MQTT物联网应用的首选协议。基于发布/订阅模式，它简化了设备之间的连接。我们之前的一篇文章介绍了MQTT的基础知识。在这一部分中，我们将介绍MQTT架构如何确保消息得到传递，以及当事情不那么顺利时，它提供了哪些可能的处理方式。
MQTT是一个轻量级协议，它使用发布/订阅模式来连接感兴趣的各方。它通过将发送者（发布者）与接收者（订阅者）解耦来实现。发布者向一个中心主题发送消息，该中心主题有多个订阅者等待接收消息。发布者和订阅者是自主的，这意味着他们不需要知道对方的存在。
了解服务质量(QoS)
MQTT是一个轻量级的协议，但它仍被用于一些要求可靠传递消息的复杂场景中。客户端可以配置不同级别的服务质量(QoS)，以确保可靠的消息传递。由于它是规范的一部分，所以在标准的MQTT代理应该实现这一功能。
与其他面向服务的环境类似，MQTT中的QoS是代理和客户端之间的协议。当他们双方就特定的QoS级别达成一致时，就隐含着代理履行规定的意思。
MQTT中的QoS有三个级别。
QoS 0 最多交付一次。
QoS 1：至少交付一次。
QoS 2：精确一次交付。QoS 0：最多交付一次。
这是客户端和代理使用的默认服务质量水平，它并不能保证消息的传递。在MQTT中，消息的发送取决于网络能力和连接性。用户要确认收到，而发布者不需要重试发送。消息可能会或根本不会到达用户。在网络可靠且偶尔丢失消息可以接受的环境中，QoS 0是首选。例如，当多个温度传感器每10秒发布一次消息时，丢失几个消息不会对系统产生多大影响。
QoS 1：至少交付一次
这种服务质量确保信息至少一次到达接收方。未确保送达，会重试多轮，订阅者可能多次收到相同的消息。订阅者代理商确认收到消息，代理将停止重试传递。QoS 1用于保证消息交付很重要的场景。接收相同的消息多次（收到重复消息）是可以接受的，但至少应该交付一次。
该QoS级别配置在定期报告关键设备或系统状态的远程监控场景中。这是最常用的QoS级别。
QoS 2：精确地交付一次（不重复）
QoS 2提供了最高的服务质量，在这种情况下，信息的丢失或重复都是不可接受的。它伴随着与可靠服务质量相关的开销增加。虽然这可能是最可靠的QoS，但它也是最慢的。QoS 2应少用于要求保证消息交付的特定客户机。它用于无法承受丢失消息或接收重复消息的关键任务场景。架构师和开发人员在使用QoS 2时应注意性能权衡。 对于大多数部署，QoS 1就足够了。
QoS 2是最安全，但最慢的传输模式。
重要的是要了解每个订阅主题的客户端可以请求不同级别的QoS。MQTT代理可以为订阅同一主题的每个客户端维护不同的QoS级别。由于客户端（发布者和订阅者）在MQTT中是自主的，它们可以独立使用不同的QoS级别。发布者可以使用与订阅者完全不同的QoS级别。
持久性（Persistence）
尽管MQTT不是一个完整的面向消息的中间件，但它支持消息的持久性。当处理在受限环境中运行的客户端时，这个功能变得至关重要。
每次客户端连接到MQTT代理时，它都会启动一个新的会话来订阅或发布到主题。如果连接丢失，这个过程会重新开始，客户端会建立一个新的会话。这个过程可能会干扰系统的性能，特别是对于那些处理能力低和连接断断续续的客户端。这就是MQTT broker的持久性功能变得有用的地方。
当客户端连接到MQTT代理时，它可以将 “Clean Session “标志设置为false，表示即使客户端断开连接后，MQTT代理也应该保留会话信息。然后，MQTT代理开始为该客户端持久化会话。每个会话都包含详细信息，如客户端订阅或发布的主题、客户端离线时发送的 QoS 1 和 QoS 2 消息，以及客户端尚未确认的 QoS 2 消息。
- QoS 0 消息不持久。消息没有存储在服务器上。如果发布者断开连接，或者服务器发生故障，消息可能会丢失。如果用户在服务器接收发布的消息时已断开连接，则用户可能不会收到消息。
- QoS 1、2 消息是持久性的。消息存储在服务器上，直到消息被发送到消息的所有订阅者。如果消息订阅者请求的QoS需要确认，则消息将被存储，直到收到确认为止。
持久性在确保MQTT代理满足QoS 1和QoS 2方面也起着重要作用。这个功能必须少用，因为它会干扰MQTT代理的性能。
保留的信息（Retained Messages）
请记住，在MQTT中，客户端是自主的，它不承认对方的存在。这也意味着，当一个用户连接到代理时，它不知道什么时候会收到消息。有许多不是一个发布者向该主题发送消息，或者发布者可能长期离线。
在某些场景下，发布者在连接到代理后，立即与所有新用户分享最后一条消息是有意义的。例如，当一个移动应用（发布者）向多个连接的灯泡（订阅者）发送亮度和颜色值的消息时，它希望新灯泡被设置为相同的值。因此，当一个新的灯泡连接到MQTT代理时，它将收到所有其他灯泡会收到的最后一条消息。这确保了现有订户和新订户的状态是相同的。
遗嘱（Last Will and Testament-LWT）
客户端突然与代理人断开连接的情况很常见。设备可能失去电源或网络连接，迫使它断开连接。在很多情况下，让其他客户知道某个特定客户突然结束会话可能会有帮助。
MQTT代理提供了一个强大的功能，称为遗嘱(LWT)，它使客户能够主动选择一个主题和消息，当它被断开连接时，将被发布。有兴趣的客户可以订阅LWT主题，当客户被不优雅地断开连接时，他们将立即得到经纪人的通知。
例如，当一个移动应用（发布者）失去连接时，所有被该应用控制的设备都会收到该应用离线的消息。当移动应用获得连接性时，它可以向同一主题发布保留消息，告知客户它已经在线。要知道，LWT话题和消息并不是特殊的，也不是保留的。客户端可以像其他主题一样向它发布消息。
LWT话题和消息提供了一种机制，让所有感兴趣的客户端知道特定客户端的状态。
