MQTT建立Broker的連接

Client連接到Broker

Client 連接到 Broker 的流程：

• Client發送CONNECT數據包
• Broker響應CONNACK數據包
  

CONNECT數據包

連接的建立由 Client 端發起，Client 端首先向 Broker 發送一個 CONNECT 數據包，內容如下：

可變頭

• 協議名稱（Protocol Name）：值固定爲字符 “MQTT”。
• 協議版本（Protocol Level）：對 MQTT 3.1.1 來說，值爲 4。
• 用戶名標識（User Name Flag）：消息體中是否有用戶名字段，1bit，0 或者 1。
• 密碼標識（Password Flag）：消息體中是否有密碼字段，1bit，0 或者 1。
• 遺願消息 Retain 標識（Will Retain）：標識遺願消息是否是 Retain 消息，1bit，0 或者 1。
• 遺願消息 QOS 標識（Will QOS）：標識遺願消息的 QOS，2bit，0、1 或者 2。
• 遺願標識（Will Flag）：標識是否使用遺願消息，1bit，0 或者 1。
• 會話清除標識（Clean Session）：標識 Client 是否建立一個持久化的會話，1bit，0 或者 1，當 Clean Session 的標識設爲 0 時，代表 Client 希望建立一個持久會話的連接，Broker 將存儲該 Client 訂閱的主題和未接受的消息，否則 Broker 不會存儲這些數據，同時在建立連接時清除這個 Client 之前存在的持久化會話所保存的數據。
• 連接保活（Keep Alive）: 設置一個單位爲秒的時間間隔，Client 和 Broker 之間在這個時間間隔之內需要至少有一次消息交互，否則 Client 和 Broker 會認爲它們之間的連接已經斷開。

消息體

• 客戶端標識符（Client Identifier）：Client Identifier 是用來標識 Client 身份的字段，在 MQTT 3.1.1 的版本中，這個字段的長度是 1 到 23 個字節，而且只能包含數字和 26 個字母（包括大小寫），Broker 通過這個字段來區分不同的 Client。所以在連接的時候，Client 應該保證它的 Identifier 是唯一的，通常我們可以使用比如 UUID，唯一的設備硬件標識，或者 Android 設備的 DEVICE_ID 等作爲 Client Identifier 的取值來源。
• MQTT 協議中要求 Client 連接時必須帶上 Client Identifier，但是也允許 Broker 在實現時 Client Identifier 爲空，這時 Broker 會爲 Client 分配一個內部唯一的 Identifier。如果你需要使用持久化會話，那就必須自己爲 Client 設定一個唯一的 Identifier。
• 用戶名（Username）：如果可變頭中的用戶名標識設爲 1，那麼消息體中將包含用戶名字段，Broker 可以使用用戶名和密碼來對接入的 Client 進行驗證，只允許已授權的 Client 接入。注意不同的 Client 需要使用不同的 Client Identifier，但它們可以使用同樣的用戶名和密碼進行連接。
• 密碼（Password）：如果可變頭中的密碼標識設爲 1，那麼消息體中將包含密碼字段。
• 遺願主題（Will Topic）：如果可變頭中的遺願標識設爲 1，那麼消息體中將包含遺願主題，當 Client 非正常地中斷連接的時候，Broker 將向指定的遺願主題中發佈遺願消息。
• 遺願消息（Will Message）：如果可變頭中的遺願標識設爲 1，那麼消息體中將包含遺願消息，當 Client 非正常地中斷連接的時候，Broker 將向指定的遺願主題中發佈由該字段指定的內容。

CONNACK

可變頭

• 會話存在標識（Session Present Flag）：用於標識在 Broker 上，是否已存在該 Client（用 Client Identifier 區分）的持久性會話，1bit，0 或者 1。當 Client 在連接時設置 Clean Session=1，則 CONNACK 中的 Session Present Flag 始終爲 0；當 Client 在連接時設置 Clean Session=0，那麼就有兩種情況——如果 Broker 上面保存了這個 Client 之前留下的持久性會話，那麼 CONNACK 中的 Session Present Flag 值爲 1；如果 Broker 沒有保存該 Client 的任何會話數據，那麼 CONNACK 中的 Session Present Flag 值爲 0。
• 連接返回碼（Connect Return code）：用於標識 Client 是 Broker 的連接是否建立成功，連接返回碼有以下一些值：

Return Code	連接狀態
0	連接已建立
1	連接被拒絕，不允許的協議版本
2	連接被拒絕，Client Identifier 被拒絕
3	連接被拒絕，服務器不可用
4	連接被拒絕，錯誤的用戶名或密碼
5	連接被拒絕，未授權

Client主動關閉連接

Client 主動關閉連接的流程非常簡單，只需要向 Broker 發送一個 DISCONNECT 數據包就可以了。DISCONNECT 數據包沒有可變頭（Variable header）和消息體（Payload）。在 Client 發送完 DISCONNECT 之後，就可以關閉底層的 TCP 連接了，不需要等待 Broker 的回覆（Broker 也不會對 DISCONNECT 數據包回覆）。
注：當 Broker 收到 Client 的 DISCONNECT 數據包的時候，它認爲 Client 是正常地斷開連接，那麼它會丟棄當前連接指定的遺願消息（Will Message）。如果 Broker 檢測到 Client 連接丟失，但又沒有收到 DISCONNECT 消息包，它會認爲 Client 是非正常斷開連接，就會向在連接的時候指定的遺願主題（Will Topic）發佈遺願消息（Will Message）。

Broker主動關閉連接

MQTT 協議規定 Broker 在沒有收到 Client 的 DISCONNECT 數據包之前都應該保持和 Client 連接，只有 Broker 在 Keep Alive 的時間間隔裏，沒有收到 Client 的任何 MQTT 數據包的時候會主動關閉連接。Broker 主動關閉連接之前不會向 Client 發送任何 MQTT 數據包，Broker會直接關閉底層的 TCP 連接。