一种高效可迁移的MQTT Broker订阅树实现方法

摘要

本发明涉及MQTT服务端订阅树实现技术，特别涉及一种高效可迁移的MQTT Broker订阅树实现方法，通过数据库持久化存储KEY与客户端Cientid的对应关系，服务端在数据库中搜索主题对应的数组KEY，再通过存储的KEY与客户端Cientid的对应关系，获得客户端集合，实现了在MQTT协议下的订阅、取消订阅和发布，本发明采用数据库，解决了在MQTT协议下迁移困难的问题，采用数组KEY与主题的对应关系解决了占用空间大以及并发困难的问题，本发明一种高效可迁移的MQTT Broker订阅树实现方法应用于MQTT。

权利要求

1.一种高效可迁移的MQTT Broker订阅树实现方法，客户端发送的消息包括主题信息和客户端Cientid，所述主题消息是订阅主题信息，其特征在于，包括以下步骤：S101、服务端接收到订阅主题信息，按照约定的分隔符将订阅主题信息拆分，获得拆分后的主题TOKEN数组；

S102、将TOKEN数组中的每个数据分别申请整形的倒排索引，获得索引ID＝[ID1,ID2,ID3,…，IDn，n∈N+]；

S103、根据索引ID中的元素IDn，在数据库中进行搜索，所述数据库具有持久化的存储功能，若在数据库中搜索到与IDn对应的id，则反馈此元素IDn在数据库中对应的id，定义一个数组KEY，保存与IDn对应的id，建立KEY与客户端Cientid的对应关系，如果KEY与客户端Cientid对应关系已经存在于数据库中，则不保存此对应关系，否则保存此对应关系，若在数据库中搜索不到与IDn对应的id，则申请数据库id并保存KEY与客户端Cientid对应关系，然后反馈此对应id，获得反馈KEY＝[id1,id2,id3,…,idn,n∈N+]，其中IDn与idn对应，如果索引ID中的元素IDn是通配符，则申请的数据库id是相同的通配符；

S104、当KEY中的元素没有通配符时，服务端在数据库中搜索KEY与客户端Cientid的对应关系找到对应的客户端集合；

S105、当KEY中的元素有通配符时，则建立二级缓存，存储反馈的所有符合含有通配符的KEY数组，得到集合S＝{KEY1，KEY2，KEY3，…，KEYn，n∈N+}，服务端在数据库中搜索KEYn与客户端Clientid的对应关系，获得集合S对应的客户端集合。

2.根据权利要求1所述的一种高效可迁移的MQTT Broker订阅树实现方法，其特征在于，所述约定的分隔符包括符号“/”；所述数据库包括Mysql数据库或Redis数据库；所述id是数字；所述二级缓存采用SET数据结构。

3.根据权利要求1所述的一种高效可迁移的MQTT Broker订阅树实现方法，其特征在于，所述索引ID＝[ID1,ID2,ID3,…，IDn，n∈N+]，其中n为订阅深度，作为额外的索引进行搜索。

4.一种高效可迁移的MQTT Broker订阅树实现方法，客户端发送的消息包括主题信息和客户端Cientid，所述主题消息是取消订阅主题信息，其特征在于，包括以下步骤：S201、服务端接收到取消订阅主题信息，按照约定的分隔符将取消订阅主题信息拆分，获得拆分后的主题TOKEN数组；

S202、将TOKEN数组中的每个数据分别申请整形的倒排索引，获得索引ID＝[ID1,ID2,ID3,…，IDn，n∈N+]；

S203、根据索引ID中的元素IDn，在数据库中进行搜索，所述数据库具有持久化的存储功能，若在数据库中搜索到与IDn对应的id，则反馈此元素在数据库中对应的id，定义一个数组KEY，保存与IDn对应的id，获得反馈KEY＝[id1,id2,id3,…,idn,n∈N+]，其中IDn与idn对应，若在数据库中搜索不到与IDn对应的id，则结束；

