使用Python发送、订阅消息

使用插件 paho-mqtt

官方文档：http://shaocheng.li/post/blog/2017-05-23 Paho 是一个开源的 MQTT 客户端项目，提供多种语言的 MQTT 客户端实现，包括 C、C++、C#、Java、Python、JavaScript 等，彻底支持 MQTT v3.1 和 v3.1.1 。Paho Python Client 是它的 Python 语言版本，支持 Python 2.7 和 3.x 。更多特性能够查看 http://www.eclipse.org/paho/clients/python/ ，源码和文档在 https://github.com/eclipse/paho.mqtt.python 。python

安装

在 Python 环境中用 pip install paho-mqtt 命令安装，或者下载源码：git

git clone https://github.com/eclipse/paho.mqtt.python.git
cd org.eclipse.paho.mqtt.python.git
python setup.py install

下面是一个简单的例子，链接一个 borker ，订阅系统默认话题，获取 broker 的版本号：github

import paho.mqtt.client as mqtt

def on_connect(client, userdata, flags, rc):
    print("Connected with result code "+str(rc))
    client.subscribe("$SYS/broker/version")

def on_message(client, userdata, msg):
    print(msg.topic+" "+str(msg.payload))

client = mqtt.Client()
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message

client.connect("iot.eclipse.org", 1883, 60)

client.loop_forever()

保存到 paho-mqtt.py 文件，执行：web

$ python paho-mqtt.py
Connected with result code 0
$SYS/broker/version mosquitto version 1.4.10

编程

paho.mqtt 包提供了三个类，Client、Publish 和 Subscribe。Publish 和 Subscribe 提供了简单的方法，一次性的发送或者接收消息，不会保持链接。Client 包含了新建客户端、链接、订阅、发送、回调函数等方法。一般的编程步骤是新建一个 Client 的实例，而后调用它提供的链接、发布和订阅等方法与 broker 通信：编程

新建一个 Client 实例
用一个 connect*() 函数链接 broker
用一个 loop*() 函数，维持与 broker 的链接
用 subscribe() 函数订阅一个话题，接收消息
用 publish() 函数发布消息
用 disconnect() 函数断开链接

下面主要介绍 Client 提供的方法，使用前先导入：ubuntu

import paho.mqtt.client as mqtt

初始化

新建一个 Client 实例：安全

Client(client_id="", clean_session=True, userdata=None, protocol=MQTTv311, transport="tcp")

这是 Client 类的构造函数，参数的含义：bash

client_id ，设置客户端的 ID ，应该是一个字符串，链接时向 broker 提交。若是为空，会随机生成一个 id ，此时，clean_session 必须设为 True 。
clean_session ，布尔型，若是为 True ，断开链接时，broker 会清除关于这个 client 的全部信息。若是为 False ，断开链接时，broker 会保留这个客户端的订阅信息和消息队列。
userdata ，用户自定义的数据，能够是任何类型，传递给回调函数。能够用 user_data_set() 函数更新。
protocol ，设置 MQTT 协议的版本，MQTTv31 或者 MQTTv311 。
transport ，传输协议，默认仍是 tcp ，能够设为 websockets 。

构造实例：服务器

import paho.mqtt.client as mqtt
mqttc = mqtt.Client()

能够调用 reinitialise() 从新初始化 Client ：websocket

reinitialise(client_id="", clean_session=True, userdata=None)

配置

这些函数用来设置 Client 的一些特性，一般在链接 broker 以前调用。

max_inflight_messages_set(self, inflight)

这个函数能够设置当 QoS>0 时，最多能够存在几条动态消息（已经发送，尚未确认成功的消息）。默认是 20 ，增长这个值会占用更多的内存，可是能够提高吞吐量。

max_queued_messages_set(self, queue_size)

这个函数能够设置当 QoS>0 时，发送消息队列的最大值，默认是 0 ，表示无限制。当队列满时，旧消息会丢弃。

message_retry_set(retry)

当 Qos>0 时，若是发送消息后超过必定时间尚未收到确认报文，就要重发消息，这个函数用于设置超时时间，单位是秒。默认是 5 秒，一般不用修改。

tls_set(ca_certs, certfile=None, keyfile=None, cert_reqs=ssl.CERT_REQUIRED,tls_version=ssl.PROTOCOL_TLSv1, ciphers=None)

