MQTT全名為Message Queuing Telemetry Transport，是一種基于TCP/IP協(xié)議上傳輸?shù)妮p量級通信協(xié)議。MQTT協(xié)議是一種消息隊(duì)列傳輸協(xié)議，采用訂閱、發(fā)布機(jī)制，訂閱者只接受自己已經(jīng)訂閱的數(shù)據(jù)，非訂閱數(shù)據(jù)則不接受，既保證了必要的數(shù)據(jù)交換，又避免了無效數(shù)據(jù)造成的存儲與處理。因此在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。
MQTT協(xié)議
MQTT協(xié)議是物聯(lián)網(wǎng)平臺的最通用協(xié)議之一，也是OneNET平臺的首要設(shè)備接入?yún)f(xié)議。物聯(lián)網(wǎng)平臺必須海量設(shè)備接入，但MQTT接入服務(wù)究竟能同時(shí)支持多少設(shè)備同時(shí)在線呢?了解這個(gè)指標(biāo)能更好地為平臺的運(yùn)維和運(yùn)營提供科學(xué)的依據(jù)。
可是，如何快速簡便地測試最大在線量指標(biāo)呢?如何選取工具和制作腳本呢?
測試性能我們首先想到的是常用的Jmeter和Locust等性能測試工具。但是這些工具的優(yōu)勢在測試服務(wù)的并發(fā)和吞吐量，并不適合當(dāng)前的測試場景。
然后能想到的是利用第三方Jar包或者三方庫實(shí)現(xiàn)的協(xié)議庫，采用多線程啟動設(shè)備。但是壓力機(jī)線程啟動有限，對動則支持幾十萬上百萬設(shè)備接入量的服務(wù)簡直就是杯水車薪，需要多少壓力機(jī)難以估量。
再次能想到的是Select方法批量管理設(shè)備的Socket連接。問題又出現(xiàn)了，Select管理的異步IO也是有極限的，此方法最終還是放棄。
測試方法
經(jīng)過前面的分析、實(shí)踐最終方法確定，采用異步IO的方式批量模擬設(shè)備連接服務(wù)器，按照一定的頻率上報(bào)注冊報(bào)文，不斷遍歷設(shè)備Socket接收的緩存數(shù)據(jù)，解析服務(wù)消息來判斷設(shè)備是否連接成功，并通過周期性上報(bào)心跳來保持設(shè)備持續(xù)在線。實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)如下：
(1)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)備類：封裝部分MQTT協(xié)議報(bào)文方法，其中包括設(shè)備注冊、訂閱、發(fā)布、心跳等。
MQTT注冊報(bào)文封裝示例(Java)
(2)實(shí)現(xiàn)設(shè)備類：主要記錄設(shè)備注冊狀態(tài)、訂閱狀態(tài)、保活間隔，最重要的服務(wù)消息的解析和響應(yīng)方法，以及設(shè)備連接服務(wù)器的非阻塞Socket(Java中的SocketChanel)
服務(wù)消息解析代碼示例(Java)
(3)實(shí)現(xiàn)程序主體類：管理批量設(shè)備，控制設(shè)備注冊頻率，設(shè)備何時(shí)上報(bào)數(shù)據(jù)、監(jiān)聽服務(wù)下發(fā)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)設(shè)備連接數(shù)，持續(xù)上報(bào)心跳，保持設(shè)備在線等。具體實(shí)現(xiàn)邏輯如下：
批量初始化設(shè)備列表;
同時(shí)啟動一下三個(gè)線程;
啟動設(shè)備注冊線程，初始化設(shè)備與服務(wù)連接并上行注冊報(bào)文，可根據(jù)設(shè)置，指定當(dāng)前可同時(shí)注冊的設(shè)備數(shù)，所有設(shè)備注冊完成后自動退出;
啟動連接統(tǒng)計(jì)線程，周期性統(tǒng)計(jì)設(shè)備連接成功個(gè)數(shù)、訂閱成功個(gè)數(shù)、連接失敗設(shè)備等數(shù)據(jù);
啟動設(shè)備Socket遍歷線程，持續(xù)輪詢每個(gè)Socket的接收數(shù)據(jù)，對接收到的數(shù)據(jù)處理和響應(yīng)，每輪遍歷完畢對需要對未長時(shí)間未上報(bào)心跳的設(shè)備上行心跳報(bào)文，以達(dá)到設(shè)備保活的目的。
程序主題類接收線程邏輯代碼片段(Java)
完成程序代碼后，測試工具制作完成。
此工具已實(shí)際用于項(xiàng)目性能測試中，可將壓力機(jī)全部可用端口用于最大設(shè)備在線量的測試中，實(shí)際在Linux虛擬機(jī)中幾分鐘內(nèi)完成50000+設(shè)備注冊，并保持設(shè)備長時(shí)間持續(xù)在線。
此工具能最大限度利用壓力機(jī)端口資源，提升測試執(zhí)行效率，對于在線量較大的服務(wù)，只需要在更多的壓力機(jī)上運(yùn)行此工具即可。
