什麼是服務質量？
服務質量(qualityofservice,qos)等級是訊息傳送方與訊息接收方之間的協議，對應著訊息傳遞時不同的可靠程度。
mqtt有三種qos等級：
mqtt中訊息的發布和訂閱都有qos等級的設定，我們需要將其分開理解
1.publish的qos等級
1.1 qos 0
當client1 publish一條訊息時，如果設定的qos等於0，那麼client1只會傳送一次這條訊息，就算broker沒有收到，client1也不會管。對於broker來說，它收到client1 publish的訊息，就會publish給眾多客戶端，收不到自然也不會publish。產生的效果：broker最終會publish 0條或1條訊息，即至多一次。
1.2 qos 1
上面那個例子，如果設定qos等於1，那麼client1傳送一條訊息，broker收到後會發給client1乙個應答puback，client1如果收到應答就會停止傳送，否則，繼續傳送。broker做的事情也很簡單，收到一次訊息，就將訊息publish給眾多客戶端，同時發現qos等級為1，就向剛剛給自己publish訊息的client1傳送乙個響應puback。但是在這種互動中存在兩個問題，1：client1 publish的訊息有可能broker沒能收到，2：broker回覆的puback client1沒能收到。這樣會造成：broker收到訊息，將訊息publish出去後，client1沒能收到puback，就會繼續傳送訊息，broker就會繼續publish，直到client1收到puback為止。產生效果：broker最終會publish 至少1條訊息，即至少一次。
1.3 qos 2
還是上面的例子，如果設定qos等於2，那麼client1傳送一條訊息後，broker會回乙個pubrec(publish recevied)（但是這裡注意broker雖然已經收到了訊息但是它不會立馬publish給眾多客戶端，還要等待後續步驟）,client1收到pubrec會回應乙個pubrel(publish release)(即既然你broker收到了，我client1就把這條訊息釋放了，儲存起來太佔地方),client1也不會再重**這條訊息了,因為都已經釋放這個包了,broker收到pubrel後會回覆client1乙個pubcomp(publish complete)（即這次訊息傳遞完畢）,broker發完pubcomp後，才會將剛才的訊息publish給眾多客戶端。在pubcomp之前的互動中，如若有丟包同樣會重傳。產生效果：broker最終會publish 1條訊息，不會多於1條，也不會少於1條。
應用場景：
為什麼要有這三種服務質量等級呢？我們結合具體需求來思考一下
qos 0 適合什麼場景呢？適合那種訊息很頻繁但又不那麼重要的應用，如每隔幾分鐘上報一次氣溫，資料丟了就丟了，反正待會還會上報，並且丟失一次資料也不會產生多大影響。
但是，如果訊息對你很重要，你寧願收到重複的也不願意丟失一條，那你就採用qos 1
但是，如果像支付類的應用也採用qos 1的話，會產生重複支付的問題（其實已經支付成功了，只是手機沒有收到回應，又再次發起支付），這時候就需要使用qos 2了，它保證有且僅有一次訊息成功傳遞。
2.subscribe的qos等級
說完了publish的qos，我們再來談談subscribe的qos。其實我們完全可以使用上面三個例子的分析，因為clienta、clientb、clientc 訂閱 broker的訊息就相當於broker發布訊息給他們（這點從後面的抓包分析也可得以驗證），我們仍然可用publish的那一套去理解subscribe的qos，即client a subscribe訊息時設定的qos等於0，那麼broker最多隻會發一次訊息給clienta。qos設定為1，那麼broker至少會發一次訊息給到clienta，給不到就重發。qos設定為2，那麼broker保證有且只有一次訊息給到clienta。
但是有乙個問題需要注意一下，對於同乙個topic，如果client1以qos 2等級發布，clienta以qos 0等級訂閱，那麼clienta最多隻會收到一條訊息，即兩者質量等級取最低。同樣的，如果clinet1以qos 0發布一條訊息，clienta以qos 2等級去訂閱，clienta仍然最多隻會收到一條訊息，因為原則是兩者qos取最低。所以如果要想達到真正的qos 2質量，就要保證publish和subscribe都設定為 qos 2
3.抓包
下面結合抓包做一些直觀的展示
192.168.2.195為客戶端
211.159.189.50為服務端
3.1 connect 連線請求報文
從截圖中可以看出，mqtt是基於tcp的，mqtt連線前先進行的是tcp的三次握手建立tcp連線
客戶端通過傳送mqtt連線控制報文向服務端發起連線請求，控制報文型別為0x10,可變長報頭包含協議名、保活時間等資訊，有效載荷包含客戶端id資訊
3.2 connack – 確認連線請求
服務端給客戶端傳送確認資訊
3.3 訂閱請求
3.4 訂閱請求應答
3.5 發布訊息
因為發布的訊息服務質量等級為 qos 0，所以無響應
現在我們將publish 的服務質量等級設為 qos 1
再次抓包
發現每乙個publish的訊息服務端都會有乙個回應
再將服務質量等級提公升到 qos 2
抓包 和上面分析的qos 2一致，每次訊息傳遞都需要四次互動，即(publish)publish message、(pubrec)publish received、(pubrel)publish release、(pubcomp)publish complete
3.6 還想看一下subscribe的qos
我在客戶端同時發布和訂閱了相同的topic，服務質量等級都設為qos 2，
截圖中，方框框住的上面四條為客戶端向服務端publish訊息時產生的互動，滿足上面的qos 2等級的分析。下面四條為客戶端訂閱了topic而收到訊息時的互動，同時也驗證了客戶端訂閱就相當於服務端發布的猜想。
參考文章：
MQTT入門（7） 服務質量QoS
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