Android程序員是如何使用 Kotlin 連接 MQTT的？

MQTT 是一種輕量級的、靈活的物聯網消息交換和數據傳遞協議，致力於爲 IoT 開發人員實現靈活性與硬件/網絡資源的平衡。

Kotlin 是一門由 JetBrains 公司開發的編程語言，Kotlin 是基於 JVM 的，所以開發者可以很方便地用它來進行Android 開發，並且支持 Kotlin 和 Java 的混合編寫。而早在 2017 年，Google 就宣佈 Kotlin 成爲官方開發語言。

本文主要介紹使用 Kotlin 語言在 Android 平臺上使用 MQTT。

新建 Kotlin 項目

打開 Android Studio 新建一個項目，選擇語言爲 Kotlin，Android Studio 會自動創建 Kotlin 相關配置。若要配置現有項目，則可以參考 將 Kotlin 添加到現有應用。

添加依賴

打開項目的 build.gradle，添加 Eclipse Paho Java Client 和 Eclipse Paho Android Service 依賴到 dependencies 部分。

dependencies {
    implementation 'org.eclipse.paho:org.eclipse.paho.client.mqttv3:1.2.4'
    implementation 'org.eclipse.paho:org.eclipse.paho.android.service:1.1.1' 
}

配置 AndroidManifest.xml

Android Service 是 Eclipse 開發的基於 Android 平臺的一個後臺服務，我們需要將它註冊到AndroidManifest.xml 文件，同時，我們需要註冊權限。

<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
<uses-permission android:name="android.permission.WAKE_LOCK" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />

<application
   ...
   <service android:name="org.eclipse.paho.android.service.MqttService" />
</application>

創建 MQTT 客戶端

private lateinit var mqttClient: MqttAndroidClient
// TAG
companion object {
    const val TAG = "AndroidMqttClient"
}

連接 MQTT 服務器

本文將使用 EMQ X MQTT Cloud 運營和維護的免費公共 MQTT 服務器， EMQ X Cloud 是由 EMQ 推出的安全的 MQTT 物聯網雲服務平臺，它提供一站式運維代管、獨有隔離環境的 MQTT 5.0 接入服務。

• Broker: broker.emqx.io
• TCP Port: 1883
• Websocket Port: 8083

fun connect(context: Context) {
        val serverURI = "tcp://broker.emqx.io:1883"
        mqttClient = MqttAndroidClient(context, serverURI, "kotlin_client")
        mqttClient.setCallback(object : MqttCallback {
            override fun messageArrived(topic: String?, message: MqttMessage?) {
                Log.d(TAG, "Receive message: ${message.toString()} from topic: $topic")
            }

            override fun connectionLost(cause: Throwable?) {
                Log.d(TAG, "Connection lost ${cause.toString()}")
            }

            override fun deliveryComplete(token: IMqttDeliveryToken?) {

            }
        })
        val options = MqttConnectOptions()
        try {
            mqttClient.connect(options, null, object : IMqttActionListener {
                override fun onSuccess(asyncActionToken: IMqttToken?) {
                    Log.d(TAG, "Connection success")
                }

                override fun onFailure(asyncActionToken: IMqttToken?, exception: Throwable?) {
                    Log.d(TAG, "Connection failure")
                }
            })
        } catch (e: MqttException) {
            e.printStackTrace()
        }

    }
其中，MqttCallback 接口包含 3 個方法：

messageArrived：收到 broker 新消息
connectionLost：與 broker 連接丟失
deliveryComplete：消息到 broker 傳遞完成
MqttConnectOptions 用於配置連接設置，包含用戶名密碼，超時配置等，具體可以查看其方法。

創建 MQTT 訂閱
訂閱 topic

fun subscribe(topic: String, qos: Int = 1) {
        try {
            mqttClient.subscribe(topic, qos, null, object : IMqttActionListener {
                override fun onSuccess(asyncActionToken: IMqttToken?) {
                    Log.d(TAG, "Subscribed to $topic")
                }

                override fun onFailure(asyncActionToken: IMqttToken?, exception: Throwable?) {
                    Log.d(TAG, "Failed to subscribe $topic")
                }
            })
        } catch (e: MqttException) {
            e.printStackTrace()
        }
    }
取消訂閱
取消訂閱 topic

fun unsubscribe(topic: String) {
        try {
            mqttClient.unsubscribe(topic, null, object : IMqttActionListener {
                override fun onSuccess(asyncActionToken: IMqttToken?) {
                    Log.d(TAG, "Unsubscribed to $topic")
                }

                override fun onFailure(asyncActionToken: IMqttToken?, exception: Throwable?) {
                    Log.d(TAG, "Failed to unsubscribe $topic")
                }
            })
        } catch (e: MqttException) {
            e.printStackTrace()
        }
    }

發佈消息

fun publish(topic: String, msg: String, qos: Int = 1, retained: Boolean = false) {
        try {
            val message = MqttMessage()
            message.payload = msg.toByteArray()
            message.qos = qos
            message.isRetained = retained
            mqttClient.publish(topic, message, null, object : IMqttActionListener {
                override fun onSuccess(asyncActionToken: IMqttToken?) {
                    Log.d(TAG, "$msg published to $topic")
                }

                override fun onFailure(asyncActionToken: IMqttToken?, exception: Throwable?) {
                    Log.d(TAG, "Failed to publish $msg to $topic")
                }
            })
        } catch (e: MqttException) {
            e.printStackTrace()
        }
    }

斷開 MQTT 連接

fun disconnect() {
        try {
            mqttClient.disconnect(null, object : IMqttActionListener {
                override fun onSuccess(asyncActionToken: IMqttToken?) {
                    Log.d(TAG, "Disconnected")
                }

                override fun onFailure(asyncActionToken: IMqttToken?, exception: Throwable?) {
                    Log.d(TAG, "Failed to disconnect")
                }
            })
        } catch (e: MqttException) {
            e.printStackTrace()
        }
    }

測試

首先將 Android 客戶端連接到 MQTT 服務器，然後訂閱 topic: a/b，可以看到連接成功和成功訂閱的日誌

然後我們使用 MQTT 5.0 客戶端工具 - MQTT X 進行測試，發佈消息到 topic: a/b，客戶端可以看到收到消息的日誌

我們在客戶端發佈消息到 topic: a/b ，因爲我們訂閱了該 topic，同時也會收到消息，最後我們斷開客戶端與 MQTT 服務器的連接，日誌如下

至此，我們已經完成了Android 上 MQTT 客戶端的構建，實現了客戶端與 MQTT 服務器的連接、主題訂閱、收發消息等功能。

MQTT 可以以極少的代碼和有限的帶寬，爲連接遠程設備提供實時可靠的消息服務。作爲一種低開銷、低帶寬佔用的即時通訊協議，使其在物聯網、小型設備、移動應用等方面有較廣泛的應用。

而 Kotlin 也是 Google 官方主推的一門語言，結合 MQTT 協議及 MQTT 雲服務，我們可以開發更多有趣的應用。