MQTT全名為Message Queuing Telemetry Transport，是一種基于TCP/IP協議上傳輸的輕量級通信協議。MQTT協議是一種消息隊列傳輸協議，采用訂閱、發布機制，訂閱者只接受自己已經訂閱的數據，非訂閱數據則不接受，既保證了必要的數據交換，又避免了無效數據造成的存儲與處理。因此在工業物聯網中得到廣泛的應用。
MQTT協議
MQTT協(xie)議(yi)是物聯網平臺的(de)(de)最通用協(xie)議(yi)之一，也是OneNET平臺的(de)(de)首要設備接入協(xie)議(yi)。物聯網平臺必須海(hai)量設備接入，但MQTT接入服務究(jiu)竟(jing)能同時支持多少(shao)設備同時在(zai)線呢(ni)?了解這個指(zhi)標(biao)能更(geng)好地為平臺的(de)(de)運(yun)(yun)維和運(yun)(yun)營提供科學的(de)(de)依(yi)據。
可(ke)是，如何快速簡(jian)便地測試最大在(zai)線量指標呢(ni)?如何選取(qu)工具(ju)和制作(zuo)腳本呢(ni)?
測(ce)試性能我們首先想到的(de)(de)是(shi)常(chang)用的(de)(de)Jmeter和Locust等性能測(ce)試工具。但是(shi)這些(xie)工具的(de)(de)優勢在測(ce)試服務(wu)的(de)(de)并(bing)發和吞(tun)吐量，并(bing)不適合當(dang)前的(de)(de)測(ce)試場景。
然后能想(xiang)到的(de)(de)是利用第(di)三方(fang)(fang)Jar包(bao)或者三方(fang)(fang)庫實現的(de)(de)協議庫，采用多(duo)線程啟動設(she)備(bei)。但是壓力機線程啟動有(you)限(xian)，對動則支持幾(ji)十(shi)萬上百萬設(she)備(bei)接入(ru)量的(de)(de)服務簡直就是杯水(shui)車薪，需要多(duo)少壓力機難以估量。
再(zai)次能想到(dao)的(de)(de)是(shi)Select方法批量(liang)管(guan)(guan)理設(she)備(bei)的(de)(de)Socket連接(jie)。問題又出(chu)現了，Select管(guan)(guan)理的(de)(de)異步IO也是(shi)有極(ji)限(xian)的(de)(de)，此方法最終(zhong)還是(shi)放棄。
測試方法
經(jing)過(guo)前(qian)面(mian)的分析(xi)、實踐(jian)最終方法確定，采用異步IO的方式批(pi)量(liang)模擬(ni)設(she)備連(lian)接服務器(qi)，按(an)照一定的頻率上報注冊報文(wen)，不(bu)斷遍(bian)歷設(she)備Socket接收的緩存(cun)數據，解析(xi)服務消(xiao)息來判斷設(she)備是否(fou)連(lian)接成功，并通(tong)過(guo)周期(qi)性上報心(xin)跳來保持設(she)備持續(xu)在(zai)線。實現(xian)細(xi)節如下：
(1)實現基礎設(she)備類：封裝部分MQTT協議報文方法，其中(zhong)包(bao)括設(she)備注冊、訂閱、發布、心跳等。
MQTT注冊(ce)報(bao)文封裝示例(li)(Java)
(2)實(shi)現設備(bei)(bei)類：主(zhu)要記錄設備(bei)(bei)注冊狀(zhuang)態、訂閱狀(zhuang)態、保活間隔，最重(zhong)要的服務(wu)消息(xi)的解(jie)析和(he)響應(ying)方法，以及設備(bei)(bei)連接服務(wu)器的非(fei)阻(zu)塞Socket(Java中的SocketChanel)
服(fu)務消息解(jie)析代碼示例(Java)
(3)實(shi)現(xian)程序主體類：管理(li)批量設(she)(she)備(bei)，控制設(she)(she)備(bei)注冊頻率(lv)，設(she)(she)備(bei)何時上(shang)報數據(ju)、監(jian)聽服務下(xia)發數據(ju)，統計設(she)(she)備(bei)連(lian)接數，持續上(shang)報心跳，保持設(she)(she)備(bei)在(zai)線等。具(ju)體實(shi)現(xian)邏(luo)輯如下(xia)：
批量(liang)初始(shi)化設備列(lie)表;
同時啟動(dong)一下(xia)三個線程;
啟動(dong)設備(bei)(bei)(bei)注(zhu)冊線程，初(chu)始(shi)化設備(bei)(bei)(bei)與服(fu)務連接(jie)并上行注(zhu)冊報文，可根(gen)據設置，指定當(dang)前可同(tong)時(shi)注(zhu)冊的設備(bei)(bei)(bei)數，所有設備(bei)(bei)(bei)注(zhu)冊完成后自(zi)動(dong)退(tui)出(chu);
啟動(dong)連(lian)接(jie)統(tong)計(ji)線程，周期(qi)性(xing)統(tong)計(ji)設(she)備(bei)連(lian)接(jie)成功個數(shu)、訂(ding)閱成功個數(shu)、連(lian)接(jie)失敗設(she)備(bei)等數(shu)據;
啟(qi)動設(she)備(bei)Socket遍歷線程，持續輪詢(xun)每個Socket的接(jie)收數(shu)據，對(dui)接(jie)收到(dao)的數(shu)據處(chu)理和響應，每輪遍歷完(wan)畢對(dui)需要(yao)對(dui)未長時間未上(shang)報心跳的設(she)備(bei)上(shang)行心跳報文，以達到(dao)設(she)備(bei)保(bao)活的目的。
程(cheng)序(xu)主題類(lei)接收線程(cheng)邏輯代碼片(pian)段(Java)
完(wan)成程序(xu)代碼后(hou)，測試工(gong)具(ju)制作完(wan)成。
此(ci)工具已(yi)實際(ji)用于項目性能測試中，可將壓(ya)力(li)機全部可用端口用于最大設備(bei)在線(xian)量的測試中，實際(ji)在Linux虛(xu)擬機中幾分(fen)鐘(zhong)內完(wan)成50000+設備(bei)注冊，并(bing)保(bao)持設備(bei)長時間持續在線(xian)。
此工(gong)具(ju)能最大限度利用壓力機(ji)端口資源，提升測試執行效率，對(dui)于在線量(liang)較(jiao)大的服務，只(zhi)需要在更(geng)多的壓力機(ji)上運行此工(gong)具(ju)即可。
