用MQTT实现"世界频道"只需5分钟，抄作业使我快乐！【附源码】

说到“世界频道”想必大家都不陌生，常见的如王者荣耀的世界广播摇人组队以及最近兴起的Discord社区交友等等。究其目的就是在应用内让海量用户可以实时互动。有些开发者为了实现这种场景会选择聊天室方案来实现，但是这种方式存在一定的局限性，比如聊天室人数上限、海量消息处理等各种情况。

当然如果有钱有颜，可以直接选择云厂商产品（比如环信的聊天室方案和超级社区），如果有才有time，也可以选择平替版MQTT实现方案。今天小猿将介绍用环信MQTT消息云实现应用内的世界频道，满满干货，不要错过～～

使用MQTT实现世界频道-Demo效果演示

协议优势：

在介绍具体方案之前，我们先唠一唠为啥选择MQTT协议。

轻量级：MQTT本身是物联网的连接协议，专为受限设备和低带宽场景使用。所以其代码占用空间较小，同样适用于注重SDK大小的移动应用领域（比如：游戏领域）。

易集成：MQTT作为标准开放的消息协议，经过多年演进，已支持30多种开发语言，10余种SDK，无论何种开发环境，都可以快速找到开源SDK。

高并发：MQTT是轻量级的消息传输协议，2字节心跳报文，最小化传输和连接成本，云厂商broker产品都可支持千万级并发接入，适用于高并发连接场景。

低成本：MQTT是基于客户端-服务器的订阅/发布模型，通过服务器中间件实现消息分发，减少消息复制成本，快速实现一对多在线推送。

灵活性：MQTT协议支持多种消息特性，包括：topic主题层级、消息分级（QoS0，1，2）、遗嘱消息、保留消息等，可以灵活实现多种业务场景。

衍生功能：随着MQTT云服务的发展，部分服务器厂商已支持消息存储、获取在线设备列表、查看历史消息等衍生功能，降低开发工作量与消息存储成本。

实现方案：

言归正传，上干货。本次技术实现方案包含：移动客户端（Android）、后端服务（Java）以及MQTT服务器。这里提一下，MQTT服务器使用环信MQTT消息云，使用三方云服务比较省心，既节省开发时间，产品性能也不需要担心，现在注册可以直接使用环信MQTT消息云超高额度的免费版：每月100并发连接、300万消息，完全满足功能开发使用。

客户端实现：

客户端实现主要包含以下两部分：

底层MQTT业务集成：包含引入SDK、MQTT方法封装、业务交互（消息收发）。

APP上层交互：在APP首页提供世界频道入口，实现心情弹幕飘窗（接收）和发送。

接下来上底层MQTT业务集成代码。

引入SDK：

这一步环信官方文档比较明确，就是根据自己的平台引入相应的mqtt客户端sdk，这里简单贴一下AndroidStudio的引入配置

1// 在根目录 build.gradle repositories 下加入配置
2maven { url "https://repo.eclipse.org/content/repositories/paho-snapshots/" }
3...
4// 然后加入 MQTT 依赖
5// MQTT sdk https://docs-im.easemob.com/mqtt/qsandroidsdk
6implementation 'org.eclipse.paho:org.eclipse.paho.client.mqttv3:1.1.0'
7implementation 'org.eclipse.paho:org.eclipse.paho.android.service:1.1.1'