S204、如果反馈KEY中的元素没有通配符，则直接删除KEY与客户端Clientid的对应关系；

S205、如果反馈KEY中的元素有通配符，则建立二级缓存，存储反馈的所有符合含有通配符的KEY数组，得到集合S＝{KEY1，KEY2，KEY3，…，KEYn，n∈N+}，删除集合S中的所有KEY与客户端Cientid的对应关系。

5.根据权利要求4所述的一种高效可迁移的MQTT Broker订阅树实现方法，其特征在于，所述约定的分隔符包括符号“/”；所述数据库包括Mysql数据库或Redis数据库；所述id是数字；所述二级缓存采用SET数据结构。

6.根据权利要求4所述的一种高效可迁移的MQTT Broker订阅树实现方法，其特征在于，所述索引ID＝[ID1,ID2,ID3,…，IDn，n∈N+]，其中n为订阅深度，作为额外的索引进行搜索。

7.一种高效可迁移的MQTT Broker订阅树实现方法，客户端发送的消息包括主题信息和客户端Cientid，所述主题消息是发布主题信息，其特征在于，包括以下步骤：S301、服务端接收到发布主题信息，按照约定的分隔符将发布主题信息拆分，获得拆分后的主题TOKEN数组；

S302、将TOKEN数组中的每个数据分别申请整形的倒排索引，获得索引ID＝[ID1,ID2,ID3,…，IDn，n∈N+]；

S303、根据索引ID中的元素IDn，在数据库中进行搜索，所述数据库具有持久化的存储功能，若在数据库中搜索到与IDn对应的id，则反馈此元素在数据库中对应的id，定义一个数组KEY，保存与IDn对应的id，获得反馈KEY＝[id1,id2,id3,…,idn,n∈N+]，其中IDn与idn对应；

S304、如果KEY中不含有通配符，服务端在数据库中搜索KEY与客户端Cientid的对应关系找到KEY对应的客户端集合，向此客户端集合中的所有客户端发布信息；

S305、如果KEY中含有通配符，则建立二级缓存，存储反馈的所有符合含有通配符的KEY数组，得到集合S＝{KEY1，KEY2，KEY3，…，KEYn，n∈N+}，服务端在数据库中搜索KEY与客户端Cientid的对应关系找到集合S对应的客户端集合，向此客户端集合中的所有客户端发布信息。

8.根据权利要求7所述的一种高效可迁移的MQTT Broker订阅树实现方法，其特征在于，所述约定的分隔符包括符号“/”；所述数据库包括Mysql数据库或Redis数据库；所述id是数字；所述二级缓存采用SET数据结构。

9.根据权利要求7所述的一种高效可迁移的MQTT Broker订阅树实现方法，其特征在于，所述索引ID＝[ID1,ID2,ID3,…，IDn，n∈N+]，其中n为订阅深度，作为额外的索引进行搜索。

说明书

一种高效可迁移的MQTT Broker订阅树实现方法

技术领域

[0001] 本发明涉及MQTT服务端订阅树实现技术，特别涉及一种高效可迁移的MQTT Broker订阅树实现方法。

背景技术

[0002] MQTT协议约定了终端通过发布订阅的模式来进行消息传递,通过主题来限定发布以及订阅的终端，客户端发送的消息包括主题信息和客户端Cientid，其中主题消息包括订
阅主题信息、取消订阅主题消息、发布订阅消息。订阅树的节点存储了订阅该路径节点的终
端信息。在现有模式下，基于内存结构以及直接使用字符串作为节点存储，占用空间大；一
个主题可以包括多个客户端，多个客户端操作的时候需要加锁，需要等客户端1操作完了，
客户端2才能操作，并发控制困难，造成订阅树效率低下；不具有持久化存储的特点,造成订
阅树效率低下以及造迁移困难的问题。

发明内容

[0003] 本发明所解决的技术问题：本发明提供一种高效可迁移的MQTT Broker订阅树实现方法解决在MQTT协议下订阅树效率低下、占用空间大以及迁移困难的问题。

