如何在 Golang 中使用 MQTT

Golang 是 Google 开发的一种静态强类型、编译型、并发型，并具有垃圾回收功能的编程语言。Go 的表现力强、简洁、干净、高效。它的并发机制使它能够轻松地编写程序，从而最大限度地利用多核和网络机器，而它新颖的类型系统则能够实现灵活和模块化的程序构造。Go 快速编译成机器代码，但又具有垃圾回收的便利性和运行时反射的强大功能。它是一种快速的、静态类型化的、编译后的语言，就像一种动态类型化的、解释的语言。

MQTT 是一种基于发布/订阅模式的 轻量级物联网消息传输协议 ，可以用极少的代码和带宽为联网设备提供实时可靠的消息服务，它广泛应用于物联网、移动互联网、智能硬件、车联网、电力能源等行业。

本文主要介绍如何在 Golang 项目中使用 paho.mqtt.golang 客户端库 ，实现客户端与 MQTT 服务器 的连接、订阅、收发消息等功能。

项目初始化

本项目基于 go1.13.12 进行开发测试

go version
go version go1.13.12 darwin/amd64

本项目使用 paho.mqtt.golang 作为 MQTT 客户端库，安装：

go get github.com/eclipse/paho.mqtt.golang

Go MQTT 使用

本文将使用 EMQ X 提供的 免费公共 MQTT 服务器 ，该服务基于 EMQ X 的 MQTT 物联网云平台 创建。服务器接入信息如下：

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

连接 MQTT 服务器

package main

import (
    "fmt"
    mqtt "github.com/eclipse/paho.mqtt.golang"
    "time"
)

var messagePubHandler mqtt.MessageHandler = func(client mqtt.Client, msg mqtt.Message) {
    fmt.Printf("Received message: %s from topic: %s\n", msg.Payload(), msg.Topic())
}

var connectHandler mqtt.OnConnectHandler = func(client mqtt.Client) {
    fmt.Println("Connected")
}

var connectLostHandler mqtt.ConnectionLostHandler = func(client mqtt.Client, err error) {
    fmt.Printf("Connect lost: %v", err)
}

func main() {
    var broker = "broker.emqx.io"
    var port = 1883
    opts := mqtt.NewClientOptions()
    opts.AddBroker(fmt.Sprintf("tcp://%s:%d", broker, port))
    opts.SetClientID("go_mqtt_client")
    opts.SetUsername("emqx")
    opts.SetPassword("public")
    opts.SetDefaultPublishHandler(messagePubHandler)
    opts.OnConnect = connectHandler
    opts.OnConnectionLost = connectLostHandler
    client := mqtt.NewClient(opts)
    if token := client.Connect(); token.Wait() && token.Error() != nil {
        panic(token.Error())
  }
}

• ClientOptions：用于设置 broker，端口，客户端 id ，用户名密码等选项
• messagePubHandler：全局 MQTT pub 消息处理
• connectHandler：连接的回调
• connectLostHandler：连接丢失的回调

如果想使用 TLS 连接，可以如下设置：

func NewTlsConfig() *tls.Config {
    certpool := x509.NewCertPool()
    ca, err := ioutil.ReadFile("ca.pem")
    if err != nil {
        log.Fatalln(err.Error())
    }
    certpool.AppendCertsFromPEM(ca)
    // Import client certificate/key pair
    clientKeyPair, err := tls.LoadX509KeyPair("client-crt.pem", "client-key.pem")
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    return &tls.Config{
        RootCAs: certpool,
        ClientAuth: tls.NoClientCert,
        ClientCAs: nil,
        InsecureSkipVerify: true,
        Certificates: []tls.Certificate{clientKeyPair},
    }
}

如果不设置客户端证书，可以如下设置：

func NewTlsConfig() *tls.Config {
    certpool := x509.NewCertPool()
    ca, err := ioutil.ReadFile("ca.pem")
    if err != nil {
        log.Fatalln(err.Error())
    }
    certpool.AppendCertsFromPEM(ca)
    return &tls.Config{
        RootCAs: certpool,
}

然后设置 TLS

var broker = "broker.emqx.io"
var port = 8883
opts := mqtt.NewClientOptions()
opts.AddBroker(fmt.Sprintf("tcp://%s:%d", broker, port))
tlsConfig := NewTlsConfig()
opts.SetTLSConfig(tlsConfig)
// other options

订阅

func sub(client mqtt.Client) {
    topic := "topic/test"
    token := client.Subscribe(topic, 1, nil)
    token.Wait()
    fmt.Printf("Subscribed to topic %s", topic)
}

发布消息

func publish(client mqtt.Client) {
    num := 10
    for i := 0; i < num; i++ {
        text := fmt.Sprintf("Message %d", i)
        token := client.Publish("topic/test", 0, false, text)
        token.Wait()
        time.Sleep(time.Second)
    }
}

测试

我们使用以下代码进行测试

package main

import (
    "fmt"
    mqtt "github.com/eclipse/paho.mqtt.golang"
    "log"
    "time"
)

var messagePubHandler mqtt.MessageHandler = func(client mqtt.Client, msg mqtt.Message) {
    fmt.Printf("Received message: %s from topic: %s\n", msg.Payload(), msg.Topic())
}

var connectHandler mqtt.OnConnectHandler = func(client mqtt.Client) {
    fmt.Println("Connected")
}

var connectLostHandler mqtt.ConnectionLostHandler = func(client mqtt.Client, err error) {
    fmt.Printf("Connect lost: %v", err)
}

func main() {
    var broker = "broker.emqx.io"
    var port = 1883
    opts := mqtt.NewClientOptions()
    opts.AddBroker(fmt.Sprintf("tcp://%s:%d", broker, port))
    opts.SetClientID("go_mqtt_client")
    opts.SetUsername("emqx")
    opts.SetPassword("public")
    opts.SetDefaultPublishHandler(messagePubHandler)
    opts.OnConnect = connectHandler
    opts.OnConnectionLost = connectLostHandler
    client := mqtt.NewClient(opts)
    if token := client.Connect(); token.Wait() && token.Error() != nil {
        panic(token.Error())
    }

    sub(client)
    publish(client)

    client.Disconnect(250)
}

func publish(client mqtt.Client) {
    num := 10
    for i := 0; i < num; i++ {
        text := fmt.Sprintf("Message %d", i)
        token := client.Publish("topic/test", 0, false, text)
        token.Wait()
        time.Sleep(time.Second)
    }
}

func sub(client mqtt.Client) {
    topic := "topic/test"
    token := client.Subscribe(topic, 1, nil)
    token.Wait()
  fmt.Printf("Subscribed to topic: %s", topic)
}

运行代码，可以看到 MQTT 连接、订阅成功，并能成功收到订阅 topic 的消息

总结

至此，我们完成了使用 paho.mqtt.golang 客户端连接到 公共 MQTT 服务器 ，并实现了测试客户端与 MQTT 服务器的连接、消息发布和订阅。

接下来我们将会陆续发布更多关于物联网开发及 MQTT 的相关文章，敬请关注。