MQTT系列—（6）MQTT 服务质量等级（QoS）详解 - 指南

目录

一、QoS 的概念

二、QoS 等级对比总览

三、QoS 传递过程详解

QoS 0 — 最多一次（At most once）

QoS 1 — 至少一次（At least once）

QoS 2 — 仅一次（Exactly once）

四、QoS 协议层报文说明

五、QoS 匹配规则（发布者与订阅者）

六、QoS 与性能对比

七、QoS 选择使用建议（最佳实践）

八、智能锁系统中推荐 QoS 策略示例

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一、QoS 的概念

QoS（Quality of Service）用于定义 消息从发布者到订阅者传递的可靠性等级。 不同等级代表不同的消息传递保证。

MQTT 支持 三种 QoS 等级：0、1、2，每一级别都在可靠性与性能之间做取舍。

为什么服务质量很重要？

QoS 是 MQTT 协议的⼀项关键功能。QoS 使客⼾端能够选择与其⽹络可靠性和应⽤程序逻辑相匹 配的服务级别。由于 MQTT 管理消息的重传并保证消息的送达（即使底层传输不可靠），QoS 使 得在不可靠⽹络中的通信变得更容易。

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二、QoS 等级对比总览

等级	名称	含义	是否可能丢消息	是否可能重复	网络开销	典型场景
QoS 0	最多一次 (At most once)	尽力而为传递，不确认是否到达	✅ 可能	❌ 不重复	最低	传感器上报频繁、非关键数据
QoS 1	至少一次 (At least once)	确保消息至少到达一次	❌ 不丢失	✅ 可能重复	中等	命令、告警消息
QoS 2	仅一次 (Exactly once)	确保消息到达且仅到达一次	❌ 不丢失	❌ 不重复	最高	金融交易、计费系统

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三、QoS 传递过程详解

QoS 0 — 最多一次（At most once）

最低 QoS 级别为 0。此服务级别保证尽⼒送达。不保证送达。接收⽅⽆需确认收到消息，发送⽅也不会存储和重新传输该消息。QoS 级别 0 通常被称为“即发即弃”，其提供的保证与底层 TCP 协议相同。

特点：

• 无确认机制。

• 发布后立即发送，客户端或网络异常时可能丢失。

• 最快，但不可靠。

消息流程：

Publisher ---- PUBLISH(QoS=0) ---> Broker ---> Subscriber

应用场景：

• 设备上传频繁的温湿度、心跳、传感器数据；

• 对丢失个别数据包不敏感的监控系统。

示例：

Topic: smartlock/device001/telemetry
QoS: 0
说明: 设备每10秒上报一次电池电量，不要求100%可靠。

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QoS 1 — 至少一次（At least once）

QoS 级别 1 保证消息⾄少投递给接收⽅⼀次。发送⽅会存储该消息，直到收到接收⽅发送的 PUBACK 数据包确认已收到该消息为⽌。⼀条消息可能会被发送或投递多次。

特点：

• 通过 PUBACK 确认机制保证消息至少到达一次。

• 若在确认前重发，会出现重复消息。

• 在可靠性与性能之间取得平衡。

消息流程：

Publisher -- PUBLISH(QoS=1) --> Broker
Publisher <-- PUBACK -------- Broker
Broker