AWS IoT Core 共享订阅功能

什么是 AWS IoT Core 共享订阅功能

AWS IoT Core 支持 MQTT 3 和 MQTT 5 的共享订阅。 使用共享订阅，MQTT3 或 MQTT5 客户端可以将大量入站消息分发给一组订阅用户，以便以更高效的方式处理消息。这是通过将每条消息随机传递给其中一个订阅用户来实现的，从而将消息处理负载分散到更大的处理器集上，以下是非共享订阅和共享订阅的区别：

非共享订阅：每个客户端创建单独的订阅以接收已发布的消息。当消息发布到某个主题时，该主题的所有订阅用户都会收到该消息的副本。

共享订阅：多个客户端可以共享对一个主题的订阅，并且只有一个客户端会收到以随机分布方式发布到该主题的消息。

何时使用 AWS IoT Core 共享订阅功能

当用户想实现以下特性的时候，可以考虑使用共享订阅：

• 负载均衡： 共享订阅允许多个消费者订阅相同的主题，但只有一个订阅者接收消息。这样可以确保在高负载情况下，消息的处理被分散到多个消费者之间，从而实现负载均衡。
• 高可用性： 通过将消息传递负载分配到多个消费者，共享订阅提高了系统的可用性。即使一个消费者离线或者故障，其他消费者仍然可以继续处理消息，确保服务的持续性。
• 降低延迟： 由于消息处理被分布到多个消费者之间，共享订阅有助于降低消息处理的延迟。这对于对实时性要求较高的应用程序特别重要。

例如，假设您有 1000 台设备发布到同一个主题，有 10 个后端应用程序正在处理这些消息。在这种情况下，后端应用程序可以订阅同一个主题，并且每个应用程序都会随机接收设备向共享主题发布的消息。这实际上是“共享”这些消息的负载。共享订阅还可以提高弹性。当任何后端应用程序断开连接时，代理会将负载分配给组中剩余的订阅用户。

如何使用 AWS IoT Core 共享订阅功能

MQTT5 标准中定义的共享订阅适用于 MQTT3 和 MQTT5 客户端。它不使用任何 MQTT 5 特定的功能，而是使用一个专用的保留主题空间，即 $share。新的和现有的 MQTT3 客户端都可以发布或订阅共享订阅。

要使用共享订阅，客户需要按如下方式订阅共享订阅的主题筛选条件：
$share/{ShareName}/{TopicFilter}

• $share 是一个文本字符串，用于表示共享订阅的主题筛选条件，该筛选条件必须以 $share 开头。
• {ShareName} 是一个字符串，用于指定一组订阅用户使用的共享名称。共享订阅的主题筛选条件必须包含 ShareName 且后跟 / 字符。{ShareName} 不得包含以下字符：/、+ 或 #。{ShareName} 的最大大小为 128 字节。
• {TopicFilter} 遵循与非共享订阅相同的主题筛选条件语法。{TopicFilter} 的最大大小为 256 字节。

使用共享订阅，有以下重要注意事项：

• 当针对 QoS0 订阅用户的发布尝试失败时，不会尝试进行重试，并且消息将被丢弃。
• 当针对具有干净会话的 QoS1 订阅用户的发布尝试失败时，该消息将发送给该组中的另一个订阅用户以尝试进行多次重试。在尝试所有重试后仍未能传送的消息将被丢弃。
• 当针对具有持久性会话的 QoS1 订阅用户的发布尝试因订阅用户处于离线状态而失败时，消息将不会排队，而是会尝试发送给组中的其他订阅用户。在尝试所有重试后仍未能传送的消息将被丢弃。

在 MQTT 客户端中测试共享订阅功能

用户可以在 AWS IoT 控制台中使用 AWS IoT MQTT 客户端查看通过共享订阅发送和接收的 AWS IoT MQTT 消息。共享订阅允许多个客户端共享一个主题的订阅，只有一个客户接收使用随机分布发布到该主题的消息。要模拟多个 MQTT 客户端（在本例中为两个 MQTT 客户端）共享同一个订阅，您可以通过多个 Web 浏览器在 AWS IoT 控制台中打开 AWS IoT MQTT 客户端。

1）在 AWS IoT 控制台中，在导航窗格中选择测试，然后选择 MQTT 测试客户端。

2）在订阅主题中，输入 topicName 订阅您的设备发布的主题。要使用共享订阅，请按如下方式订阅共享订阅的主题筛选条件：

$share/{ShareName}/{TopicFilter}，例如这里的示例是 $share/group/test_topic，它订阅消息主题 test_topic。

3）打开另一个 Web 浏览器，重复步骤 1 和步骤 2。通过这种方式，您可以模拟共享相同订阅 $share/group/test_topic 的两个不同的 MQTT 客户端。

4）打开第三个 Web 浏览器，在发布到主题选项卡到主题名称中，输入 topicname，在此示例中，使用 test_topic。尝试发布消息 2 次。

5）可以在两个 MQTT 客户端的订阅列表中，能够看到客户端使用随机分布接收消息。在此示例中，我们发布了两条消息”test message 1″和”test message 2″。第一个 MQTT 客户端收到消息”test message 2″，第二个 MQTT 客户端收到消息”test message 1″。

总结

在本文中，介绍了什么是共享订阅，在什么场景下使用共享订阅以及如何使用共享订阅，最后在 MQTT 客户端中进行测试来实现共享订阅功能， 要开始使用并了解有关 AWS 支持的 MQTT5 功能的更多信息，请参阅技术文档。

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