是客户端到客户端的分发，比如Qos1是至少分发一次，如果失败的话就一直重复分发，它的发送流程是：?

1）客户端向服务端发起一个发布报文PUBLISH。如果服务端没有接到，请你继续

2）服务端收到一个来看客户端的发布报文。查看一下原来是服务质量QOS为1的报文。服务端就必须回发一个叫发布确认(PUBACK)的报文，而这个时候客户端也在等待着服务端的回应?

3）客户端等了一段时间就是没有接到来自服务端的回应，没有办法客户端只能认为失败了。在重发一次吧。这个时候客户端就必须把固定报头里面的DUP加1了。但是服务端事实上没有问题，并且开始给符合主题的客户端们发分信息了。只是可能这一段时间正在处理一些事情，回应慢了。

4）客户端终于接收到了回应（PUBACK），结束了。

2、PUBLIC报文介绍

发布报文的格式比较单简。即然是发布报文那么主题和发布的内容是一定少了的。所以相对于别的报文来讲，发布报文对固定报头，可变报头，还有有效载荷都有需要

1、固定报头，占2个字节

看列表就是他的固定报头的二进制是00110000或是00110010或是00110100。分别对应QOS 0,QOS 1,QOS2

注意下：第一个字节8个位中4到7位表示报文类型，0到3位表示Qos级别?

2、可变报头，占N个字节

可变报头里面存放了俩个信息对服务端来讲很重要。一个是主题长度，一个是主题内容。除了这俩个没有别的了，表明是向哪个主题发布消息，发布的具体内容在有效载荷里出现。比如向“topic"发布消息的话，主题长度就是5，主题内容就是topic，但是向这个主题topic发布的消息内容是什么呢？是温度还是产量，这个具体的消息内容在后面的”有效载荷“里出现。

3、有效载荷，占N个字节

有效载荷就是要发布的具体内容，可以是设备的水位，汽车电量什么的，因为内容是不同的，所以占N个字节，它的出现必须按：消息标识package identifier，消息长度，消息内容的顺序依次出场，比如要发布用水量45，那么消息长度就是2，消息内容就是45。比如在一个客户端中：

3、PUBACK报文介绍

这里只介绍Qos0和Qos1的回应报文介绍，Qos2的回应报文复杂得多，不去搞它。

1、固定报头，占2个字节

?第1个字节，返回是4，这是固定的

?第2个字节，返回的是剩余字节长度

2、可变报头

对于PUBACK 报文的可变报头里面也只有一个消息ID，专业名称叫package identifier。而且跟PUBLISH报文的消息ID是一样子的。

3、有效载荷

没有

3、小结

发布报文publish和puback就是这些，相对来说，简单一些，但涉及到Qos的定义，小伙伴们慢慢来，不急，一回生，二回熟，三回精。

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