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EMQ踩坑之路-搭建/测试/nginx配置websocket的ws及wss/web页面测试连通性、微信小程序使用wss--MQTT推送_emq wss

作者：小丑西瓜9 | 2024-03-01 17:00:45

踩

emq wss

最近公司要做推送平台，我接手做这个任务。在使用过程中遇到一些坑，这里分享给大家。

一.MQTT协议介绍

推送平台一般是基于轻量级的mqtt协议搭建的。mqtt协议是物联网领域常用的，是实现长链接的一种方式。

先介绍一下http协议，使用http协议发起一次请求的过程是：客户端向服务端发起请求并建立链接，服务端处理客户端的请求并响应给客户端，最后客户端和服务端断开连接；也就是说http协议是请求响应式的，响应完成后则断开连接，是一种短链接。

和http协议相比，mqtt协议是一种长链接，一般是发布（pub）/订阅（sub）模式，需要一个broker服务器作为服务端，多个客户端都可以连接在这个broker服务器上，而且客户端和服务端一直保持连接（心跳）不断开，所以是一种长链接。A客户端向broker的某个topic上发送（pub）一条信息，如果有其他的客户端B1-B3订阅（sub）了这个broker上的这个topic的信息，这些客户端就可以收到A客户端发送的信息。

对于broker服务端来说，由于不同的设备都要和mqtt服务器保持心跳，所以如果客户端的数量达到一定规模，broker服务器的压力会非常大。同时，对于客户端来说，一直要和服务端保持心跳，对客户端的耗电量也有挑战。mqtt协议是物联网领域常用协议，原因是，物联网设备（如共享单车的智能锁）有很多时候会出现在网络环境比较差的场景中，设备断连后会不断的尝试和broker发起连接请求。mqtt协议满足这种低耗电量和网络差的场景需求。

对于搭建mqtt的broker的推送平台的技术选型：

1.mosquito，轻量级，单机版，不适合大规模企业级应用，很适合个人学习使用

2.EMQ，适合企业级应用，使用Erlang语言编写，个人感觉语言开发语言小众，后期维护优化成本比较高。当然可以花钱买官方的服务。

3.阿里云，企业级服务推荐使用，花钱开通服务就好了。文档：MQTT 快速入门 - 微消息队列MQTT版 - 阿里云购买地址：微消息队列MQTT版_mqtt协议_直播互动_容器与中间件-阿里云

这三种我都使用过，个人测试使用过mosquito和EMQ。企业初期我们生产环境也使用过EMQ,后面就转移到了阿里云上。

下面介绍以下大家最关心的搭建和测试，这里我是在centos7上搭建的EMQ。

二.EMQ搭建

如果没有服务器，可以使用买阿里云ECS服务器，限时九折，很便宜：云小站_专享特惠_云产品推荐-阿里云

搭建比较容易，这里就不介绍了，有兴趣的可以看看官网，我参考这篇博客：EMQ百万级MQTT消息服务(介绍和搭建)丶Java教程网-IT开发者们的技术天堂

EMQ由于是erlang语言写的，所以操作系统上要求安装erlang环境，并且对erlang的版本号有要求，搭建EMQ建议使用centos7以上的版本，不用升级操作系统的erlang库；在centos7以下的操作系统上搭建emq有个大坑，就是需要升级erlang的库，非常麻烦。

三.emq的管理平台

搭建完成后可以登录管理平台，需要注意下面的端口和协议 默认用户: admin，密码：public (可在平台中配置用户)

图中的协议和端口是对应的，千万不要用错了。

用java代码连接时，我一般使用tcp协议，其他协议暂时没有测试过，有兴趣可以自己测试。

写这篇博客时，我们的场景消费礼品卡（B扫C）：用户出示微信小程序中的礼品卡消费二维码，商家扫码消费，消费完成后要及时推送到用户的小程序上，让用户及时知道消费结果。这里就需要用户小程序出示二维码的同时（sub）监听broker中由后台服务器消费成功后pub的消费结果，微信的开发配置中要求使用websocket的ws和wss协议。ws和wss的差异类似于http和https，表示是否是加密传输。

