Python 是一種廣泛使用的解釋型、進階程式設計、通用型程式設計語言。Python 的設計哲學強調代碼的可讀性和簡潔的文法(尤其是使用空格縮進劃分代碼塊，而非使用大括号或者關鍵詞)。Python 讓開發者能夠用更少的代碼表達想法，不管是小型還是大型程式，該語言都試圖讓程式的結構清晰明了。
MQTT 是一種基于釋出/訂閱模式的 輕量級物聯網消息傳輸協定 ，可以用極少的代碼和帶寬為聯網裝置提供實時可靠的消息服務，它廣泛應用于物聯網、移動網際網路、智能硬體、車聯網、電力能源等行業。
本文主要介紹如何在 Python 項目中使用 paho-mqtt 用戶端庫 ，實作用戶端與 MQTT 伺服器的連接配接、訂閱、取消訂閱、收發消息等功能。
項目初始化
本項目使用 Python 3.6 進行開發測試，讀者可用如下指令确認 Python 的版本。
➜ ~ python3 --version Python 3.6.7 選擇 MQTT 用戶端庫
paho-mqtt 是目前 Python 中使用較多的 MQTT 用戶端庫，它在 Python 2.7 或 3.x 上為用戶端類提供了對 MQTT v3.1 和 v3.1.1 的支援。它還提供了一些幫助程式功能，使将消息釋出到 MQTT 伺服器變得非常簡單。
Pip 安裝 Paho MQTT 用戶端
Pip 是 Python 包管理工具，該工具提供了對 Python 包的查找、下載下傳、安裝、解除安裝的功能。
pip3 install -i https://pypi.doubanio.com/simple paho-mqtt Python MQTT 使用
連接配接 MQTT 伺服器
本文将使用 EMQ X 提供的 免費公共 MQTT 伺服器 ，該服務基于 EMQ X 的 MQTT 物聯網雲平台 建立。伺服器接入資訊如下：
- Broker: broker.emqx.io
- TCP Port: 1883
- Websocket Port: 8083
導入 Paho MQTT用戶端
from paho.mqtt import client as mqtt_client 設定 MQTT Broker 連接配接參數
設定 MQTT Broker 連接配接位址，端口以及 topic，同時我們調用 Python random.randint 函數随機生成 MQTT 用戶端 id。
broker = 'broker.emqx.io'port = 1883topic = "/python/mqtt"client_id = f'python-mqtt-{random.randint(0, 1000)}' 編寫 MQTT 連接配接函數
編寫連接配接回調函數 on_connect ，該函數将在用戶端連接配接後被調用，在該函數中可以依據 rc 來判斷用戶端是否連接配接成功。通常同時我們将建立一個 MQTT 用戶端，該用戶端将連接配接到 broker.emqx.io 。
def connect_mqtt(): def on_connect(client, userdata, flags, rc): if rc == 0: print("Connected to MQTT Broker!") else: print("Failed to connect, return code %d", rc) # Set Connecting Client ID client = mqtt_client.Client(client_id) client.on_connect = on_connect client.connect(broker, port) return client 釋出消息
首先定義一個 while 循環語句，在循環中我們将設定每秒調用 MQTT 用戶端 publish 函數向 /python/mqtt 主題發送消息。
def publish(client): msg_count = 0 while True: time.sleep(1) msg = f"messages: {msg_count}" result = client.publish(topic, msg) # result: [0, 1] status = result[0] if status == 0: print(f"Send `{msg}` to topic `{topic}`") else: print(f"Failed to send message to topic {topic}") msg_count += 1 訂閱消息
編寫消息回調函數 on_message ，該函數将在用戶端從 MQTT Broker 收到消息後被調用，在該函數中我們将列印出訂閱的 topic 名稱以及接收到的消息内容。
def subscribe(client: mqtt_client): def on_message(client, userdata, msg): print(f"Received `{msg.payload.decode()}` from `{msg.topic}` topic") client.subscribe(topic) client.on_message = on_message 完整代碼
消息釋出代碼
# python 3.6import randomimport timefrom paho.mqtt import client as mqtt_clientbroker = 'broker.emqx.io'port = 1883topic = "/python/mqtt"# generate client ID with pub prefix randomlyclient_id = f'python-mqtt-{random.randint(0, 1000)}'def connect_mqtt(): def on_connect(client, userdata, flags, rc): if rc == 0: print("Connected to MQTT Broker!") else: print("Failed to connect, return code %d", rc) client = mqtt_client.Client(client_id) client.on_connect = on_connect client.connect(broker, port) return clientdef publish(client): msg_count = 0 while True: time.sleep(1) msg = f"messages: {msg_count}" result = client.publish(topic, msg) # result: [0, 1] status = result[0] if status == 0: print(f"Send `{msg}` to topic `{topic}`") else: print(f"Failed to send message to topic {topic}") msg_count += 1def run(): client = connect_mqtt() client.loop_start() publish(client)if __name__ == '__main__': run() 消息訂閱代碼
# python3.6import randomfrom paho.mqtt import client as mqtt_clientbroker = 'broker.emqx.io'port = 1883topic = "/python/mqtt"# generate client ID with pub prefix randomlyclient_id = f'python-mqtt-{random.randint(0, 100)}'def connect_mqtt() -> mqtt_client: def on_connect(client, userdata, flags, rc): if rc == 0: print("Connected to MQTT Broker!") else: print("Failed to connect, return code %d", rc) client = mqtt_client.Client(client_id) client.on_connect = on_connect client.connect(broker, port) return clientdef subscribe(client: mqtt_client): def on_message(client, userdata, msg): print(f"Received `{msg.payload.decode()}` from `{msg.topic}` topic") client.subscribe(topic) client.on_message = on_messagedef run(): client = connect_mqtt() subscribe(client) client.loop_forever()if __name__ == '__main__': run() 測試
消息釋出
運作 MQTT 消息釋出代碼，我們将看到用戶端連接配接成功，并且成功将消息釋出。
python3 pub.py 
消息訂閱
運作 MQTT 消息訂閱代碼，我們将看到用戶端連接配接成功，并且成功接收到釋出的消息。
python3 sub.py 
總結
至此，我們完成了使用 paho-mqtt 用戶端連接配接到 公共 MQTT 伺服器 ，并實作了測試用戶端與 MQTT 伺服器的連接配接、消息釋出和訂閱。
與 C ++ 或 Java 之類的進階語言不同，Python 比較适合裝置側的業務邏輯實作，使用 Python 您可以減少代碼上的邏輯複雜度，降低與裝置的互動成本。我們相信在物聯網領域 Python 将會有更廣泛的應用。
原文作者:EMQ
原文連結:https://www.emqx.io/cn/blog/how-to-use-mqtt-in-python