前言 隨著物聯網（IoT）技術的迅猛發展，MQTT（消息隊列遙測傳輸）協議憑藉其輕量級和高效性，已成為眾多物聯網應用的首選通信標準。 MQTTnet 作為一個高性能的 .NET 開源庫，為 .NET 平臺上的 MQTT 客戶端與伺服器開發提供了強大的支持。 本文將全面介紹 MQTTnet 的核心功能 ...
前言
隨著物聯網（IoT）技術的迅猛發展，MQTT（消息隊列遙測傳輸）協議憑藉其輕量級和高效性，已成為眾多物聯網應用的首選通信標準。
MQTTnet 作為一個高性能的 .NET 開源庫，為 .NET 平臺上的 MQTT 客戶端與伺服器開發提供了強大的支持。
本文將全面介紹 MQTTnet 的核心功能、顯著優勢及其廣泛的應用場景，幫助我們更好地利用工具提升物聯網項目的效率與可靠性。
項目介紹
MQTTnet 是一個跨平臺、高性能和開源的 MQTT 客戶端庫和服務端實現，是 .NET 平臺上主流的 MQTT 實現之一。
基於 MQTTnet，用戶可以方便地在 .NET 平臺上集成 MQTT 功能，實現 MQTT 協議的消息傳輸等功能。
它支持 .NET Standard 2.0 及以上版本，可在多版本 .NET 平臺上運行，包括 .NET Framework、.NET Core 和 Xamarin。
MQTTnet 提供同步和非同步操作、內置日誌記錄、QoS 支持等功能，並包含客戶端和伺服器組件，支持 MQTT 協議從 3.1.1 到 5.0 的版本。
功能說明
客戶端功能
MQTTnet 提供了強大的客戶端功能，能夠輕鬆連接到 MQTT 伺服器併進行通信。
其主要特性包括：
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連接管理： 支持與單個或多個伺服器建立和管理連接。
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消息發佈與訂閱： 支持不同 QoS 級別的消息發佈和訂閱，確保可靠傳輸。
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保持活動： 自動管理心跳，保持連接活躍。
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重連機制： 自動重連，確保通信穩定。
伺服器功能
MQTTnet 同時支持構建 MQTT 伺服器，可以創建自定義的 MQTT 服務。
其主要特性包括：
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連接管理： 支持大量併發連接。
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消息路由： 根據訂閱規則將消息路由到相應客戶端。
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安全機制： 支持多種身份驗證和授權機制。
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日誌與監控： 提供日誌記錄和監控功能，便於問題排查。
功能特點
1、客戶端和伺服器支持： MQTTnet 同時提供了客戶端和伺服器實現，便於構建完整的 MQTT 通信系統。
2、高性能： 採用非同步編程模型，確保高效的消息處理和傳輸。
3、跨平臺相容性： 相容多種 .NET Framework 版本，包括 .NET Core 及 .NET 5/6/7，支持不同操作系統和 CPU 架構。 易於使用： 提供簡潔的 API，方便開發者集成 MQTT 功能。
4、支持 MQTT v5： 支持 MQTT 最新版本 5 及其所有特性。
5、可擴展性： 設計靈活，允許自定義和擴展功能。
6、安全性： 支持 SSL/TLS 加密，保障通信安全。
7、輕量級： 體積小巧，適用於資源受限的 IoT 設備。
應用場景
MQTTnet 可用於構建多種基於 MQTT 協議的應用程式，包括：
- 物聯網 (IoT)： 適用於連接資源受限的設備，如感測器和執行器。
- 車聯網： 用於連接車載設備並收集實時數據。
- 工業自動化： 用於連接工業控制系統和設備。
使用方法
1、安裝 MQTTnet
需要將 MQTTnet 庫添加到項目中，使用 NuGet 包管理器進行安裝：
Install-Package MQTTnet
或者使用.NET CLI
dotnet add package MQTTnet
2、服務端代碼
服務端代碼編寫，具體步驟可以參考以下步驟。
1、初始化 MQTT 伺服器
創建一個 MQTT 伺服器工廠實例，並使用它創建一個伺服器。
using MQTTnet.Server; var factory = new MqttFactory(); var mqttServer = factory.CreateMqttServer();
2、配置 MQTT 伺服器選項
配置伺服器選項，例如預設埠等。
var options = new MqttServerOptionsBuilder() .WithDefaultEndpointPort(1883) .Build();
3、啟動 MQTT 伺服器