四.测试pub和sub

测试可以使用客户端工具，也可以使用java代码，也可以使用js代码测试。最简单的就是使用上面的管理平台中的websocket菜单中的工具测试。

1.使用客户端工具

客户端工具有很多，这里推荐一个MQTT.fx,下载地址：Download free MQTT.fx 1.0

具体使用就不介绍了，大家自行网上查找。这个工具可以测试tcp连接，也可以测试ws wss连接，注意不同的协议对应不同的端口

2.java代码测试（这里只测试tcp的，使用1883端口）

官网给的参考代码java：https://www.eclipse.org/paho/clients/java/?spm=a2c4g.11186623.2.8.7b61de4eccPlSt

阿里云支持的各种SDK：SDK下载 - 微消息队列MQTT版 - 阿里云

主要有以下三个文件：

maven坐标：


        <dependency>
            <groupId>org.eclipse.paho</groupId>
            <artifactId>org.eclipse.paho.client.mqttv3</artifactId>
            <version>1.1.0</version>
        </dependency>

PushCallBack.java文件：


package mqtt;
 
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.IMqttDeliveryToken;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttCallback;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;
 
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
 
 
public class PushCallBack implements MqttCallback{
 
    public void connectionLost(Throwable cause) {
          // 连接丢失后，一般在这里面进行重连
          System.out.println("连接断开，可以做重连");
    }
 
    public void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken token) {
          System.out.println("deliveryComplete---------" + token.isComplete());
    }
 
    public void messageArrived(String topic, MqttMessage message) throws Exception {
          // subscribe后得到的消息会执行到这里面
          System.out.println("接收消息主题 : " + topic);
          System.out.println("接收消息Qos : " + message.getQos());
          System.out.println("接收消息内容 : " + new String(message.getPayload()));
    }
 
}

Client.java文件：


package mqtt;
 
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
 
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttClient;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttException;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttSecurityException;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttTopic;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;
 
public class Client {
 
    public static final String HOST = "tcp://192.168.1.200:1883";
    public static final String TOPIC = "toclient/124";
    private static final String clientid = "client124";
    private MqttClient client;
    private MqttConnectOptions options;
    private String userName = "admin";
    private String passWord = "public";
 
    private ScheduledExecutorService scheduler;
 
    private void start() {
        try {
            // host为主机名，clientid即连接MQTT的客户端ID，一般以唯一标识符表示，MemoryPersistence设置clientid的保存形式，默认为以内存保存
            client = new MqttClient(HOST, clientid, new MemoryPersistence());
            // MQTT的连接设置
            options = new MqttConnectOptions();
            // 设置是否清空session,这里如果设置为false表示服务器会保留客户端的连接记录，这里设置为true表示每次连接到服务器都以新的身份连接
            options.setCleanSession(true);
            // 设置连接的用户名
            options.setUserName(userName);
            // 设置连接的密码
            options.setPassword(passWord.toCharArray());
            // 设置超时时间 单位为秒
            options.setConnectionTimeout(10);
            // 设置会话心跳时间 单位为秒 服务器会每隔1.5*20秒的时间向客户端发送个消息判断客户端是否在线，但这个方法并没有重连的机制
            options.setKeepAliveInterval(20);
            // 设置回调
            client.setCallback(new PushCallBack());
            MqttTopic topic = client.getTopic(TOPIC);
            //setWill方法，如果项目中需要知道客户端是否掉线可以调用该方法。设置最终端口的通知消息
            options.setWill(topic, "close".getBytes(), 2, true);
 
            client.connect(options);
            //订阅消息
            int[] Qos  = {1};
            String[] topic1 = {TOPIC};
            client.subscribe(topic1, Qos);
 
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) throws MqttException {
        Client client = new Client();
        client.start();
    }
}