[0004] 本发明解决上述技术问题采用的技术方案：一种高效可迁移的MQTT Broker订阅树实现方法，当主题消息是订阅主题信息时，包括以下步骤：

[0005] S101、服务端接收到订阅主题信息，按照约定的分隔符将订阅主题信息拆分，获得拆分后的主题TOKEN数组；

[0006] S102、将TOKEN数组中的每个数据分别申请整形的倒排索引，获得索引ID＝[ID1,ID2,ID3,…，IDn，n∈N+]；

[0007] S103、根据索引ID中的元素IDn，在数据库中进行搜索，所述数据库具有持久化的存储功能，若在数据库中搜索到与IDn对应的id，则反馈此元素IDn在数据库中对应的id，定
义一个数组KEY，保存与IDn对应的id，建立KEY与客户端Cientid的对应关系，如果KEY与客
户端Cientid对应关系已经存在于数据库中，则不保存此对应关系，否则保存此对应关系，
若在数据库中搜索不到与IDn对应的id，则申请数据库id并保存KEY与客户端Cientid对应
关系，然后反馈此对应id，获得反馈KEY＝[id1,id2,id3,…,idn,n∈N+]，其中IDn与idn对
应，如果索引ID中的元素IDn是通配符，则申请的数据库id是相同的通配符；

[0008] S104、当KEY中的元素没有通配符时，服务端在数据库中搜索KEY与客户端Cientid的对应关系找到对应的客户端集合；

[0009] S105、当KEY中的元素有通配符时，则建立二级缓存，存储反馈的所有符合含有通配符的KEY数组，得到集合S＝{KEY1，KEY2，KEY3，…，KEYn，n∈N+}，服务端在数据库中搜索
KEYn与客户端Clientid的对应关系，获得集合S对应的客户端集合。

[0010] 进一步的，当主题消息是取消订阅主题信息时，其特征在于，包括以下步骤：

[0011] S201、服务端接收到取消订阅主题信息，按照约定的分隔符将取消订阅主题信息拆分，获得拆分后的主题TOKEN数组；

[0012] S202、将TOKEN数组中的每个数据分别申请整形的倒排索引，获得索引ID＝[ID1,ID2,ID3,…，IDn，n∈N+]；

[0013] S203、根据索引ID中的元素IDn，在数据库中进行搜索，所述数据库具有持久化的存储功能，若在数据库中搜索到与IDn对应的id，则反馈此元素在数据库中对应的id，定义
一个数组KEY，保存与IDn对应的id，获得反馈KEY＝[id1,id2,id3,…,idn,n∈N+]，其中IDn
与idn对应，若在数据库中搜索不到与IDn对应的id，则结束；

[0014] S204、如果反馈KEY中的元素没有通配符，则直接删除KEY与客户端Clientid的对应关系；

[0015] S205、如果反馈KEY中的元素有通配符，则建立二级缓存，存储反馈的所有符合含有通配符的KEY数组，得到集合S＝{KEY1，KEY2，KEY3，…，KEYn，n∈N+}，删除集合S中的所有
KEY与客户端Cientid的对应关系。

[0016] 进一步的，当主题消息是发布主题信息时，其特征在于，包括以下步骤：

[0017] S301、服务端接收到发布主题信息，按照约定的分隔符将发布主题信息拆分，获得拆分后的主题TOKEN数组；

[0018] S302、将TOKEN数组中的每个数据分别申请整形的倒排索引，获得索引ID＝[ID1,ID2,ID3,…，IDn，n∈N+]；

[0019] S303、根据索引ID中的元素IDn，在数据库中进行搜索，所述数据库具有持久化的存储功能，若在数据库中搜索到与IDn对应的id，则反馈此元素在数据库中对应的id，定义
一个数组KEY，保存与IDn对应的id，获得反馈KEY＝[id1,id2,id3,…,idn,n∈N+]，其中IDn
与idn对应；

