1-7 MQTT主题进阶 – 太极创客

通过以前的学习，我们了解到主题是MQTT的核心概念之一。在本节课里，我们来一起进一步了解MQTT主题这一概念。我们将从以下几个方面来学习MQTT主题的高级知识：

1. 主题基本形式
2. 主题分级
3. 主题通配符
4. 主题应用注意事项

主题的最基本形式就是一个字符串。以下是几个主题示例：

虽然主题看起来很简单，但是我们在使用主题时需要注意以下几点：

主题是区分大小写的。如上列表中的主题 motor_speed和Motor_speed是两个完全不同的主题。
主题可以使用空格 如以上列表中的current time，虽然有空格分隔current和time这两个词，但这实际是一个MQTT主题。不过，虽然我们可以使用空格，但是笔者强烈建议您不要在主题中使用空格。我们在开发时一不小心，可能就会漏掉空格，这将造成不必要的麻烦。
大部分MQTT服务端是不支持中文主题的，所以我们应使用英文字符或ASCII字符来作为MQTT主题。

MQTT主题可以是一个简单的字符串，比如motor_speed，myTopic。这些都是单一级别的主题。

为了更好的对主题进行管理和分类，我们可以对主题进行分级处理。MQTT主题各个级别之间可以使用”/”来分隔。如下例所示：

Tyler-1/motor/1/speed

在以上示例中一共有四级主题，分别是第1级 Tyler-1、第2级motor、第三级1、第4级speed。主题的每一级至少需要一个字符，比如以上示例中，数字1既是一级主题。

我们再来看几个分级主题的示例：

home/sensor/kitchen/temperature
home/sensor/kitchen/brightness
home/sensor/bedroom/temperature
home/sensor/bedroom/brightness

当客户端订阅主题时，可以使用通配符同时订阅多个主题。通配符只能在订阅主题时使用，下面我们将介绍两种通配符：单级通配符和多级通配符。

单级通配符: +

顾名思义，单级通配符可以代替一个主题级别。以下为含有单极通配符的主题示例。

home/sensor/+/temperature

当客户端订阅了以上主题后，它将会收到以下主题的信息内容：

home/sensor/kitchen/temperature
home/sensor/bedroom/temperature

我们可以看到，在home后面的级别中，由于客户端订阅的主题使用了+ 单级通配符，因此无论home级别后面的内容是什么，客户端都能收到这些主题的信息。

相反，客户端将无法收到以下主题的信息。

home/sensor/bedroom/brightness
office/sensor/bedroom//temperature
home/screen/livingroom/temperature

以上主题的红色部分都是客户端无法收到信息的原因。这些红色的部分都是与客户端订阅的主题“home/sensor/+/temperature”不相符的部分。

多级通配符 #

单级通配符仅可代替一个主题级别，而多级通配符”#”可以涵盖任意数量的主题级别。如下示例所示，多级通配符必须是主题中的最后一个字符。

home/sensor/#

当客户端订阅了以上含有”#”的主题后，可以收到以下主题的信息。

home/sensor/kitchen/temperature
home/sensor/bedroom/brightness
home/sensor/data

多级通配符可以代替多级主题信息，因此无论”home/sensor”后面有一级还是多级主题，都可以被订阅了”home/sensor/#”的客户端接收到。

– 以$开始的主题

以$开始的主题是MQTT服务端系统保留的特殊主题，我们不能随意订阅或者向其发布信息。以下是此类主题的示例：

$SYS/broker/clients/connected
$SYS/broker/clients/disconnected
$SYS/broker/clients/total
$SYS/broker/messages/sent
$SYS/broker/uptime

类似的主题还有很多。不过请记住一点，以$符号开头的主题是系统保留的特殊主题，我们不能随意订阅或者向其发布信息。

– 不要用 “/” 作为主题开头
MQTT允许使用“/”作为主题的开头，例如/home/sensor/data。但是这将这么做毫无意义，而且会额外产生一个没有用处的主题级别。所以我们应避免使用/作为主题的开头。

– 主题中不要使用空格
MQTT协议允许我们在主题中使用空格，但是阅读和调试含有空格的主题会显得异常困难。所以我们尽量不要在主题中使用空格或者特殊字符。

– 保持主题简洁明了
MQTT是一种轻量级的通讯协议，它常用于网络带宽受限的环境，因此我们应尽量让主题简洁明了，从而让设备间交互的内容更加简洁，以更好的适应网络带宽受限的环境。

– 主题中尽量使用ASCII字符
虽然很多MQTT设备支持UTF-8字符作为MQTT主题，但是笔者建议您在主题中尽量使用ASCII字符。

在主题中嵌入客户端ID
在主题中嵌入发布消息的客户端ID，这一操作可以为开发和管理MQTT信息提供便利。通过主题中的客户端ID内容，我们可以很容易的了解该主题信息是由哪一台设备所发布的。

接下来我们一起通过MQTTfx软件来实际操作一下我们这节课所学到的新知识。具体演示过程请见本文首部嵌入的视频教程。