【Python】基于MQTT的聊天客户端

MQTT简介

MQ 遥测传输 (MQTT) 是轻量级基于代理的发布/订阅的消息传输协议，设计思想是开放、简单、轻量、易于实现。这些特点使它适用于受限环境。该协议的特点有：

使用发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布，解除应用程序耦合。

对负载内容屏蔽的消息传输。

使用 TCP/IP 提供网络连接。

小型传输，开销很小（固定长度的头部是 2 字节），协议交换最小化，以降低网络流量。

使用 Last Will 和 Testament 特性通知有关各方客户端异常中断的机制。

有三种消息发布服务质量：

“至多一次”，消息发布完全依赖底层 TCP/IP 网络。会发生消息丢失或重复。这一级别可用于如下情况，环境传感器数据，丢失一次读记录无所谓，因为不久后还会有第二次发送。

“至少一次”，确保消息到达，但消息重复可能会发生。

“只有一次”，确保消息到达一次。这一级别可用于如下情况，在计费系统中，消息重复或丢失会导致不正确的结果。

前言

在学习TCP/UDP socket的时候教程都会给一个聊天客户端的示例。MQTT是基于TCP的通信协议，在学习MQTT的过程，想着不如自己也写一个MQTT聊天客户端。

首先需要一个MQTT的服务器，不会搭建的可以参考这篇文章。

代码清单

我这里使用的是Python语言，Python环境需要安装paho-mqtt包。

# File Name:mqtt_chat_client.py
# Python Version:3.5.1

import paho.mqtt.client as mqtt
import json

def on_connect(client, userdata, flags, rc):
print("Connected with result code "+str(rc))

client.subscribe("chat")
client.publish("chat", json.dumps({"user": user, "say": "Hello,anyone!"}))

def on_message(client, userdata, msg):
#print(msg.topic+":"+str(msg.payload.decode()))
#print(msg.topic+":"+msg.payload.decode())
payload = json.loads(msg.payload.decode())
print(payload.get("user")+":"+payload.get("say"))

if __name__ == '__main__':
client = mqtt.Client()
client.username_pw_set("admin", "password")  # 必须设置，否则会返回「Connected with result code 4」
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message

HOST = "127.0.0.1"

client.connect(HOST, 61613, 60)
#client.loop_forever()

user = input("请输入名称:")
client.user_data_set(user)

client.loop_start()

while True:
str = input()
if str:
client.publish("chat", json.dumps({"user": user, "say": str}))

运行两个实例，可以在MQTT服务器后台看到有两个MQTT客户端连接到服务器了，说明连接成功，尝试用其中一个客户端发送消息吧。

客户端1控制台

请输入名称:Lucy
Connected with result code 0
Lucy:Hello,anyone!
Tom:Hello,anyone!
Tom:Lucy在吗？
是的，我在！
Lucy:是的，我在！

客户端2控制台：

请输入名称:Tom
Connected with result code 0
Tom:Hello,anyone!
Lucy在吗？
Tom:Lucy在吗？
Lucy:是的，我在！

2017年8月24日更新：关于连接不成功的情况

评论区有关连接不成功的情况，建议先用MQTT调试工具尝试连接服务器测试，缩小错误范围。如果示例代码不能成功连接，建议自己重新写一份或尝试使用下面的代码。

import paho.mqtt.client as mqtt

HOST = "192.168.10.8"
PORT = 61613

def on_connect(client, userdata, flags, rc):
print("Connected with result code "+str(rc))

client.subscribe("/+")

def on_message(client, userdata, msg):
print(msg.topic+" "+msg.payload.decode("utf-8"))

def test():
client = mqtt.Client()    # 可能需要设置ClientId
client.username_pw_set("admin", "password")  # 必须设置，否则会返回「Connected with result code 4」
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message
client.connect(HOST, PORT, 60)
client.loop_forever()

if __name__ == '__main__':
test()