基于 Dotnetty 的 Mqtt Client

Dotnetty

Netty是顶顶大名的网络通讯开发库，使通讯开发人员再也不用费九牛二虎之力来处理socket通讯和一些常见应用层协议如HTTP、WEBSOCKET、MQTT等底层问题，而可以专心做应用层的开发工作。Dotnetty是Azure团队照着Netty开发的C#版本。

MQTT Client

基于 Netty/Dotnetty 提供的是MQTT 14种Packet和编码、解码的实现，但没有提供MQTT客户端或服务端的官方实现。我重点参考了https://github.com/jetlinks/netty-mqtt-client的java代码，其中包含了重连和重传机制，相较于其他netty的mqtt client更为成熟，但代码中出现的Future/Promise也着实不好对付。

JAVA到C#

Java中的Future相当于C#的Task，Promise相当于TaskCompletionSource，后者主要用于将多个步骤合并为一个任务，都完成后再返回。Mqtt协议里，这种多步一回合的情况是普遍的，包括：

CONNECT——CONACT
PUBLISH——PUBACK
PUBLISH——PUBREC——PUBREL——PUBCOMP
SUBSCRIBE——SUBACK
UNSUBSCRIBE——UNSUBACK

例如，Client对外提供的 Publish 方法在QoS>0的情况下，并不是WriteAndFlush后就算完成了，还要等到PUBACK(QoS=1)甚至PUBREL(QoS=2)才能返回，这中间Mqtt Client和Mqtt Broker之间已经进行了好几次通讯，因此需要用Promise/TaskCompletionSource来将这几步通讯包裹成一个任务，执行完后Publish方法才返回。

代码结构

相关的代码已上传github，csdn下载，核心是MqttClient类，提供了Connect， Disconnect， Publish，Subscribe 和Unsubscribe 向Mqtt Broker发送消息的方法，以及On*** 负责接收来自Mqtt Broker消息的回调方法。MqttHandler作为管道里的最后一个Handler，负责接收来自Mqtt Broker的消息，转发给MqttClient。

在MqttClient基础上，可以方便的进行扩展，例如HeartbeatMqttClient就是在管道中加入了Idle和Ping两个Handler，实现定时发送PING包完成心跳功能。

测试一：订阅/发布相同主题

在云端服务器上运行mosquitto Mqtt Broker。通过如下代码，向服务器订阅test/1主题，然后再向test/1主题每秒发送 0-7，收到0-7，验证了Connect， Disconnect， Publish，Subscribe。

            Mqtt.Client.MqttClient mqttClient = new Mqtt.Client.MqttClient();var result = await mqttClient.ConnectAsync("127.0.0.1", 1883);Console.WriteLine($"connect {result.Success}");if (result.Success){await mqttClient.SubscribeAsync("test/1", DotNetty.Codecs.Mqtt.Packets.QualityOfService.AtLeastOnce, (packet) =>{var pubpacket = (DotNetty.Codecs.Mqtt.Packets.PublishPacket)packet;Console.WriteLine(pubpacket.Payload.GetString(0, pubpacket.Payload.WriterIndex, UTF8Encoding.UTF8));});await Task.Delay(1000);for(int i = 0; i < 8; i++){await mqttClient.PublishAsync("test/1", UTF8Encoding.UTF8.GetBytes(i.ToString()));await Task.Delay(1000);}await Task.Delay(1000);await mqttClient.DisconnectAsync();}

测试二：心跳

            Mqtt.Client.HeartbeatMqttClient mqttClient = new Mqtt.Client.HeartbeatMqttClient();var result = await mqttClient.ConnectAsync("127.0.0.1", 1883);Console.WriteLine($"connect {result.Success}");if (result.Success){await Task.Delay(100000);await mqttClient.DisconnectAsync();}