[MQTT] 5.0新特性

（一） 属性与载荷

MQTT 5.0 协议相比 MQTT 3.1.1 增加了很多属性，这些属性分布于报文的可变头部 ( Variable Header ) 和有效载荷 ( Payload ) 中。

MQTT 5.0 协议中携带有效载荷的报文有 CONNECT 报文，PUBLISH 报文，SUBSCRIBE 报文，SUBACK 报文，UNSUBSCRIBE 报文和 UNSUBACK 报文。

PUBLISH 报文的有效载荷负责存储消息内容，与 MQTT 3.1.1 协议相同。

CONNECT 报文

CONNECT 报文的可变头部新增的属性有:

在 CONNECT 报文的 Payload 中，部分字段发生了变化，遗嘱消息（Will Message）变成了遗嘱载荷（Will Payload）。Payload 中新增了遗嘱属性（Will Properties），用于定义遗嘱消息的行为。

新增的遗嘱属性有:

CONNACK 报文

CONNACK 报文没有 Payload，在可变头部中包含的属性有：

PUBLISH 报文

PUBLISH 报文可变头部的属性有：

PUBACK, PUBREC, PUBREL, PUBCOMP, SUBACK, UNSUBACK 报文

PUBACK, PUBREC, PUBREL, PUBCOMP, SUBACK, UNSUBACK 都具备以下三个属性：

SUBSCRIBE 报文

SUBSCRIBE 报文的属性同样存在可变头部中。

MQTT 5.0 中 SUBSCRIBE 报文中的 Payload 包含了订阅选项(Subscription Options)。

订阅选项(Subscription Options)的第 0 位和第 1 位表示 QoS 最大值。该字段给出了服务器可以发送给客户端应用消息的最大 QoS 等级。如果 QoS 值为 3，就会触发协议错误。

订阅选项第 2 位表示非本地选项(No Local)。如果值为 1，应用消息就不会发布给订阅发布主题的发布者本身，如果在共享订阅中将该选项设置为 1 的话，就会触发协议错误。

订阅选项的第 3 位表示保留为已发布(Retain As Published)。若该值为 1，服务器须将转发消息的 RETAIN flag 设为与接收到的 PUBLISH 报文的 RETAIN flag 一致。若该值为 0，不管接收到的 PUBLISH 报文中的 RETAIN flag 是何值，服务器都需将转发消息的 RETAIN flag 置为 0。

订阅选项的第 4 第 5 位表示保留处理 (Retain Handling)。该选项是用来控制保留消息 (retained message) 的发送。当保留处理的值为 0 时，服务器须将保留消息转发到与订阅匹配的主题上去。当该值为 1 时，如果订阅已经不存在了，那么服务器需要将保留消息转发给与订阅匹配的主题上，但是如果订阅存在，服务器就无法再转发保留消息。当该值为 2 时，服务器不转发保留消息。

订阅选项的第 6 第 7 位是预留给未来使用的。如果有效载荷的任何一个预留位非零，那么服务器就会将该报文视为格式错误的报文。

UNSUBSCRIBE 报文

UNSUBSCRIBE 报文仅有两个属性：属性长度和用户属性。

UNSUBSCRIBE 报文的载荷相比 SUBSCRIBE 的载荷要简单很多，它仅仅只是包含主题过滤器的列表，并不包含各种各样的订阅选项。

服务器就会将该报文视为格式错误的报文。

DISCONNECT 报文(新增)

DISCONNECT 报文是 MQTT 5.0 新增的报文，它的引入意味着 mqtt broker 拥有了主动断开连接的能力。DISCONNECT 报文所具备的属性有：

(二) 原因码与 ACK

MQTT v3.1.1

MQTT v3.1.1 协议只有 10 种返回码，这些返回码所能表示的含义很少，且相同的返回码的值在不同的报文中可以有不同的含义。

CONNACK 报文

在 CONNECT 报文中只有 6 种返回码，只有当服务器发回的 CONNACK 报文的返回码为 0时才表示连接建立成功。

SUBACK 报文

在 SUBACK 报文中只有 4 种返回码

SUBACK 报文有四种返回码，除了返回码 0x80 表示失败，其他返回码都表示订阅成功， 3 个值 0, 1, 2 分别代表订阅接收到的消息的最大 QoS 值。

MQTT v5.0

MQTT v5.0 协议将返回码改名成了原因码，增加了用于表示更多类型的错误的原因码。

下表是原因码列表，分别表示的是原因码的值以及包含原因码的控制报文：

原因码是用来表明操作结果的一个单字节无符号值，小于 0x80 的原因码表明操作的结果是成功的，正常情况下，操作成功返回的原因码值为 0。如果返回的原因码大于等于 0x80，就说明操作失败了。

CONNACK, PUBACK, PUBREC, PUBREL, PUBCOMP, DISCONNECT 和 AUTH 控制报文的原因码存在可变报头中。而 SUBACK 和 UNSUBACK 报文在有效载荷中包含了一张原因码的列表。

(三) 有效载荷标识与内容类型

有效载荷标识（Payload Format Indicator）与内容类型（Content Type）是 MQTT 5.0 新引入的两个属性。

有效载荷标识（Payload Format Indicator）

在 MQTT 5.0 的所有报文类型中，该属性只存在于 PUBLISH 报文和 CONNECT 报文的遗嘱属性中。

有效载荷标识只占据一个字节大小，它只有 0(0x00) 和 1(0x01) 两个值。

MQTT CONNECT 报文中，当遗嘱属性的有效载荷标识的值为 0 时，意味着遗嘱消息是未确定的字节，当该属性值为 1 时，意味着遗嘱消息是 UTF-8 编码的字符数据，遗嘱载荷（Will Payload）中的数据必须符合标准 UTF-8 的定义。

MQTT PUBLISH 报文中，当 PUBLISH 属性的有效载荷标识的值为 0 时，意味着 PUBLISH 消息是未确定的字节，当该属性值为 1 时，意味着 PUBLISH 报文的有效载荷是 UTF-8 编码的字符数据，PUBLISH 报文载荷（Payload）中的数据必须符合标准 UTF-8 的定义。

内容类型（Content Type）

在 MQTT 5.0 的所有报文类型中，该属性同样只存在于 PUBLISH 报文和 CONNECT 报文的遗嘱属性中。该属性存放的是 UTF-8 编码的字符串，用于描述遗嘱消息或 PUBLISH 消息的内容。

它是由收发消息的应用程序决定的。在消息转发过程中， 内容类型不能被篡改。

内容类型的一个比较典型的应用就是存放 MIME 类型，比如 text/plain 表示文本文件，audio/aac 表示音频文件。