使用 Node.js 通过 MQTT.js 连接到部署

本文主要介绍如何在 Node.js 项目中使用 MQTT.js ，实现客户端与 MQTT 服务器的连接、订阅、收发消息、取消订阅等功能。

前置准备

本项目使用 Node.js v16.19.1 进行开发和测试，读者可用如下命令确认 Node.js 的版本。

node --version

v16.19.1

获得 MQTT 服务器

• 使用 EMQX 提供的免费公共 MQTT 服务器（仅支持单向认证），该服务基于 EMQX 的全托管的 MQTT 消息云服务创建。服务器连接信息如下：

  • 连接地址: broker.emqx.io
  • TCP Port: 1883
  • SSL/TLS Port: 8883
  • WebSocket 端口: 8083
  • WebSocket TLS/SSL 端口: 8084

• 您也可以自己创建 EMQX Platform 部署，待部署状态为运行中，点击部署卡片进入概览页面便可获取相关连接信息。此外，您还需在部署的访问控制 -> 客户端认证页面中设置用户名和密码，用于后续的连接验证。

安装依赖

MQTT.js 是一个完全开源的 MQTT 协议的客户端库，使用 JavaScript 编写，可用于 Node.js 和浏览器环境。有关 MQTT.js 的更多内容和使用方法，您可以前往查阅 MQTT.js GitHub 页面。

MQTT.js 支持通过 NPM 或 Yarn 安装。本示例将通过 Yarn 命令安装 MQTT.js。

• 使用 NPM 或 Yarn：

  安装 MQTT.js 依赖

  # 使用 NPM
  npm install mqtt
  # 或使用 Yarn
  yarn add mqtt

完成后我们在当前目录下新建一个 index.js 文件作为项目的入口文件，在该文件中来实现 MQTT 连接测试的完整逻辑。

通过 TCP 端口连接

通过以下代码设置客户端 ID、用户名及密码，客户端 ID 应具有唯一性。

const clientId = "emqx_vue3_" + Math.random().toString(16).substring(2, 8);
const username = "emqx_test";
const password = "emqx_test";

通过以下代码建立客户端与 MQTT Broker 的连接。

const client = mqtt.connect("mqtt://broker.emqx.io:1883", {
  clientId,
  username,
  password,
  // ...other options
});

通过 TCP TLS/SSL 端口连接

启用 TLS/SSL 加密时，连接参数选项与通过 TCP 端口建立连接一致，您只需注意将协议改为 mqtts，且匹配正确的端口号即可。

通过以下代码建立客户端与 MQTT Broker 的连接。

const client = mqtt.connect("mqtts://broker.emqx.io:8883", {
  clientId,
  username,
  password,
  // ...other options
});

通过 WebSocket 端口连接

MQTT-WebSocket 统一使用 /path 作为连接路径，连接时需指明，而 EMQX Broker 使用的路径为 /mqtt。

因此使用 WebScoket 连接时，除了需要修改端口号以及切换协议为 ws 之外，您还需要加上 /mqtt 路径。

通过以下代码建立客户端与 MQTT Broker 的连接。

const client = mqtt.connect("ws://broker.emqx.io:8083/mqtt", {
  clientId,
  username,
  password,
  // ...other options
});

通过 WebSocket TLS/SSL 端口连接

启用 TLS/SSL 加密时，连接参数选项与通过 WebSocket 端口建立连接一致，您只需注意将协议改为 wss，且匹配正确的端口号即可。

通过以下代码建立客户端与 MQTT Broker 的连接。

const client = mqtt.connect("wss://broker.emqx.io:8084/mqtt", {
  clientId,
  username,
  password,
  // ...other options
});

订阅和发布

订阅主题

设置将要订阅的主题及对应 QoS 等级。

const topic = '/nodejs/mqtt'
const qos = 0

client.subscribe(topic, { qos }, (error) => {
  if (error) {
    console.log('subscribe error:', error)
    return
  }
  console.log(`Subscribe to topic '${topic}'`)
})

取消订阅

通过以下代码取消订阅，此时应指定取消订阅的主题及对应的 QoS 等级。

const topic = '/nodejs/mqtt'
const qos = 0
client.unsubscribe(topic, { qos }, (error) => {
  if (error) {
    console.log('unsubscribe error:', error)
    return
  }
  console.log(`unsubscribed topic: ${topic}`)
})

发布消息

发布消息时需要告知 MQTT Broker 目标主题及消息内容。

// 设置发布的主题、消息及 QoS
const topic = '/nodejs/mqtt'
const payload = 'nodejs mqtt test'
const qos = 0

client.publish(topic, payload, { qos }, (error) => {
  if (error) {
    console.error(error)
  }
})

接收消息

通过以下代码指定客户端对消息事件进行监听，并在收到消息后执行回调函数，将接收到的消息及其主题打印到控制台。

client.on('message', (topic, payload) => {
  console.log('Received Message:', topic, payload.toString())
})

断开连接

如客户端希望主动断开连接，可以通过如下代码实现：

if (client.connected) {
  try {
    client.end(false, () => {
      console.log('disconnected successfully')
    })
  } catch (error) {
    console.log('disconnect error:', error)
  }
}

以上部分仅列出了一些关键代码，项目完整代码请见：MQTT-Client-Node.js，您可以进行下载并体验。

测试验证

我们在 package.json 文件中的脚本字段中添加一行启动脚本。

"scripts": {
  "start": "node index.js"
}

然后就可以简单使用 npm start 来运行项目。

npm start

运行后我们可以看到控制的输出信息如下：

我们看到了客户端已经成功连接到 MQTT 服务器 并且订阅主题、接收和发布消息成功。此时我们再使用 MQTT 5.0 客户端工具 - MQTTX 作为另一个客户端进行消息收发测试。

可以看到控制台内打印出了 MQTTX 发送过来的消息。

更多内容

综上所述，我们实现了在 Node.js 项目中创建 MQTT 连接，模拟了客户端与 MQTT 服务器进行订阅、收发消息、取消订阅以及断开连接的场景。可以在 MQTT-Client-Node.js 页面下载完整的示例源码，同时也欢迎前往 MQTT Client 示例页面探索更多其他语言的 Demo 示例。