[0020] S304、如果KEY中不含有通配符，服务端在数据库中搜索KEY与客户端Cientid的对应关系找到KEY对应的客户端集合，向此客户端集合中的所有客户端发布信息；

[0021] S305、如果KEY中含有通配符，则建立二级缓存，存储反馈的所有符合含有通配符的KEY数组，得到集合S＝{KEY1，KEY2，KEY3，…，KEYn，n∈N+}，服务端在数据库中搜索KEY与
客户端Cientid的对应关系找到集合S对应的客户端集合，向此客户端集合中的所有客户端
发布信息。

[0022] 进一步的，所述约定的分隔符包括符号“/”。

[0023] 进一步的，索引ID＝[ID1,ID2,ID3,…，IDn，n∈N+]，其中n为订阅深度，作为额外的索引进行搜索。

[0024] 进一步的，所述数据库包括Mysql数据库或Redis数据库。

[0025] 进一步的，所述id是数字。

[0026] 进一步的，二级缓存采用SET数据结构。

[0027] 本发明的有益效果：本发明一种高效可迁移的MQTT Broker订阅树实现方法通过数据库持久化存储KEY与客户端Cientid的对应关系，在数据库中搜索主题对应的数组KEY，
再通过存储的KEY与客户端Cientid的对应关系，获得客户端集合，实现了在MQTT协议下的
消息传递，本发明采用数据库，解决了在MQTT协议下迁移困难的问题，采用数组KEY与主题
的对应关系解决了占用空间大以及并发困难的问题。

附图说明

[0028] 图1是本发明一种高效可迁移的MQTT Broker订阅树实现方法的订阅主题步骤。

[0029] 图2是本发明一种高效可迁移的MQTT Broker订阅树实现方法的取下订阅主题步骤。

[0030] 图3是本发明一种高效可迁移的MQTT Broker订阅树实现方法的发布主题步骤。

具体实施方式

[0031] 如附图1所示，服务端接收订阅主题信息，按照约定的分隔符拆分主题，获得TOKEN数组ID，然后在数据库中搜索ID的元素IDn对应的idn，如果没有搜索到，则申请新的id，获
得由idn组成的数组KEY，下一步，存储KEY与客户端Cientid的对应关系，下一步，判断KEY中
是否含有通配符，如果KEY中不含有通配符，则通过KEY找到对应的客户端集合，如果KEY中
含有通配符，则建立二级缓冲，存储符合含有通配符的KEY的集合，然后通过KEY找到集合S
对应的客户端集合。

[0032] 具体的，服务端接收到客户端发送的订阅主题信息，按照约定的分隔符“/”将订阅主题信息拆分，获得拆分后的主题TOKEN数组，将TOKEN数组中的每个数据分别申请整形的
倒排索引，获得索引ID＝[ID1,ID2,ID3,…，IDn，n∈N+],根据索引ID中的元素IDn，在数据
库中搜索，若在数据库中搜索到与IDn对应的id，则反馈此元素IDn在数据库中对应的id，建
立KEY与客户端Cientid的对应关系，如果KEY与客户端Cientid对应关系已经存在于数据库
中，则不保存此对应关系，否则保存此对应关系，若在数据库中搜索不到与IDn对应的id，则
申请数据库id并保存KEY与客户端Cientid对应关系，然后反馈此对应id，获得反馈KEY＝
[id1,id2,id3,…,idn,n∈N+]，其中IDn与idn对应，如果索引ID中的元素IDn是通配符，则
申请的数据库id是相同的通配符，如果反馈KEY中的元素有通配符，则建立二级缓存，存储
反馈的所有符合含有通配符的KEY数组，得到集合S＝{KEY1，KEY2，KEY3，…，KEYn，n∈N+}，
服务端通过搜索保存的KEY与客户端Cientid获得集合S对应的客户端集合，如果反馈的KEY
中的元素没有通配符，服务端通过搜索保存的KEY与客户端Cientid获得此反馈KEY对应的
客户端集合。

