MQTT 是一种基于发布/订阅模式的轻量级传输协议，专门针对低带宽和不稳定网络环境的物联网运用而设计，可以用极少的代码为联网设备供应实时可靠的做事。MQTT协议广泛运用于物联网、移动互联网、智能硬件、车联网、聪慧城市、远程医疗、电力、石油与能源等领域。
MQTT协议由 Andy Stanford-Clark （IBM）和Arlen Nipper（Arcom，现为Cirrus Link）于1999年发布。根据Nipper的先容，MQTT必须具备以下几点：
据Arlen Nipper在 IBM Podcast上的自述，MQTT原名是 MQ TT，把稳 MQ 与 TT之间的空格，其全称为:MQ Telemetry Transport，是九十年代早期他在参与Conoco Phillips公司的一个原油管道数据采集监控系统（pipeline SCADA system）时开拓的一个实时数据传输协议。它的目的在于让传感器通过带宽有限的 VSAT ，与IBM的MQ Integrator通信。由于Nipper是遥感和数据采集监控专业出身，以是按业内老例取了 MQ TT 这个名字。
MQTT vs HTTP
MQTT的最小报文仅为2个字节，比HTTP占用更少的网络开销。MQTT与HTTP都能利用TCP连接，并实现稳定、可靠的网络连接。MQTT基于发布订阅模型，HTTP基于要求相应，因此MQTT支持双工通信。MQTT可实时推送，但HTTP须要通过轮询获取数据更新。MQTT是有状态的，但是HTTP是无状态的。MQTT可从连接非常断开中规复，HTTP无法实现此目标。MQTT vs XMPP
MQTT协议设计大略轻量、路由灵巧，将在移动互联网、物联网领域，全面取代PC时期的XMPP协议。MQTT报文体积小且编解码随意马虎，XMPP基于繁重的XML，报文体历年夜且交互繁琐。MQTT基于发布订阅模式，比较XMPP基于JID的点对点路由更为灵巧。MQTT支持JSON、二进制平分歧类型报文。XMPP采取XML承载报文，二进制必须Base64编码等处理。MQTT通过QoS担保可靠传输，XMPP主协议并未定义类似机制。为什么MQTT是适用于物联网的最佳协议？据IoT Analytics最新发布的《2022年春季物联网状况》研究报告显示，到2022年，物联网市场估量将增长18%，达到144亿生动连接。
在如此大规模的物联网需求下，海量的设备接入和设备管理对网络带宽、通信协议以及平台做事架构都带来了巨大的寻衅。对付物联网协议来说，必须针对性地办理物联网设备通信的几个关键问题：网络环境繁芜而不可靠、内存和闪存容量小、处理器能力有限。
MQTT协议正是为了应对以上问题而创建，经由多年的发展凭借其轻量高效、可靠的通报、海量连接支持、安全的双向通信等优点已成为物联网行业的首选协议。
轻量高效，节省带宽
MQTT将协议本身占用的额外花费最小化，头部最小只须要占用2个字节，可稳定运行在带宽受限的网络环境下。同时，MQTT客户端只需占用非常小的硬件资源，能运行在各种资源受限的边缘端设备上。
可靠的通报
MQTT协议供应了3种做事质量等级（Quality of Service），担保了在不同的网络环境下通报的可靠性。
QoS 0：最多通报一次。如果当时客户端不可用，则会丢失该。发布者发送一条之后，就不再关心它有没有发送到对方，也不设置任何重发机制。
QoS 1：通报至少1次。包含了大略的重发机制，发布者发送之后等待吸收者的ACK，如果没收到ACK则重新发送。这种模式能担保至少能到达一次，但无法担保重复。
QoS 2：仅传送一次。设计了重发和重复创造机制，担保到达对方并且严格只到达一次。
除了QoS之外，MQTT还供应了打消会话（Clean Session）机制。对付那些想要在重新连接后，收到离线期间错过的的客户端，可在连接时设置关闭打消会话，此时做事端将会为客户端存储订阅关系及离线，并在客户端再次上线后发送给客户端。
海量连接支持
