物联网基于netty构建mqtt服务demo演示

简述

基于Netty实现轻量级MQTT协议，利用了Netty的异步、非阻塞特性，将MQTT协议的核心能力（连接管理、消息路由、心跳保活等）进行模块化构建

基于Netty的MQTT服务

连接接入：

通过EventLoopGroup（Boss & Worker）模型高效处理网络I/O，实现单机数万至百万连接的承载

协议编解码：

定义MqttDecoder/Encoder解析编码MQTT报文。Netty的ChannelPipeline可灵活配置编解码器处理CONTROL报文

核心处理：

在ChannelHandler中实现核心逻辑

- 会话与状态管理：
>  管理客户端连接（如心跳超时检测），维护订阅树和消息缓存(Pending Messages)

- 消息路由：
> 为PUBLISH/SUBSCRIBE报文，实现高性能通配符匹配，将消息高效投递至订阅者

- QoS保证：
> 支持MQTT服务质量等级，确保消息的可靠投递

- 保留与遗嘱消息：
> 实现对持久会话的断线重连自动恢复，以及保留/遗嘱消息的处理

存储扩展：

根据业务需求，往往需要将上述（会话、订阅、消息）数据进行持久化或使用高性能缓存（如Redis）

源码

https://gitee.com/kcnf-iot/iot-sample/tree/master/netty/netty-sample-01

添加pom依赖

<dependencies>
    <!-- Netty 核心依赖 -->
    <dependency>
        <groupId>io.netty</groupId>
        <artifactId>netty-all</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

项目目录结构

启动类代码

package com.jysemel.iot;

import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelOption;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.mqtt.MqttDecoder;
import io.netty.handler.codec.mqtt.MqttEncoder;
import io.netty.handler.timeout.IdleStateHandler;

import java.util.concurrent.TimeUnit;


public class MqttServer {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        NioEventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        NioEventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();

        try {
            ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
            serverBootstrap
                    .group(bossGroup, workerGroup)
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)
                    // 启用TCP的KeepAlive，探测死连接
                    .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, Boolean.TRUE)
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) {
                            ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
                            // 添加心跳检测：60秒无读事件触发IdleStateEvent
                            pipeline.addLast("idleStateHandler", new IdleStateHandler(60, 0, 0, TimeUnit.SECONDS));
                            // 添加MQTT解码器，指定最大报文长度为 65536 字节
                            pipeline.addLast("mqttDecoder", new MqttDecoder(64 * 1024));
                            // 添加MQTT编码器
                            pipeline.addLast("mqttEncoder", MqttEncoder.INSTANCE);
                            // 添加业务处理器
                            pipeline.addLast("mqttServerHandler", new MqttServerHandler());
                        }
                    });
            // 绑定1883端口并启动
            ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(1883).sync();
            System.out.println("🚀 Netty MQTT Broker 启动成功，端口: 1883");
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}