MQTT 与 HTTP 通信协议对比及项目应用场景选择

本文总结了 MQTT 与 HTTP 协议的区别、各自的适用场景，并结合项目案例说明了前后端通信选型理由。

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==1. MQTT 通信与网络协议==

相关学习资料：

• MQTT协议详解(完整版) - CSDN博客
• MQTT协议史上最全解析 - CSDN博客
• TCP/IP协议图解 - CSDN博客
• HTTP协议详解 - CSDN博客

MQTT 示例代码（C）：

MQTTClient client;
MQTTClient_connectOptions conn_opts = MQTTClient_connectOptions_initializer;
MQTTClient_create(&client, ADDRESS, CLIENTID, MQTTCLIENT_PERSISTENCE_NONE, NULL);
int rc;
if ((rc = MQTTClient_connect(client, &conn_opts)) != MQTTCLIENT_SUCCESS)
{
    printf("Failed to connect, return code %d\n", rc);
    exit(EXIT_FAILURE);
}
char payload[100];
sprintf(payload, "Middle Data : %u, %u", red_data, ir_data);
MQTTClient_message pubmsg = MQTTClient_message_initializer;
pubmsg.payload = payload;
pubmsg.payloadlen = strlen(payload);
pubmsg.qos = QOS;
pubmsg.retained = 0;
MQTTClient_deliveryToken token;
MQTTClient_publishMessage(client, TOPIC, &pubmsg, &token);
MQTTClient_waitForCompletion(client, token, TIMEOUT);
printf("Message with delivery token %d delivered\n", token);

2.前后端交互(API)的使用

1. 什么是API：
   API（应用程序编程接口，Application Programming Interface）是一组定义不同软件组件之间如何相互通信和交互的规范和协议。API 充当了不同软件系统之间的桥梁，使它们能够无缝协作，而无需了解彼此的内部实现细节。

如何理解API，API 是如何工作的-CSDN博客

3.HTTP和MQTT的选择

要区分什么时候使用MQTT，什么时候使用HTTP，我们需要弄清楚两者的本质和适用情况：

MQTT是长连接的，本质上是发布/订阅（Pub/Sub）消息传输协议，专门设计用于低带宽、不稳定网络环境中的物联网（IoT）应用。它基于TCP/IP协议，支持高效的消息传递。

MQTT通过持久连接（保持连接）进行通信。客户端与消息代理建立长连接，在整个会话过程中保持连接，这样可以在连接断开时恢复并继续接收消息。
MQTT为了减少带宽消耗，MQTT的消息头非常小，适合低带宽、高延迟的网络环境。它支持消息的质量服务（QoS）级别，确保消息传递的可靠性。

HTTP是一种请求/响应（Request/Response）协议，主要用于Web通信，基于客户端-服务器模型。HTTP通常用于浏览器与服务器之间的数据交换。
HTTP每次请求都会建立一个新的连接（虽然现代HTTP（如HTTP/2）支持连接复用）。
HTTP的连接通常在请求完成后关闭。
HTTP的消息头较大，适合传输结构化的数据（如HTML、JSON等），但在低带宽环境下可能表现不佳。

在本次项目里面，采集前端和后端的数据传输使用HTTP而不是MQTT，因为我们需要对数据进行打包处理，即把一次(读一段时间的数据)打包发送到后端，这样处理，方便后续的数据处理与分类。处理的数据以JSON格式发送，更适合HTTP的方式。
同时具有更强的鲁棒性，可以自行控制采集的时间以及发送的时间，而且采用HTTP的请求/响应模式，后端可以给采集前端发送是否接受到数据的信息，即采集前端可以知道数据传输情况，以便数据丢失的情况下可以在采集前端进行再次发送。

同时因为MQTT只是发布/订阅模式，这样采集前端就只是发布数据，至于后端的订阅有没有出问题，采集前端不好直接判断出来。同时考虑到MQTT具有较强的实时性，在此处也并不需要，因为只需要保证数据采集回来就行，所以采用MQTT会增加网络处理的压力。