使用 Python 订阅 MQTT 多个 Topic 的入门指南
引言
MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一种轻量级的消息传输协议，非常适合物联网（IoT）设备之间的通信。作为一名初学者，了解如何在 Python 中使用 MQTT 订阅多个主题（topic）将非常有帮助。在本文中，我们将通过一个详细的步骤指南和代码示例来帮助你实现这一目标。
流程概览
在实施之前，我们先来明确一下整个流程。在下表中，我们概述了所需的主要步骤及其说明。
| 步骤 | 描述 |
|---|---|
| 1 | 安装必要的库 |
| 2 | 导入库 |
| 3 | 连接到 MQTT 代理 |
| 4 | 订阅多个主题 |
| 5 | 定义消息处理回调函数 |
| 6 | 进入循环，保持连接 |
gantt
title Python 订阅 MQTT 多个 Topic 的流程
dateFormat YYYY-MM-DD
section 步骤
安装库 :done, des1, 2023-01-01, 1d
导入库 :done, des2, 2023-01-02, 1d
连接到 MQTT 代理 :done, des3, 2023-01-03, 1d
订阅多个 Topic :done, des4, 2023-01-04, 1d
定义消息处理函数 :done, des5, 2023-01-05, 1d
保持连接 :active, des6, 2023-01-06, 3d
步骤详解
步骤 1：安装必要的库
在 Python 中使用 MQTT，我们通常使用 paho-mqtt 这个库。要安装这个库，可以使用以下命令：
pip install paho-mqtt
- 这行命令将从 PyPI 下载并安装
paho-mqtt库，供我们在 Python 中使用。
步骤 2：导入库
在你的 Python 脚本中，我们需要导入刚才安装的库：
import paho.mqtt.client as mqtt
- 这行代码导入了
paho-mqtt库，并将其命名为mqtt，方便后续使用。
步骤 3：连接到 MQTT 代理
接下来，我们需要定义一个用于连接 MQTT 代理的函数：
def on_connect(client, userdata, flags, rc):
print("已连接，返回码: " + str(rc))
on_connect是一个回调函数，它在客户端成功连接到 MQTT 代理时执行。rc是返回码，0表示连接成功。
然后，我们实例化客户端并连接到代理：
client = mqtt.Client()
# 绑定连接回调函数
client.on_connect = on_connect
# 连接到 MQTT Broker（替换为你的 Broker 地址及端口）
client.connect("MQTT_BROKER_ADDRESS", MQTT_BROKER_PORT, 60)
- 这段代码初始化了一个 MQTT 客户端，绑定了连接回调函数，并指定 MQTT Broker 的地址与端口。
步骤 4：订阅多个主题
现在我们可以订阅多个主题了，请看下面的代码示例：
# 订阅多个主题，可以使用列表定义
topics = [("topic1", 0), ("topic2", 0), ("topic3", 0)]
client.subscribe(topics)
topics是一个列表，里面包含了多个主题及其 QoS（服务质量）等级。这里的0表示最基本的服务质量等级。
步骤 5：定义消息处理回调函数
当你订阅的主题接收到消息时，我们需要定义一个回调函数来处理这些消息：
def on_message(client, userdata, msg):
print(f"主题: {msg.topic} 消息: {msg.payload.decode()}")
on_message是一个回调函数，它在收到新消息时执行。msg.topic是接收到的消息的主题，msg.payload.decode()将消息的负载进行解码并以字符串形式返回。
我们将这个回调函数绑定到客户端：
client.on_message = on_message
步骤 6：进入循环，保持连接
最后，我们需要调用一个循环，使客户端持续运行并监听消息：
client.loop_forever()
- 这行代码会使客户端进入一个无限循环，直到手动中止。
完整代码
以下是上述所有步骤结合的完整代码示例：
import paho.mqtt.client as mqtt
# 连接回调
def on_connect(client, userdata, flags, rc):
print("已连接，返回码: " + str(rc))
# 消息处理回调
def on_message(client, userdata, msg):
print(f"主题: {msg.topic} 消息: {msg.payload.decode()}")
# 初始化客户机
client = mqtt.Client()
# 绑定回调函数
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message
# 连接到 MQTT Broker
client.connect("MQTT_BROKER_ADDRESS", MQTT_BROKER_PORT, 60)
# 订阅多个主题
topics = [("topic1", 0), ("topic2", 0), ("topic3", 0)]
client.subscribe(topics)
# 进入循环
client.loop_forever()
结尾
通过上述的步骤和代码，你现在应该能够在 Python 中使用 paho-mqtt 订阅多个 MQTT 主题。记得替换 MQTT_BROKER_ADDRESS 和 MQTT_BROKER_PORT 为你实际使用的代理地址与端口！希望这篇文章对你有所帮助，祝你在学习 MQTT 和 Python 开发的旅程中取得更大的进展！如果你还有关于 MQTT 的其他问题，欢迎随时询问。