方法封装

这里贴一下对mqtt相关方法的简单封装，代码在vmmqtt模块儿的MQTTHelper类下：

1 /**
  2 * Create by lzan13 on 2022/3/22
  3 * 描述：MQTT 帮助类
  4 */
  5 object MQTTHelper {
  6
  7    private var mqttClient: MqttAndroidClient? = null
  8
  9    // 缓存主题集合
 10    private val topicList = mutableListOf<String>()
 11
 12    /**
 13     * 链接MQTT
 14     * @param id 用户 Id
 15     * @param token 用户链接 MQTT 的 Token
 16     * @param topic 需要订阅的主题，不为空就会在连接成功后进行订阅
 17     */
 18    fun connect(id: String, token: String, topic: String = "") {
 19        // 处理订阅主题
 20        if (topic.isNotEmpty()) topicList.add(topic)
 21
 22        // 拼接链接地址
 23        val url = "tcp://${MQTTConstants.mqttHost()}:${MQTTConstants.mqttPort()}"
 24        // 拼接 clientId
 25        val clientId = "${id}@${MQTTConstants.mqttAppId()}"
 26        mqttClient = MqttAndroidClient(VMTools.context, url, clientId)
 27
 28        //连接参数
 29        val options = MqttConnectOptions()
 30        options.isAutomaticReconnect = true //设置自动重连
 31        options.isCleanSession = true // 缓存
 32        options.connectionTimeout = CConstants.timeMinute.toInt() // 设置超时时间，单位：秒
 33        options.keepAliveInterval = CConstants.timeMinute.toInt() // 心跳包发送间隔，单位：秒
 34        options.userName = id // 用户名
 35        options.password = token.toCharArray() // 密码
 36        options.mqttVersion = MqttConnectOptions.MQTT_VERSION_3_1_1;
 37        // 设置MQTT监听
 38        mqttClient?.setCallback(object : MqttCallback {
 39            override fun connectionLost(t: Throwable) {
 40                // 通知链接断开
 41                VMLog.d("MQTT 链接断开 $t")
 42            }
 43
 44            @Throws(Exception::class)
 45            override fun messageArrived(topic: String, message: MqttMessage) {
 46                // 通知收到消息
 47                VMLog.d("MQTT 收到消息:$message")
 48                // 如果未订阅则直接丢弃
 49                if (!topicList.contains(topic)) return
 50                notifyEvent(topic, String(message.payload))
 51            }
 52
 53            override fun deliveryComplete(token: IMqttDeliveryToken) {}
 54        })
 55        //进行连接
 56        mqttClient?.connect(options, null, object : IMqttActionListener {
 57            override fun onSuccess(token: IMqttToken) {
 58                VMLog.d("MQTT 链接成功")
 59                // 链接成功，循环订阅缓存的主题
 60                topicList.forEach { subscribe(it) }
 61            }
 62
 63            override fun onFailure(token: IMqttToken, t: Throwable) {
 64                VMLog.d("MQTT 链接失败 $t")
 65            }
 66        })
 67    }
 68
 69    /**
 70     * 订阅主题
 71     * @param topic 主题
 72     */
 73    fun subscribe(topic: String) {
 74        if (!topicList.contains(topic)) {
 75            topicList.add(topic)
 76        }
 77        try {
 78            //连接成功后订阅主题
 79            mqttClient?.subscribe(topic, 0, null, object : IMqttActionListener {
 80                override fun onSuccess(token: IMqttToken) {
 81                    VMLog.d("MQTT 订阅成功 $topic")
 82                }
 83
 84                override fun onFailure(token: IMqttToken, t: Throwable) {
 85                    VMLog.d("MQTT 订阅失败 $topic $t")
 86                }
 87            })
 88        } catch (e: MqttException) {
 89            e.printStackTrace()
 90        }
 91    }
 92
 93    /**
 94     * 取消订阅
 95     * @param topic 主题
 96     */
 97    fun unsubscribe(topic: String) {
 98        if (topicList.contains(topic)) {
 99            topicList.remove(topic)
100        }
101        try {
102            mqttClient?.unsubscribe(topic)
103        } catch (e: MqttException) {
104            e.printStackTrace()
105        }
106    }
107
108    /**
109     * 发送 MQTT 消息
110     * @param topic 主题
111     * @param content 内容
112     */
113    fun sendMsg(topic: String, content: String) {
114        val msg = MqttMessage()
115        msg.payload = content.encodeToByteArray() // 设置消息内容
116        msg.qos = 0 //设置消息发送质量，可为0,1,2.
117        // 设置消息的topic，并发送。
118        mqttClient?.publish(topic, msg, null, object : IMqttActionListener {
119            override fun onSuccess(asyncActionToken: IMqttToken) {
120                VMLog.d("MQTT 消息发送成功")
121            }
122
123            override fun onFailure(asyncActionToken: IMqttToken, exception: Throwable) {
124                VMLog.d("MQTT 消息发送失败 ${exception.message}")
125            }
126        })
127    }
128
129    /**
130     * 通知 MQTT 事件
131     */
132    private fun notifyEvent(topic: String, data: String) {
133        LDEventBus.post(topic, data)
134    }
135 }

