使用 React 通过 MQTT.js 连接到部署

本文主要介绍如何在 React 框架搭建的 Web 应用程序中使用 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

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
  • WebSocket 端口: 8083
  • WebSocket TLS/SSL 端口: 8084

• 您也可以自己创建 EMQX Cloud 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。

创建 React 应用

参考链接：https://zh-hans.reactjs.org/docs/getting-started.html

• 使用 Create React App 创建新的 React 应用

  npx create-react-app react-mqtt-test

  如需使用 TypeScript 只需要在命令行后加入 --template typescript 参数即可

  npx create-react-app react-mqtt-test --template typescript

  然后添加 React 项目中需要的 TypeScript 的类型库

  npm install --save typescript @types/node @types/react @types/react-dom @types/jest
  # or
  yarn add typescript @types/node @types/react @types/react-dom @types/jest

  使用 TypeScript 将不作为本文示例中的使用重点介绍，如需使用，可参考该创建示例和完整的代码示例后自行添加 TypeScript 特性。

• 使用 CDN 链接引入 React

  <script crossorigin src="https://unpkg.com/react@16/umd/react.production.min.js"></script>
  <script crossorigin src="https://unpkg.com/react-dom@16/umd/react-dom.production.min.js"></script>

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，通过 CDN 或相对路径引入。本示例将通过 Yarn 命令安装 MQTT.js，直接引入文件的方法更适用于通过 CDN 使用 Vue 的项目。

1. 通过命令行安装，可以使用 npm 或 yarn 命令（二者选一）

   npm install mqtt --save
   # or
   yarn add mqtt

2. 通过 CDN 引入

   <script src="https://unpkg.com/mqtt/dist/mqtt.min.js"></script>

3. 下载到本地，然后使用相对路径引入

   <script src="/your/path/to/mqtt.min.js"></script>

通过 WebSocket 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_react_" + 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("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 mqttSub = (subscription) => {
    if (client) {
      const { topic, qos } = subscription
      client.subscribe(topic, { qos }, (error) => {
        if (error) {
          console.log('Subscribe to topics error', error)
          return
        }
        console.log(`Subscribe to topics: ${topic}`)
        setIsSub(true)
      })
    }
  }

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 mqttUnSub = (subscription) => {
  if (client) {
    const { topic, qos } = subscription
    client.unsubscribe(topic, { qos }, (error) => {
      if (error) {
        console.log('Unsubscribe error', error)
        return
      }
      console.log(`unsubscribed topic: ${topic}`)
      setIsSub(false)
    })
  }
}

发布消息

const mqttPublish = (context) => {
  if (client) {
    // 发布的主题、消息及 QoS
    const { topic, qos, payload } = context;
    client.publish(topic, payload, { qos }, (error) => {
      if (error) {
        console.log("Publish 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: string, message) => {
  console.log(`received message: ${message} from topic: ${topic}`);
});

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：

const mqttDisconnect = () => {
  if (client.connected) {
    try {
      client.end(false, () => {
        setConnectStatus('Connect')
        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 - React，您可以进行下载并体验。

测试验证

我们使用 React 编写了如下简单的浏览器应用，该应用具备：创建连接、订阅主题、收发消息、取消订阅、断开连接等功能。

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 MQTTX 可以正常接收来自浏览器端发送的消息，同样，使用 MQTTX 向该主题发送一条消息时，也可以看到浏览器端可以正常接收到该消息。

常见问题

1. 是否支持自签名 TLS/SSL 证书？是否支持双向 TLS/SSL 认证？

   由于浏览器的限制，均暂不支持。参考 MQTT.js issue: 如何在浏览器环境中使用双向认证？和 Node.js 中双向认证可用，但在浏览器中不支持。

更多内容

综上所述，我们实现了在 React 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。

本文使用的 React 版本为 v18.2.0，因此将使用 Hook Component 特性来作为示例代码演示，如有需求也可参考完整的示例代码中的 ClassMqtt 组件来使用 Class Component 特性来进行项目构建。

可以在 MQTT Client - React 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。