第一篇，先简单分析一下整个emqtt 的大致结构，包括两个部分：
1、message packet 类型
2、message 流向
message packet 类型
P1:mqtt_packet 的基本结构，其中header 中的type 与variable 的mqtt_packet_* 一一对应。
emqtt 的packet 定义如下：
1 -record(mqtt_packet,
2 {header :: #mqtt_packet_header{},
3 variable :: #mqtt_packet_connect{} | #mqtt_packet_connack{}
4 | #mqtt_packet_publish{} | #mqtt_packet_puback{}
5 | #mqtt_packet_subscribe{} | #mqtt_packet_suback{}
6 | #mqtt_packet_unsubscribe{} | #mqtt_packet_unsuback{}
7 | mqtt_packet_id() | undefined,
8 payload :: binary() | undefined }).
包括包头、包的类型、实际的数据消息。
在emqtt 中，message packet 的类型主要分为一下几类（这些类型，基本上定义在emqttd_protocol.hrl 文件中）：
1、connect/connack
P2:connect packet的基本结构
用于客户端向server端建立链接以及server 端向client 确定链接。
1 -record(mqtt_packet_connect,
2 {client_id = <<>> :: mqtt_client_id(),
3 proto_ver = ?MQTT_PROTO_V311 :: mqtt_vsn(),
4 proto_name = <<"MQTT">> :: binary(),
5 will_retain = false :: boolean(),
6 will_qos = ?QOS_0 :: mqtt_qos(),
7 will_flag = false :: boolean(),
8 clean_sess = false :: boolean(),
9 keep_alive = 60 :: non_neg_integer(),
10 will_topic = undefined :: undefined | binary(),
11 will_msg = undefined :: undefined | binary(),
12 username = undefined :: undefined | binary(),
13 password = undefined :: undefined | binary()}).
14
15 -record(mqtt_packet_connack,
16 {ack_flags = ?RESERVED :: 0 | 1,
17 return_code :: mqtt_connack() }).
其中，主要的几个字段，client_id、proto_ver、proto_name以及keep_alive。
client_id在username undefined的情况下，充当username的角色，是客户端的唯一标识，在接下来的session manage以及 subscription 管理中，具有非常重要的作用。
2、subscribe/suback
P3:subscribe packet的基本结构
用于处理客户端 subscribe 某个topic，已经server端向客户端的确认。
1 -record(mqtt_packet_subscribe,
2 {packet_id :: mqtt_packet_id(),
3 topic_table :: list({binary(), mqtt_qos()}) }).
4 -record(mqtt_packet_suback,
5 {packet_id :: mqtt_packet_id(),
6 qos_table :: list(mqtt_qos() | 128) }).
topic_table 字段表示的是所要subscribe的topic 以及对应的QoS。
3、unsubscribe/unsuback
subscribe的反向操作
4、publish/puback
P4: publish packet的基本结构
1 -record(mqtt_packet_publish,
2 {topic_name :: binary(),
3 packet_id :: mqtt_packet_id() }).
4
5 -record(mqtt_packet_puback,
6 {packet_id :: mqtt_packet_id() }).
topic_name指定了将要publish到的topic的名字。
在emqtt中，用Erlanger中record数据类型，定义了以上一种message packet的类型，而且，这些类型的packet的作用都显而易见。
message 流向
首先，mqtt是基于TCP协议的，因此，emqtt本身也是架构在TCP server上的service。其底层，基于esockd（主要借鉴RabbitMQ networking的实现）。socket controlling 进程的执行逻辑是emqttd_client module。emqttd_client module主要与esockd application 中的esockd_connection module 相关联，并存在必要的callback 关系。
由于socket controlling 进程的入口以及主要执行逻辑由emqttd_client module实现。
因此：
- message进入到server后，首先由emqttd_client module进行处理
进入到emqtt server的message，主要是二进制socket数据，想要转换成Erlang的内部数据结构，就必要进行必要的数据解析。
1、socket 数据包接收
1 handle_info({inet_async, _Sock, _Ref, {ok, Data}}, State) ->
2 Size = size(Data),
3 ?LOG(debug, "RECV ~p", [Data], State),
4 emqttd_metrics:inc(‘bytes/received‘, Size),
5 received(Data, rate_limit(Size, State#client_state{await_recv = false}));
L2，L3，L4这三行代码主要用于调试和metric。
2、socket 数据包解析
socket 二进制数据包的解析，主要是由emqttd_parser module进行处理，包括二进制协议的解析以及socket 粘包的处理。
- message 由emqttd_parser module进行二进制数据协议的解析
解析成为mqtt_pakcet record 类型的数据结构。
3、mqtt packet 处理
emqtt中，mqtt packet的处理是由emqtt_protocol module完成，其入口函数为received/2：
1 %% A Client can only send the CONNECT Packet once over a Network Connection.
2 -spec(received(mqtt_packet(), proto_state()) -> {ok, proto_state()} | {error, any()}).
3 received(Packet = ?PACKET(?CONNECT), State = #proto_state{connected = false}) ->
4 process(Packet, State#proto_state{connected = true});
5
6 received(?PACKET(?CONNECT), State = #proto_state{connected = true}) ->
7 {error, protocol_bad_connect, State};
8
9 %% Received other packets when CONNECT not arrived.
10 received(_Packet, State = #proto_state{connected = false}) ->
11 {error, protocol_not_connected, State};
12
13 received(Packet = ?PACKET(_Type), State) ->
14 trace(recv, Packet, State),
15 case validate_packet(Packet) of
16 ok ->
17 process(Packet, State);
18 {error, Reason} ->
19 {error, Reason, State}
20 end.
前三个子函数，主要处理"是否已经login"相关的packet，而最后一个子函数则是在login 之后，处理正常的packet。
在emqttd_protocol module 中，由入口函数received 做简单的处理之后，则交由本module 中的process/2 函数进行处理，并最后交由后续的实际业务module 进行处理。
- mqtt packet 由emqttd_protocol module进行处理，并交由后续的module
综上，在emqtt中，message 基本的流向为：
- message进入到server后，首先由emqttd_client module进行处理
- message 由emqttd_parser module进行二进制数据协议的解析
- mqtt packet 由emqttd_protocol module进行处理，并交由后续的module
- 后续根据不同类型的packet，再做不同的处理
图示如下：
P5: message基本流向示意图
总结
需要？