本文翻譯自http://www.hivemq.com/blog/mqtt-essentials-part-10-alive-client-take-over
未經(jīng)允許行疏，不得轉(zhuǎn)載
TCP半開(kāi)連接（half-open）的問(wèn)題
正如我們所知造挽，MQTT是基于TCP的李滴，并且它可以保證數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)的“可靠购撼，有序榨惰，錯(cuò)誤可查”這些特性凶赁。然而颅拦，在某些情況下一個(gè)傳輸端點(diǎn)可能會(huì)無(wú)法和其他傳輸端點(diǎn)同步缕坎，這常常是因?yàn)橐环匠霈F(xiàn)問(wèn)題怖侦，或者傳輸過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題。這種情況被叫做半開(kāi)（half-open）連接谜叹。重點(diǎn)是仍在正常工作的一方并不知道對(duì)方出現(xiàn)了什么問(wèn)題匾寝，它會(huì)不斷嘗試發(fā)送信息并等待對(duì)方回應(yīng)。
在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)下荷腊，半開(kāi)連接的問(wèn)題愈發(fā)突出艳悔，正如下文中MQTT發(fā)明者Andy Stanford-Clark所描述的一樣
盡管從理論上來(lái)說(shuō)，TCP/IP會(huì)在socket失效時(shí)發(fā)出通知女仰，但是實(shí)際上猜年，尤其是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)或者衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)上，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)假連并且首尾顛倒的問(wèn)題疾忍，這可能會(huì)導(dǎo)致一個(gè)TCP會(huì)話出現(xiàn)“黑洞”乔外，看似連接仍然打開(kāi)著，但是實(shí)際上寫入的任何消息都被丟棄了一罩。
引自Andy Stanford-Clark的“為何需要心跳杨幼？”一文（來(lái)源）
MQTT心跳
為了應(yīng)對(duì)半開(kāi)連接問(wèn)題，或至少可以知道連接是否還在，MQTT提供了心跳（keep alive）機(jī)制差购。
心跳機(jī)制可以確認(rèn)連接仍然是打開(kāi)的四瘫，并且broker和客戶端都連接上了對(duì)方。因此客戶端可以設(shè)定一個(gè)幾秒鐘的時(shí)間間隔歹撒，并在連建立后按此間隔來(lái)發(fā)送消息給broker莲组。心跳的間隔時(shí)間是broker和客戶端所能接受的最長(zhǎng)的通信周期。
MQTT的說(shuō)明書描述如下
客戶端有職責(zé)來(lái)確保發(fā)送的數(shù)據(jù)包間隔不超過(guò)心跳周期暖夭。如果沒(méi)有數(shù)據(jù)包待發(fā)锹杈，那么客戶端必須發(fā)送一個(gè)PINGREQ包。
這意味著只要消息被頻繁地交換迈着，而且心跳時(shí)長(zhǎng)也沒(méi)有超出閾值竭望，那么就沒(méi)有必要再發(fā)送額外的消息來(lái)確認(rèn)連接是否開(kāi)著了
但是如果客戶端在心跳周期內(nèi)沒(méi)有任何消息可以發(fā)送，那么它必須發(fā)送一個(gè)PINGREQ包給broker來(lái)確認(rèn)它本身和broker仍然可用裕菠。
如果客戶端沒(méi)有在1.5倍心跳周期內(nèi)發(fā)送PINGREQ或者其他數(shù)據(jù)咬清，那么broker必須與客戶端斷開(kāi)連接。同樣的奴潘，如果broker沒(méi)有在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)響應(yīng)旧烧，客戶端也應(yīng)該主動(dòng)斷開(kāi)連接。
心跳包
讓我們看看心跳信息的詳細(xì)內(nèi)容画髓。這里有兩個(gè)信息與心跳功能相關(guān)掘剪。
PINGREQ
PINGREQ由客戶端發(fā)出，用以向broker表明客戶端仍然OK奈虾，即便它沒(méi)發(fā)送任何其他數(shù)據(jù)包（如發(fā)布和訂閱信息等）夺谁。客戶端可以在任何時(shí)間發(fā)送PINGREQ來(lái)確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)連接是有效的肉微。PINGREQ包不含任何包體（payload）匾鸥。
PINGRESP
當(dāng)broker收到一個(gè)PINGREQ消息時(shí)，其必須回復(fù)一個(gè)PINGRESP以表明自身對(duì)客戶端來(lái)說(shuō)是可用的碉纳。和PINGREQ相似勿负，PINGRESP也不含任何包體（payload）。
提示
- 如果broker沒(méi)有在規(guī)定時(shí)間內(nèi)收到PINGREQ或其他任何消息村象，那么它就會(huì)關(guān)閉與此客戶端的連接并且發(fā)送遺囑消息（前提是客戶端已經(jīng)指定了）笆环。
- MQTT客戶端有責(zé)任設(shè)置好心跳周期值，例如厚者，可以按照信號(hào)強(qiáng)度的周期來(lái)設(shè)定躁劣。
- 最長(zhǎng)的心跳周期是18小時(shí)12分15秒。
- 如果心跳周期為0库菲，那么心跳機(jī)制就是無(wú)效的账忘。
客戶端替換（Take-Over）
一個(gè)掉線的客戶端一般將會(huì)嘗試重連。但有一種可能是broker仍和某些客戶端維持著半開(kāi)連接狀態(tài)。在這種情況下鳖擒，MQTT將會(huì)執(zhí)行客戶替換機(jī)制溉浙。對(duì)于同一個(gè)客戶端（由客戶端標(biāo)識(shí)判定），broker將總會(huì)關(guān)閉舊連接蒋荚，并建立新連接戳稽。這種方式可以確保半開(kāi)連接不會(huì)阻礙客戶端嘗試建立新的連接。
