FreeMQTT 简介

FreeMQTT是用Python编程语言并基于Tornado Web框架开发的 一款MQTT服务器开源软件。

如无特殊声明，本指南中 "FreeMQTT" 等同于 "FreeMQTT 服务器"。

历史

2013年，我们在一个项目中决定采用 MQTT协议， 最开始打算用开源的 mosquitto broker ， 在经过压力测试后，我们放弃了这个Broker。最终我们开始尝试自己用 Python 2.x 语言并基于 Tornado Web 框架（自带TCP server 框架）来实现一个 MQTT Broker。这便是第一个版本的 FreeMQTT v0.01, 实现的MQTT的协议版本是 v3.1。经过和 mosquitto （2013年的版本）对比测试结果，极大地激励着我们把这个项目做下去。

2014年，根据当是 MQTT 官方发布的最新协议 3.1.1（当时为修订版本，非正式版本），我们升级了 FreeMQTT 到 v0.02 版本。

2016年，FreeMQTT 从 Python 2.x 迁移到 Python 3.x 并采用 async / await 的异步 io 机制重构了 FreeMQTT，版本升级到 v0.05。

2018年，再次对 FreeMQTT 重构，主要是采用 leveldb key-value 数据库实现 session & subscribe & retain 消息的持久性存储。FreeMQTT升级到 v0.08。

2022年，在 FreeMQTT 中实现 MQTT over Websocket 功能。 FreeMQTT 版本为 v0.09。

2024年，基于新的 MQTT V5.0 协议版本，再次彻底重构 FreeMQTT, 在这次重构中，摒弃了 leveldb 持久性存储而采用内存存储机制。在新版本的 FreeMQTT 同时支持 MQTT 3.1.1 & MQTT 5.0，但不再支持 MQTT 3.1；采用了新的存储管理与订阅匹配算法，匹配时间复杂度为 O(1)。

当前 FreeMQTT 最新版本号为 v1.02

理念

• 以人为本，面向用户
• 取舍有度，做精做强
• 不尚空谈，不搞花架子
• 化繁为简，去伪存真
• 持续迭代，精益求精
• 安全第一，高效稳定

特色

独特的应用隔离安全机制

• FreeMQTT 把每个接入的 MQTT 客户端划归为一个独立的 App
• 通过 freemqtt_token 命令为每个App生成令牌Token(可生成多个)
• 令牌 Token 含有 App ID 并用秘钥 secret 进行了加密签名
• MQTT 客户端连接 FreeMQTT 时将令牌 Token 做口令 password 传入 connect 方法
• FreeMQTT 在接收到 CONNECT 消息时，通过解密，验证签名来进行鉴权
• 如果 FreeMQTT 鉴权成功，则会从令牌Token得到MQTT客户所属的App ID
• 不同的App之间，MQTT客户是相互独立的，例如 App A 有个客户A， App B 有个客户B，则客户A与客户B可以具有相同的客户ID
• 每个App相当于一个虚拟的MQTT Server
• 不同的App之间消息隔离，互不干扰

独特的存储管理与订阅匹配算法

• 独特的存储管理架构
• 独特Topic和订阅Topic Filter匹配算法，匹配时间复杂度为 O(1)
• 在Topic级数固定的情形下，主题Topic匹配速度是有界的常数
• 匹配时间不会随着客户端订阅的主题增加而增加

定期发布统计信息

• 定期通过系统主题 $SYS/METRICS 发布每个Application统计信息
• 在线客户数、收发消息总数、普通订阅主题数、共享订阅主题数、retain 消息数、服务器持续运行时间

独有的MQTT客户端上线下线通知机制

• 通过系统主题 $SYS/ONLINE 实时通知客户上线
• 通过系统主题 $SYS/OFFLINE 实时通知客户下线
• 避免了传统的需要客户端设置的遗嘱消息才能得到离线的通知，且不能得到上线通知

支持MQTT3.1.1和MQTT5.0 客户互通共存

• 可以同时接受MQTT3.1.1 & MQTT5.0的客户接入
• MQTT3.1.1和MQTT5.0客户之间可以互通消息