配置 SSL 证书验证的函数，必须在 connect*() 函数以前调动。几个参数的含义：

ca_certs ，指定 CA 根证书的路径。
certfile,keyfile ，指定客户端私钥和证书的路径。
cert_reqs ，设置客户端对 broker 证书的需求，默认是 ssl.CERT_REQUIRED ，表示 broker 必须提供一个证书。
tls_version ，设置 SSL/TLS 协议的版本，默认是 TLS v1 。
ciphers ，设置本次链接的加密密码，默认是 None 。

设置用户名和密码：

username_pw_set(username, password=None)

设置遗嘱：

will_set(topic, payload=None, qos=0, retain=False)

当这个 client 断开链接时，broker 会发布这个遗嘱消息。参数的含义：

topic ，遗嘱消息的话题
payload ，遗嘱消息的内容，字符串类型，若是设为 None ，会发送一条长度为 0 消息。若是设置了 int 或者 float 类型的值，会当作字符串发送，若是你想发送真正的 int 或者 float 值，须要用 struct.pack() 生成消息。
qos ，遗嘱消息的安全等级
retain ，若是设为 True ，遗嘱消息会被设为保留消息

若是参数设置错误，函数会抛出 ValueError 异常。

链接

最基本的链接方法是 connect() ：

connect(host, port=1883, keepalive=60, bind_address="")

链接到 broker ，这是一个阻塞函数，参数的含义：

host ，broker 的 hostname 或者 IP
port ，broker 的开放端口，默认是 1883 ，若是使能了 SSL/TLS ，端口多是 8883
keepalive ，心跳间隔，单位是秒，若是 broker 和 client 在这段时间内没有任何通信，client 会给 broker 发送一个 ping 消息
bind_address ，若是 client 的本地计算机有多个网络接口，能够用这个参数绑定其中的一个

client 调用该函数发起链接后，若是收到 broker 发来的 CONNACK 消息，就会执行 on_connect() 回调函数。除此以外，还有 connect_async() 和 connect_srv() 两种函数能够链接 broker 。connect_async() 须要配合 loop_start() 函数以非阻塞的方式链接 broker。connect_srv() 是从 SRV DNS 获取 broker 的地址，而后再链接。调用过 connect*() 函数以后，能够调用 reconnect() 用现有的参数从新链接。调用 disconnect() 函数能够从 broker 断开链接，断开链接后，会执行 on_disconnect() 回调函数。

网络循环

网络循环的函数有四种，它们运行在后台，处理收发的消息。最基本的是 loop() ：

loop(timeout=1.0, max_packets=1)

这个函数会经过 select() 函数阻塞，直到有消息须要收发，阻塞的时间用 timeout 参数设置，不能超过心跳时间 keepalive ，不然你的 client 会定时从 broker 断开。max_packets 参数已通过时，无需设置。另外一个循环函数是 loop_forever() ，它会一直阻塞，直到 client 调用了 disconnect() ，而且，它会自动重连：

loop_forever(timeout=1.0, max_packets=1, retry_first_connection=False)

timeout 和 max_packets 参数已通过时，无需设置。

发布

publish(topic, payload=None, qos=0, retain=False)

向指定话题发送一条消息，参数的含义：

topic ，这条消息所属的话题
payload ，消息内容，字符串类型，若是设为 None ，会发送一条长度为 0 消息。若是设置了 int 或者 3. float 类型的值，会当作字符串发送，若是你想发送真正的 int 或者 float 值，须要用 struct.pack() 生成消息。
qos ，消息的安全等级
retain ，若是设为 Ture ，这条消息会被设为保留消息

若是参数设置错误，会抛出 ValueError 异常。消息发送成功后，会执行 on_publish() 回调函数。

当 broker 确认订阅有效后，client 会执行 on_subscribe() 回调函数。若是要取消订阅某个话题，能够调用 unsubscribe(topic) ，参数是字符串型，若是是取消多个话题，参数应该是一个字符串列表。取消成功的话，会执行 on_unsubscribe() 回调函数。

回调函数

当 broker 对 client 的链接请求作出回应时，会调用 on_connect() 回调函数，能够在该函数中判断链接是否成功:

on_connect(client, userdata, flags, rc)

参数 client 是当前 client 的实例，userdata 是 Client() 或 userdata_set() 设置的用户数据。flags 是 broker 发送的回应 flags ，字典类型。rc 表示链接结果，整数型，0 表示链接成功，链接失败可能的值有：

错误的协议版本
无效的 client ID
服务器不可用
错误的用户名或密码
没法验证

使用实例：

def on_connect(client, userdata, flags, rc):
    print("Connection returned result: "+connack_string(rc))

mqttc.on_connect = on_connect
...