业务交互

和业务相关的就是在启动APP后，使用后端服务器返回的鉴权token信息及连接封装接口登录环信通MQTT服务器，登录成功后订阅主题并监听消息。

1// 请求 token 成功后，调用MQTTHelper.connect()链接 MQTT 服务器，这里会同时传递监听的主题
 2MQTTHelper.connect(mUser.id, token, MQTTConstants.Topic.newMatchInfo)
 3
 4/**
 5 * 发送匹配信息
 6 */
 7private fun sendMatchInfo() {
 8    if (selfMatch.user.nickname.isEmpty()) return
 9    // 提交自己的匹配信息到服务器
10    mViewModel.submitMatch(selfMatch)
11    val json = JSONObject()
12    json.put("content", selfMatch.content)
13    json.put("emotion", selfMatch.emotion)
14    json.put("gender", selfMatch.gender)
15    json.put("type", selfMatch.type)
16    val jsonUser = JSONObject()
17    jsonUser.put("avatar", mUser.avatar)
18    jsonUser.put("id", mUser.id)
19    jsonUser.put("nickname", mUser.nickname)
20    jsonUser.put("username", mUser.username)
21    json.put("user", jsonUser)
22    MQTTHelper.sendMsg(MQTTConstants.Topic.newMatchInfo, json.toString())
23}
24
25// 监听消息这里使用了一个事件总线进行通知，在上边封装 MQTTHelper 发送消息也使用了这个，
26// 订阅 MQTT 事件
27LDEventBus.observe(this, MQTTConstants.Topic.newMatchInfo, String::class.java) {
28        val match = JsonUtils.fromJson<Match>(it, Match::class.java)
29        // 这里收到匹配信息之后就增加一条弹幕
30    addBarrage(match)
31}

后端服务实现

接下来介绍后端服务实现，主要包含以下两部分：

配置连接信息：配置环信MQTT消息云连接信息。

获取鉴权信息：获取客户端连接需要的鉴权信息。

配置连接信息

配置部分只需要按照环信后台配置信息进行替换就好，配置在config目录下的config.xxx.json文件内

1/**
 2 * Easemob MQTT 配置 https://console.easemob.com/app/generalizeMsg/overviewService
 3 */
 4config.mqtt = {
 5    host: 'mqtt host', // MQTT 链接地址
 6  appId: 'appId', // MQTT AppId
 7  port: [ 1883, 1884, 80, 443 ], // MQTT 端口 1883(mqtt),1884(mqtts),80(ws),443(wss)
 8  restHost: 'https://api.cn1.mqtt.chat/app/8igtc0', // MQTT 服务 API 地址
 9  clientId: 'client id', // 替换环信后台 clientId
10  clientSecret: 'client secret', // 替换环信后台 clientSecret
11};

