Publish und Subscribe mit Themenfiltern

Publish und Subscribe heißt: Ein Gerät veröffentlicht eine Nachricht unter einem Thema, und andere Geräte abonnieren dieses Thema. Der Broker verbindet beide, sie kennen sich nicht.

So kann eine Heizung die Temperatur lesen, die ein Sensor sendet, ohne dass einer vom anderen weiß. Themenfilter legen fest, welche Nachrichten ein Abonnement erreichen.

Ein Gerät veröffentlicht (Publish) eine Nachricht an den Broker. Ein anderes Gerät abonniert (Subscribe) ein Thema beim Broker.

Kommt eine Nachricht an, gibt der Broker sie an alle weiter, die dieses Thema abonniert haben. Das kann ein Gerät sein, zehn oder keines. Der Sensor muss das nicht wissen.

# Ein Broker im Kleinen: wer abonniert, bekommt die Nachricht
abos = {"licht": "home/door/state", "heizung": "home/kitchen/temperature"}
nachricht = "home/door/state"
for name in abos:
    if abos[name] == nachricht:
        print(name, "erhält die Nachricht", nachricht)
print("Der Sender kennt keinen von beiden.")
# Fügen Sie ein drittes Abonnement mit demselben Thema hinzu.

Ein Abonnement nennt ein Thema oder einen Themenfilter. Das Zeichen + steht für genau eine Ebene. Das Zeichen # steht für alle Ebenen darunter und darf nur am Ende stehen.

Der Filter home/+/temperature passt auf die Temperatur in jedem Raum. Der Filter home/# passt auf alles unter home, auch auf home selbst.

# Ein Filter und ein Thema, Ebene für Ebene
muster = "home/+/temperature"
thema = "home/kitchen/temperature"
m = muster.split("/")
t = thema.split("/")
print("Ebenen im Filter:", len(m))
print("Ebenen im Thema:", len(t))
for i in range(len(m)):
    if m[i] == "+":
        print("Ebene", i, ": Platzhalter, passt auf", t[i])
    elif m[i] == t[i]:
        print("Ebene", i, ": gleich")
    else:
        print("Ebene", i, ": verschieden")

Der nächste Befehl abonniert den Filter home/+/temperature und hört nach drei Nachrichten auf. Er erfasst die Küche und das Wohnzimmer, aber nicht die Luftfeuchte und nicht die Tür.

Die Antwort hat drei Zeilen. Jede beginnt mit home/kitchen/temperature oder home/livingroom/temperature, dahinter steht eine ganze Zahl. Die Zahlen hängen vom Zeitpunkt ab.

docker exec broker mosquitto_sub -t 'home/+/temperature' -v -C 3 -W 10

Normalerweise erhält ein Abonnement nur Nachrichten, die nach dem Abonnieren veröffentlicht werden. Eine Nachricht, die als retained (gespeichert) gesendet wurde, behält der Broker.

Wer später abonniert, bekommt sie sofort. Die Tür im Lab meldet so ihren Zustand. Die Antwort ist eine Zeile: home/door/state und dahinter open oder closed.

docker exec broker mosquitto_sub -t home/door/state -v -C 1 -W 5

Zum Veröffentlichen gibt es das Werkzeug mosquitto_pub. Ein Beispiel, hier nur gezeigt und nicht gestartet, sieht so aus:

docker exec broker mosquitto_pub -t home/notes/beispiel -r -m hallo

Die Option -t nennt das Thema, -m die Nutzlast und -r macht die Nachricht retained. Eigene Nachrichten senden Sie in der Abgabe des Labs.