阿里云物联网平台使用心得(11)MQTT协议之详解剩余长度

大家好，物联网爱好小组成员超子，又和大家见面了，超子我能力有限，水平不高，有什么错误的地方，欢迎板砖。超子今天给大家详解一下固定报头中的剩余长度，上一篇文章中，超子给大家预告了。

剩余长度 = 可变报头长度 + 负载长度

MQTT协议中，剩余长度使用的是一种变长度的编码方案，所以剩余长度最少占用1个字节，最多占用4个字节。下图总结了，剩余长度不同的取值范围，对应所占用的字节数。

一个字节包含8个二进制位，分别是Bit0~Bit7，在MQTT协议中都是无符号的。正常情况下，一个字节所表示的范围是0~255，但是在MQTT协议剩余长度中将一个字节分成了两个部分,看下图

Bit7当做一个进位标志，Bit0~Bit6表示数值，所以一个字节表达的数值范围变成了0~127，接下来我们举几个例子，看看剩余长度是如何编码的。剩余长度是逢128的整数倍进位，进位就要多加一个字节。如果Bit7是1表示前面有进位，如果是0就表示没有进位。下面看例子。

（1）100，100/128=0，等于0无需进位，所以Bit7是0，然后100%128=100，所以Bit0~Bit6就是0x64，剩余长度就是1个字节。

（2）1000，1000/128=7，不等于0需要进位，然后7/128=0，等于0无需再进位，所以总体进1位，需要2个字节，第1个字节Bit7是1，第2个字节Bit7是0。然后1000%128=104，所以第1个字节Bit0~Bit6就是0x68，然后7%128=7，所以第2个字节Bit0~Bit6就是0x07，然后再结合上Bit7的话，就是 0xE8 和0x07

（3）100000，100000/128=781，不等于0需要进位，然后781/128=6，不等于0再进一位，6/128=0，等于0无需再进位了，所以总体进2位，需要3个字节。第1个字节Bit7是1，第2个字节Bit7是1，第3个字节Bit7是0。然后100000%128=32，所以第1个字节Bit0~Bit6就是0x20，然后781%128=13，所以第2个字节Bit0~Bit6就是0x0D，然后6%128=6，所以第3个字节Bit0~Bit6就是0x06，然后再结合上Bit7的话，就是 0xA0 0x8D 0x06。

（4）100000000，100000000/128=781250，不等于0需要进位，781250/128= 6103，不等于0需要再进位，6103/128=47，不等于0需要再进位，47/128=0，等于0无需再进位，所以总体进3位，需要4个字节，第1个字节Bit7是1，第2个字节Bit7是1，第3个字节Bit7是1，第4个字节Bit7是0。然后100000000%128=0, 所以第1个字节Bit0~Bit6就是0x00，然后781250%128=66，所以第2个字节Bit0~Bit6就是0x42，然后6103%128=87，所以第3个字节Bit0~Bit6就是0x57，然后47%128=47，所以第4个字节Bit0~Bit6就是0x2F，再结合上Bit7的话，就是0x80 0xC2 0xD7 0x2F

上面这4个例子，算是正向的，我们往服务器发数据，我们要统计剩余长度的数值，然后用上面的方法计算，然后才能往服务器发，那么要是服务器给我们推送数据的时候，我们怎么解析剩余长度的呢？我们就用上面第（3）例子 0xA0 0x8D 0x06，我们得分两步走

（1）判断有多少个字节，剩余长度最少1个字节最多4个字节，所以我们先看0xA0，Bit7是1，那么说明有进位，所以目前的情况，总共有2个字节，再看0x8D，Bit7又是1，那么现在的话，是3个字节了，再看0x06，Bit7是0，说明没有进位了，剩余长度到此为止，总共3个字节。

（2）计算剩余长度，注意不要把第1个和第2个字节的Bit7算进去，0x06*128*128+0x0D *128+0x20=100000

大家可以自己动手，实际算几个例子，相信大家很快就可以掌握剩余长度的计算和解析的方法。