获取鉴权信息

这里主要是获取客户端连接所需要的鉴权信息token，为了安全token肯定是要放在服务器端生成的，废话不多说，上代码：

1/**
  2 * Create by lzan13 on 2022/3/22
  3 * 描述：MQTT 帮助类
  4 */
  5object MQTTHelper {
  6
  7    private var mqttClient: MqttAndroidClient? = null
  8
  9    // 缓存主题集合
 10    private val topicList = mutableListOf<String>()
 11
 12    /**
 13     * 链接MQTT
 14     * @param id 用户 Id
 15     * @param token 用户链接 MQTT 的 Token
 16     * @param topic 需要订阅的主题，不为空就会在连接成功后进行订阅
 17     */
 18    fun connect(id: String, token: String, topic: String = "") {
 19        // 处理订阅主题
 20        if (topic.isNotEmpty()) topicList.add(topic)
 21
 22        // 拼接链接地址
 23        val url = "tcp://${MQTTConstants.mqttHost()}:${MQTTConstants.mqttPort()}"
 24        // 拼接 clientId
 25        val clientId = "${id}@${MQTTConstants.mqttAppId()}"
 26        mqttClient = MqttAndroidClient(VMTools.context, url, clientId)
 27
 28        //连接参数
 29        val options = MqttConnectOptions()
 30        options.isAutomaticReconnect = true //设置自动重连
 31        options.isCleanSession = true // 缓存
 32        options.connectionTimeout = CConstants.timeMinute.toInt() // 设置超时时间，单位：秒
 33        options.keepAliveInterval = CConstants.timeMinute.toInt() // 心跳包发送间隔，单位：秒
 34        options.userName = id // 用户名
 35        options.password = token.toCharArray() // 密码
 36        options.mqttVersion = MqttConnectOptions.MQTT_VERSION_3_1_1;
 37        // 设置MQTT监听
 38        mqttClient?.setCallback(object : MqttCallback {
 39            override fun connectionLost(t: Throwable) {
 40                // 通知链接断开
 41                VMLog.d("MQTT 链接断开 $t")
 42            }
 43
 44            @Throws(Exception::class)
 45            override fun messageArrived(topic: String, message: MqttMessage) {
 46                // 通知收到消息
 47                VMLog.d("MQTT 收到消息:$message")
 48                // 如果未订阅则直接丢弃
 49                if (!topicList.contains(topic)) return
 50                notifyEvent(topic, String(message.payload))
 51            }
 52
 53            override fun deliveryComplete(token: IMqttDeliveryToken) {}
 54        })
 55        //进行连接
 56        mqttClient?.connect(options, null, object : IMqttActionListener {
 57            override fun onSuccess(token: IMqttToken) {
 58                VMLog.d("MQTT 链接成功")
 59                // 链接成功，循环订阅缓存的主题
 60                topicList.forEach { subscribe(it) }
 61            }
 62
 63            override fun onFailure(token: IMqttToken, t: Throwable) {
 64                VMLog.d("MQTT 链接失败 $t")
 65            }
 66        })
 67    }
 68
 69    /**
 70     * 订阅主题
 71     * @param topic 主题
 72     */
 73    fun subscribe(topic: String) {
 74        if (!topicList.contains(topic)) {
 75            topicList.add(topic)
 76        }
 77        try {
 78            //连接成功后订阅主题
 79            mqttClient?.subscribe(topic, 0, null, object : IMqttActionListener {
 80                override fun onSuccess(token: IMqttToken) {
 81                    VMLog.d("MQTT 订阅成功 $topic")
 82                }
 83
 84                override fun onFailure(token: IMqttToken, t: Throwable) {
 85                    VMLog.d("MQTT 订阅失败 $topic $t")
 86                }
 87            })
 88        } catch (e: MqttException) {
 89            e.printStackTrace()
 90        }
 91    }
 92
 93    /**
 94     * 取消订阅
 95     * @param topic 主题
 96     */
 97    fun unsubscribe(topic: String) {
 98        if (topicList.contains(topic)) {
 99            topicList.remove(topic)
100        }
101        try {
102            mqttClient?.unsubscribe(topic)
103        } catch (e: MqttException) {
104            e.printStackTrace()
105        }
106    }
107
108    /**
109     * 发送 MQTT 消息
110     * @param topic 主题
111     * @param content 内容
112     */
113    fun sendMsg(topic: String, content: String) {
114        val msg = MqttMessage()
115        msg.payload = content.encodeToByteArray() // 设置消息内容
116        msg.qos = 0 //设置消息发送质量，可为0,1,2.
117        // 设置消息的topic，并发送。
118        mqttClient?.publish(topic, msg, null, object : IMqttActionListener {
119            override fun onSuccess(asyncActionToken: IMqttToken) {
120                VMLog.d("MQTT 消息发送成功")
121            }
122
123            override fun onFailure(asyncActionToken: IMqttToken, exception: Throwable) {
124                VMLog.d("MQTT 消息发送失败 ${exception.message}")
125            }
126        })
127    }
128
129    /**
130     * 通知 MQTT 事件
131     */
132    private fun notifyEvent(topic: String, data: String) {
133        LDEventBus.post(topic, data)
134    }

135}

源码地址

核心代码就这么多，不超过500行，这里没有直接调用环信历史消息接口获取消息存储记录，后续可以在进行改良，简化实现流程。源码链接附上，配合使用效果更佳。

服务端github源码：

https://github.com/lzan13/vmtemplateserver

客户端github源码：

https://gitee.com/lzan13/VMTemplateAndroid

写在最后

MQTT协议资源占用小，并发连接高，集成简单，特别适用于高频数据交互场景，比如：游戏的世界广场、视频平台弹幕等等等等，欢迎各位小伙伴集思广益，基于MQTT服务实现更多的业务场景，享受技术带来的便利与快乐。