[0033] 如附图2所示，服务端接收到客户端发送的取消订阅主题信息，按照约定的分隔符拆分主题，获得TOKEN数组ID，然后在数据库中搜索ID的元素IDn对应的idn，如果没有搜索
到，则结束，如果搜索到，获得由idn组成的数组KEY，下一步，判断KEY中是否含有通配符，如
果KEY中含有通配符，则建立二级缓冲，存储符合含有通配符的KEY的集合，然后通过KEY找
到集合S对应的客户端集合，删除集合S中所有KEY与客户端Clientid的对应关系，如果KEY
中不含有通配符，则通过KEY找到对应的客户端集合，删除KEY与客户端Clientid的对应关
系。

[0034] 具体的，服务端接收到取消订阅主题信息，按照约定的分隔符“/”将取消订阅主题信息拆分，获得拆分后的主题TOKEN数组；将TOKEN数组中的每个数据分别申请整形的倒排
索引，获得索引ID＝[ID1,ID2,ID3,…，IDn，n∈N+]，根据索引ID中的元素IDn，在数据库中
进行搜索，若在数据库中搜索到与IDn对应的id，则反馈此元素在数据库中对应的id，获得
反馈KEY＝[id1,id2,id3,…,idn,n∈N+]，其中IDn与idn对应，若数据库中不存在与IDn对
应的id，则结束，下一步，如果反馈KEY中的元素没有通配符，则直接删除KEY与客户端
Clientid的对应关系，如果反馈KEY中的元素有通配符，则建立二级缓存，存储反馈的所有
符合含有通配符的KEY数组，得到集合S＝{KEY1，KEY2，KEY3，…，KEYn，n∈N+}，删除集合S中
的所有KEY与客户端Cientid的对应关系。

[0035] 如附图3所示，服务端接收到客户端发送的发布订阅主题信息，按照约定的分隔符拆分主题，获得TOKEN数组ID，然后在数据库中搜索ID的元素IDn对应的idn，获得由idn组成
的数组KEY，下一步，判断KEY中是否含有通配符，如果KEY中含有通配符，则建立二级缓冲，
存储符合含有通配符的KEY的集合S，然后根据KEY与客户端Clientid的对应关系，找到集合
S对应的客户端集合，如果KEY中不含有通配符，则根据KEY与客户端Clientid的对应关系找
到KEY对应的客户端集合。

[0036] 具体的，服务端接收到发布主题信息，按照约定的分隔符“/”将发布主题信息拆分，获得拆分后的主题TOKEN数组，将TOKEN数组中的每个数据分别申请整形的倒排索引，获
得索引ID＝[ID1,ID2,ID3,…，IDn，n∈N+]，根据索引ID中的元素IDn，在数据库中进行搜
索，若在数据库中搜索到与IDn对应的id，则反馈此元素在数据库中对应的id，获得反馈KEY
＝[id1,id2,id3,…,idn,n∈N+]，其中IDn与idn对应；下一步，如果KEY中不含有通配符，服
务端在数据库中搜索KEY与客户端Cientid的对应关系找到KEY对应的客户端集合，向此客
户端集合中的所有客户端发布信息，如果KEY中含有通配符，则建立二级缓存，存储反馈的
所有符合含有通配符的KEY数组，得到集合S＝{KEY1，KEY2，KEY3，…，KEYn，n∈N+}，服务端
在数据库中搜索KEY与客户端Cientid的对应关系找到集合S对应的客户端集合，向此客户
端集合中的所有客户端发布信息。

[0037] 进一步的，索引ID＝[ID1,ID2,ID3,…，IDn，n∈N+]中的n为订阅深度，作为在数据库中搜索KEY的额外索引，具体的，先搜索出订阅深度相同的所有KEY组成一个集合，再在此
集合中搜索具体的KEY。

[0038] 具体的，数据库使用Mysql数据库或Redis数据库，二级缓存采用SET数据结构。