协议产生背景

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议），是一种基于TCP/IP网络协议栈的应用层协议。MQTT最开始是1999年IBM公司用于通过卫星通信连接石油管道监测系统而创造的协议。
这种场景的特点是：

2023.07.17收到了百度开源IoT Broker的好消息，一直没有时间看。最近工作闲下来了，准备分析一下它的实现。

2019年开发Broker时，调研了很多实现方式，百度IoT是我特别想参考的实现，只可惜当时并没有开源代码可以参考，通过对实现方式的猜测，总结了这篇文章：《百度IoT：MQTT Broker架构设计》，不过现在开源版本改动了很多东西。

我们以BifroMQ v1.0.2版本来分析。

JMQTT是cicizz在2019年开始开源的项目，当时我们公司刚好在做IoT的东西，需要一个Java语言的MQTT Broker，但是当时物联网刚刚兴起，别说Java写的了，就是其他语言写的，也就只有emqtt（现改名EMQX）算是能用的，其他的如古早的mosquitto都是玩具项目。所以JMQTT1.x是很厉害的，也是我参考了很多的项目。

我参与了JMQTT初期的一些开发，不过现在JMQTT已经发展到3.x版本了，被改了很多东西，如为了支持MQTT5增加了hivemq-client，为了优化集群增加了akka，然后增加了一些UI界面等，还有一些老代码的兼容。个人认为新版的代码已经很乱了，比如MQTT3是用Netty直接写的，MQTT5又用hivemq间接地用Netty，这种就很难管理。

MqttWk可以算作开源MQTT Broker中的教科书，代码简洁易懂，虽然并不适合生产，但对照着MQTT白皮书的每个功能，都能在里面找到基本的实现，能够对Broker有个非常全面的认知以及有了兜底方案的底气（实在写不出，按这个思路先上生产也行，能用就行）。

作者wizzer其实是为了推广他写的Nutz，把MqttWk当作Nutz的一个应用场景来写的。Nutz/NutzBoot就是国产版Spring/Springboot，作者除了实现IoC、AOP等基本功能，还做了一些国内公司喜欢的小优化。在MqttWk中大量出现Nutz的代码，不过不必担心，只要会Spring就能够瞬间理解，只是换了个参数名字而已。

Moquette 0.12（以下简称M12）的订阅树实现在moquette-0.12/broker/src/main/java/io/moquette/broker/subscriptions，包括：

查看源码的时候应该从CTrie开始阅读。

一、M10 简介

Moquette 0.10（以下简称M10）的订阅树实现在moquette-0.10/broker/src/main/java/io/moquette/spi/impl/subscriptions，包括：

• SubscriptionsDirectory：订阅树的增删改查
• Token：片段，由topicFilter按“/”分割而成的最小字符串单位
• Topic：主题/主题过滤器，包含一系列方法，比如比较主题和主题过滤器是否匹配
• Subscription：订阅信息，{clientId, topicFilter，qos，active}
• TreeNode：树节点

查看源码的时候应该从SubscriptionsDirectory开始阅读。

百度IoT的Broker设计我特别想参考的但是技术能力和时间不够去实现……网上只有一篇百度工程师的总结《共享行业的分布式MQTT设计》，这里将围绕这篇文章去讲解。

Broker集群架构

单机版MQTT Broker有连接数量和并发处理能力的限制，因此分布式必不可少。百度IoT采用的Akka Cluster来做集群管理，每个节点对等，不存在像Mosquitto这种用一台机器“桥接”做分布式产生的单点故障隐患。每个节点监听MemberUp、MemberDown、MemberUnreachable、ClusterMemberState等事件来感知其他节点的上下线，用Akka Actor实现节点间的消息通信。