await mqttServer.StartAsync(options
4、處理客戶端連接
為伺服器的 ClientConnectedHandler 和 ClientDisconnectedHandler 事件添加處理程式，以處理客戶端連接和斷開。
mqttServer.ClientConnectedHandler = new MqttServerClientConnectedHandlerDelegate(e => { Console.WriteLine($"客戶端已連接: {e.ClientId}"); }); mqttServer.ClientDisconnectedHandler = new MqttServerClientDisconnectedHandlerDelegate(e => { Console.WriteLine($"客戶端已斷開連接: {e.ClientId}"); });
5、處理消息
為伺服器的 ApplicationMessageReceivedHandler 事件添加處理程式，以處理接收到的消息。
mqttServer.ApplicationMessageReceivedHandler = new MqttApplicationMessageReceivedHandlerDelegate(e => { Console.WriteLine($"接收消息: {Encoding.UTF8.GetString(e.ApplicationMessage.Payload)} from client: {e.ClientId}"); });
6、停止 MQTT 伺服器
完成通信消息後，需要停止伺服器。
await mqttServer.StopAsync();
3、客戶端代碼
使用 MQTTnet創建 MQTT 客戶端，具體步驟可以參下麵代碼。
1、初始化 MQTT 客戶端
創建一個 MQTT 客戶端工廠實例，並使用它創建一個客戶端。
using MQTTnet; using MQTTnet.Client; using MQTTnet.Client.Options; var factory = new MqttFactory(); var mqttClient = factory.CreateMqttClient();
2、配置 MQTT 客戶端選項
配置客戶端連接選項，例如伺服器地址和埠。
var options = new MqttClientOptionsBuilder() .WithClientId("客戶端ID") .WithTcpServer("mqtt伺服器地址", 1883) .WithCleanSession() .Build();
3、連接到 MQTT 伺服器
使用配置的選項連接到 MQTT 伺服器。
await mqttClient.ConnectAsync(options, CancellationToken.None);
4、訂閱主題
連接成功後，可以訂閱一個或多個主題。
await mqttClient.SubscribeAsync(new MqttTopicFilterBuilder() .WithTopic("test/topic") .Build());
5、接收消息
為客戶端的 ApplicationMessageReceivedHandler 事件添加處理程式，以接收消息：
mqttClient.UseApplicationMessageReceivedHandler(e => { Console.WriteLine($"接收消息: {Encoding.UTF8.GetString(e.ApplicationMessage.Payload)}"); });
6、發佈消息
可以發佈消息到指定的主題。
var message = new MqttApplicationMessageBuilder() .WithTopic("test/topic") .WithPayload("您好 MQTT") .WithQualityOfServiceLevel(MQTTnet.Protocol.MqttQualityOfServiceLevel.AtLeastOnce) .Build(); await mqttClient.PublishAsync(message, CancellationToken.None);
7、斷開連接
完成消息發送後，斷開與伺服器的連接。
await mqttClient.DisconnectAsync();
通過上述步驟，我們實現了基本的發佈與訂閱功能：發佈者將消息發佈到 "test/Topic" 主題，訂閱者訂閱了同一主題，併在收到新消息時將其列印出來。
雖然是一個簡單示例，但在實際項目中，可以根據具體需求進一步擴展功能，例如添加異常處理等。
項目地址
Github: https://github.com/dotnet/MQTTnet
官網：https://mqtt.org/
總結
本文介紹了 MQTT 的相關信息，並展示瞭如何在.NET 中進行基本的使用。
MQTT 還有許多高級功能，大家可以通過查閱 MQTTnet 的官方 API 文檔進一步學習和使用其它功能。
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