MQTT协议从出身之时便考虑到了日益增长的海量物联网设备，得益于其精良的设计，基于MQTT的物联网运用及做事可轻松具备高并发、高吞吐、高可扩展能力。
连接海量的物联网设备，离不开 MQTT做事器的支持。目前，MQTT做事器中支持并发连接数最多的是EMQX。最近发布的 EMQX 5.0 通过一个23节点的集群达成了 1亿 MQTT连接+每秒100万吞吐，这使得EMQX 5.0成为目前为止环球最具扩展性的MQTT做事器。
安全的双向通信
依赖于发布订阅模式，MQTT许可在设备和云之间进行双向通信。发布订阅模式的优点在于：发布者与订阅者不须要建立直接连接，也不须要同时在线，而是由做事器卖力所有的路由和分发事情。
安全性是所有物联网运用的基石，MQTT支持通过TLS/SSL确保安全的双向通信，同时MQTT协议中供应的客户端ID、用户名和密码许可我们实现运用层的身份验证和授权。
在线状态感知
为了应对网络不稳定的情形，MQTT供应了心跳保活（Keep Alive）机制。在客户端与做事端永劫光无交互的情形下，Keep Alive保持连接不被断开，若一旦断开，客户端可即时感知并立即重连。
同时，MQTT设计了遗嘱（Last Will），让做事端在创造客户端非常下线的情形下，帮助客户端发布一条遗嘱到指定的 MQTT主题。
其余，部分MQTT做事器如EMQX也供应了高下线事宜关照功能，当后端做事订阅了特定主题后，即可收到所有客户真个高下线事宜，这样有助于后端做事统一处理客户真个高下线事宜。
MQTT 5.0与3.1.1在MQTT 3.1.1发布并成为OASIS标准的四年后，MQTT 5.0正式发布。这是一次重大的改进和升级，它的目的不仅仅是知足现阶段的行业需求，更是为行业未来的发展变革做了充足的准备。
MQTT 5.0在3.1.1版本根本上增加了会话/延时、缘故原由码、主题别名、用户属性、共享订阅等更加符合当代物联网运用需求的特性，提高了大型系统的性能、稳定性与可扩展性。目前，MQTT 5.0已成为绝大多数物联网企业的首选协议，我们建议初次打仗MQTT的开拓者直策应用该版本。
MQTT做事器MQTT做事器卖力吸收客户端发起的连接，并将客户端发送的转发到其余一些符合条件的客户端。一个成熟的MQTT做事器可支持海量的客户端连接及百万级的吞吐，帮助物联网业务供应商专注于业务功能并快速创建一个可靠的MQTT运用。
EMQX 是一款运用广泛的大规模分布式物联网MQTT做事器。自2013年在GitHub发布开源版本以来，目前环球下载量已超千万，累计连接物联网关键设备超过1亿台。
感兴趣的读者可通过如下Docker命令安装EMQX 5.0开源版进行体验。
dockerrun-d--nameemqx-p1883:1883-p8083:8083-p8084:8084-p8883:8883-p18083:18083emqx/emqx:latest
也可直接在EMQX Cloud上创建完备托管的MQTT做事。
MQTT客户端MQTT运用常日须要基于MQTT客户端库来实现MQTT通信。目前，基本所有的编程措辞都有成熟的开源MQTT客户端库，读者可参考EMQ整理的 MQTT客户端库大全选择一个得当的客户端库来构建知足自身业务需求的MQTT客户端。也可直接访问EMQ供应的 MQTT客户端编程系列博客，学习如何在Java、Python、PHP、Node.js等编程措辞中利用MQTT。
MQTT运用开拓还离不开MQTT测试工具的支持，一款易用且功能强大的MQTT测试工具可帮助开拓者缩短开拓周期，创建一个稳定的物联网运用。
MQTT X 是一款开源的跨平台桌面客户端，它大略易用且供应全面的MQTT 5.0功能、特性测试，可运行在macOS,Linux和Windows上。同时，它还供应了命令行及浏览器版本，知足不同场景下的MQTT测试需求。
至此，相信读者已对MQTT协议有了初步理解。接下来，读者可探索MQTT的更多高等运用，开启MQTT运用及做事开拓。