Server.java文件：


package mqtt;
 
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttClient;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttDeliveryToken;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttException;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttPersistenceException;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttTopic;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;
 
import java.io.*;
 
public class Server {
 
    public static final String HOST = "tcp://192.168.1.200:1883";
    public static final String TOPIC = "toclient/124";
    public static final String TOPIC125 = "toclient/125";
    private static final String clientid = "server";
 
    private MqttClient client;
    private MqttTopic topic;
    private MqttTopic topic125;
    private String userName = "admin";
    private String passWord = "password";
 
    private MqttMessage message;
 
    public Server() throws MqttException {
        // MemoryPersistence设置clientid的保存形式，默认为以内存保存
        client = new MqttClient(HOST, clientid, new MemoryPersistence());
        connect();
    }
 
    private void connect() {
        MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();
        options.setCleanSession(false);
        options.setUserName(userName);
        options.setPassword(passWord.toCharArray());
        // 设置超时时间
        options.setConnectionTimeout(10);
        // 设置会话心跳时间
        options.setKeepAliveInterval(20);
        try {
            client.setCallback(new PushCallBack());
            client.connect(options);
            topic = client.getTopic(TOPIC);
            topic125 = client.getTopic(TOPIC125);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
 
    public void publish(MqttTopic topic , MqttMessage message) throws MqttPersistenceException,
            MqttException {
        MqttDeliveryToken token = topic.publish(message);
        token.waitForCompletion();
        System.out.println("message is published completely! "
                + token.isComplete());
    }
 
    public static void main(String[] args) throws MqttException {
        Server server = new Server();
 
        server.message = new MqttMessage();
        server.message.setQos(2);
        server.message.setRetained(true);
//        server.message.setPayload("给客户端124推送的信息".getBytes());
 
        byte[] sends=File2Bytes("D://test.rar");
 
        server.message.setPayload(sends);
        server.publish(server.topic , server.message);
 
//        server.message = new MqttMessage();
//        server.message.setQos(2);
//        server.message.setRetained(true);
//        server.message.setPayload("给客户端125推送的信息".getBytes());
//        server.publish(server.topic125 , server.message);
 
        System.out.println(server.message.isRetained() + "------ratained状态");
    }
 
 
}

3.js代码测试（使用的是ws和wss协议）

mqtt的js客户端网上有很多，常用的两个是Paho.mqtt.js和MQTT.js，有兴趣的可以去github上详细了解，这里只说MQTT.js。

我的测试是在chrome浏览器中做的，所以需要html页面和js文件。测试步骤如下

a.下载MQTT.js .打开下面的连接，将浏览器中的js代码放到新建的mqtt.min.js文件中。

https://unpkg.com/mqtt/dist/mqtt.min.js

b.在html页面中引入这个js，由于是简单测试，这个html页面很简单，是个空白页面，通过浏览器的调试窗口（F12）的console可以看到输出结果。

这里有两个注意点：使用ws协议必须使用emq的8083端口，必须在请求地址端口后面添加"/mqtt“, ws://192.168.1.200:8083/mqtt , wss://192.168.1.200:8084/mqtt; 第一次链接时，浏览器（这里测试的是chrom浏览器，根据浏览器的厂商或者浏览器的不同版本会有差异）提示failed: Error in connection establishment: net::ERR_CERT_AUTHORITY_INVALID，因为证书是自签的，浏览器不认，解决办法：在浏览器上请求https://192.168.1.200:8084/mqtt((如果是经过ngnix转发的使用https://www.wuxiaolong.com/mqtt)),会提示不安全，选择高级，继续访问，就解决了这个问题。操作完成后再刷新该testMqtt.html页面就链接成功了。

testMqtt.html的页面如下：


<!DOCTYPE html>
 <html>
     <head>
         <meta charset="utf-8">
         <title></title>
         <script src="./mqtt.min.js" type="text/javascript"></script>
         <script type="text/javascript">
         
    
             window.onload= function connectMq(){
 
    // 连接选项
    const options = {
      connectTimeout: 4000, // 超时时间
      // 认证信息 按自己需求填写
      clientId: 'clientId123456',
      username: 'admin',
      password: 'public',
    }
 