对应的，与 broker 断开链接后，会执行 on_disconnect() 回调函数：

on_disconnect(client, userdata, rc)

rc 表示断开链接的状态，若是是 0 ，表示是调用了 disconnect() 引发的断开链接，其余结果表示意外断开，好比网络中断。使用实例：

def on_disconnect(client, userdata, rc):
    if rc != 0:
        print("Unexpected disconnection.")

mqttc.on_disconnect = on_disconnect
...

当 client 接收到已订阅的话题的消息时，会调用 on_message() 回调函数，在该函数中判断是哪一个话题的消息，并处理消息内容：

on_message(client, userdata, message)

参数 message 是 MQTTMessage 类的实例，这个类包含的成员有 topic ，payload ，qos ，retain 。使用实例：

def on_message(client, userdata, message):
    print("Received message '" + str(message.payload) + "' on topic '"
        + message.topic + "' with QoS " + str(message.qos))

mqttc.on_message = on_message
...

若是要用通配符同时处理多个话题的消息，例如用 sensors/# 匹配 sensors/temperature 和 sensors/humidity 话题，能够用 message_callback_add() 设置回调函数：

message_callback_add(sub, callback)

参数 sub 是一个使用通配符的话题过滤器，字符串型，用 callback 参数指定回掉函数，与 on_message() 相同的类型。若是同时设置了 on_message() 和 message_callback_add() 回调函数，会首先寻找合适的 message_callback_add() 定义的话题过滤器，若是没有匹配，才会调用 on_message() 。

实例

假设 broker 要求提供用户名、密码、证书和密钥，下面是一个简单的 client 例子：

$ cat path-mqtt.py

#!/usr/bin/python

import paho.mqtt.client as mqtt

cafile = "/etc/mosquitto/ca/ca.crt"
certfile = "/home/ubuntu/CA/client.crt"
keyfile = "/home/ubuntu/CA/client.key"
user = "guest"
passwd = "12345678"
server = "localhost"
port = 8883

def on_connect(client, userdata, flags, rc):
    print("Connected with result code "+str(rc))
    client.subscribe("$SYS/broker/version")

def on_message(client, userdata, msg):
    print(msg.topic+" "+str(msg.payload))

client = mqtt.Client()
client.tls_set(cafile,certfile,keyfile)
client.username_pw_set(user,passwd)
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message

client.connect(server, port, 60)

client.loop_forever()

执行：

$ ./path-mqtt.py
Connected with result code 0
$SYS/broker/version mosquitto version 1.4.11

简单实例

# pip install paho-mqtt
import paho.mqtt.client as mqtt
import time

server = "192.168.1.168"  # mqtt地址
port = 1883  # mqtt端口

def on_connect(client,userdata,flags,rc):
    """
    mqtt链接成功的回调
    """
    print("MQTT服务器链接返回码：" + str(rc))
    client.subscribe([("/wjw/znqs/123456789/1/down",0),("/wjw/znqs/123456789/2/down",0)])
    

def on_message(client,userdata,msg):
    """
    mqtt收到订阅消息回调
    """
    print(msg.topic +" --> "+(msg.payload).decode())



client = mqtt.Client()
client.on_connect = on_connect # 绑定mqtt链接回调
client.on_message = on_message # 绑定mqtt订阅消息回调
client.connect(server,port,60) # 链接mqtt服务
client.publish("/wjw/znqs/123456789/1/up", payload="1 2 3 4 5 6 7", qos=0, retain=False)
print(time.time() , "   /wjw/znqs/123456789/1/up ---> 1 2 3 4 5 6 7")

client.loop_forever() # 阻塞函数

"""
while 1:
    client.publish("/wjw/znqs/123456789/1/up", payload="1 2 3 4 5 6 7", qos=0, retain=False)
    print(time.time() , "   /wjw/znqs/123456789/1/up ---> 1 2 3 4 5 6 7")
    time.sleep(5)

"""

案例

https://blog.csdn.net/lhh08hasee/article/details/88025436