    //a.使用ws协议必须使用emq的8083端口，必须在请求地址端口后面添加"/mqtt"
    //const client = mqtt.connect('ws://192.168.1.200:8083/mqtt', options)
    //const client = mqtt.connect('ws://www.wuxiaolong.com/mqtt', options)
    
    
    //b.使用wss协议必须使用emq的8084端口，必须在请求地址端口后面添加"/mqtt"；
    //第一次链接时，浏览器（这里测试的是chrom浏览器，根据浏览器的厂商或者浏览器的不同版本会有差异）提示failed: Error in connection establishment: net::ERR_CERT_AUTHORITY_INVALID，
    //因为证书是自签的，浏览器不认，解决办法：在浏览器上请求https://192.168.1.200:8084/mqtt((如果是经过ngnix转发的使用https://www.wuxiaolong.com/mqtt)),会提示不安全，选择高级，继续访问，就解决了这个问题。操作完成后再刷新该testMqtt.html页面就链接成功了。
    //const client = mqtt.connect('wss://192.168.1.200:8084/mqtt', options)
    const client = mqtt.connect('wss://www.wuxiaolong.com/mqtt', options)
    
    
    client.on('reconnect', (error) => {
      console.log('正在重连:', error)
    })
 
    client.on('error', (error) => {
      console.log('连接失败:', error)
    })
 
    client.on('connect', (e) => {
      console.log('成功连接服务器111')
        //订阅一个主题
      client.subscribe('wuxiaolong/test/topic', { qos: 0 }, function (err) {
        if (!err) {
          client.publish('wuxiaolong/test/topic', 'wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwww')
          console.log("订阅成功")
        }
 
      })
    })
    //监听mq的返回
    client.on('message', function (topic, message, packet) {
      // message is Buffer
      console.log("packet", packet.payload.toString())
      client.end()
    })
 
}   
 
         </script>    
     </head>
     <body>
     </body>
</html>

刷新浏览器：

这里面的一个最大的坑是wss的使用，因为我们是做微信小程序，微信小程序的接入标准是要求使用安全的网络传输，所以必须使用wss,而且要使用域名和443端口，域名要备案过，所以小程序不能直接访问emq集群，中间必须加一层nginx转发：

我的处理是:

a.小程序使用代码const client = mqtt.connect('wss://www.wuxiaolong.com/mqtt', options)

b.nginx将小程序的请求转换成ws的8083端口，nginx配置转发（nginx需要more_clear_headers模块，配置添加参见：openresty/headers-more-nginx-module）

nginx的配置如下：

server {

listen 80; # ws 绑定到 80 端口用于代码const client = mqtt.connect('ws://www.wuxiaolong.com/mqtt', options)
listen 443 ssl; # wss 绑定到 443 端口用于代码const client = mqtt.connect('wss://www.wuxiaolong.com/mqtt', options)

server_name www.wuxiaolong.com;
ssl on;
ssl_certificate ssl/wuxiaolong.com.cer;
ssl_certificate_key ssl/wuxiaolong.com.key;

location /mqtt {
proxy_redirect off;
proxy_pass http://192.168.1.200:8083; # 反向代理到 EMQ 非加密 WebSocket ws

proxy_set_header Host $host;

proxy_set_header X-Real_IP $remote_addr; # 反向代理保留客户端地址
proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr:$remote_port;

# WebSocket 额外请求头
proxy_http_version 1.1;
proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
proxy_set_header Connection “upgrade”;
}
}

参考博客：

使用 WebSocket 客户端连接 MQTT 服务器 - 简书

EMQ百万级MQTT消息服务(介绍和搭建)丶Java教程网-IT开发者们的技术天堂

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