iOSでMQTT通信を使う ‘24.7月編

IoT用通信で利用されるMQTTですが、 iOS で適用する案件があり対応したので要点の覚え書きです。MQTT Broker が何なのかは知らされておりませんが、汎用的なものだと思います。

１．使用できるライブラリ

AWSでは各プロットフォーム毎にライブラリが提供されていました。汎用タイプのMQTTとなると使えるのは以下の2とおりでした。Get/Post methodのように、各プラットフォームで公式APIは未だ無いみたいです。いづれもOpenソースなので信頼性は要注意です。

ライブラリ	プラットフォーム	公開URL	MQTTバージョン	備考
MQTTnet	Xamarin / Visual Studio	https://github.com/dotnet/MQTTnet	3.1.0、3.1.1、5.0指定可。	.NetSockectがコアのためiOSでも動作する。
Xamarin.MQTT	Xamarin / Visual Studio	https://github.com/xamarin/mqtt	指定不可。	開発止まっている。MQTTnetを簡易callしたもので利用価値低い。
CocoaMQTT	Swift / Xcode	https://github.com/emqx/CocoaMQTT	3.1.1、5.0指定可。
iOS, macOS, tvOS native ObjectiveC MQTT Client Framework	Swift / Xcode	https://github.com/novastone-media/MQTT-Client-Framework		最終更新日が4年前

上記から現用と思われる2つを確認してみました。

2．Xamarin / MAUI の場合

最新 4.3.4.1xxx はConnectで落ちました。ここ一か月間で頻繁にコード更新がかかっています。怪しい。一つ前のリビジョンで一年前くらい 4.2.0.706 をchoiceし通過しました。.net 的なネーミングですが、Microsoftが管理しているわけでもなんでもないようです。

NuGetで「最新安定版」と記載されていても、だれも安定しているか確認していないのかもしれません。

尚、各クラスとmethod/propertyの使い方説明はなく、サンプルコード を見て理解してといった感じです。

3．SwiftUI on Xcode の場合

iPadOS16互換で、Xode 14.2互換でXcode 15.1です。こちらも最新は落ちました。Gitでバージョン切替えながら試すと、2.1.7 で落ち着きました。

BSD Socket は、CocoaAsyncSocket と MqttCocoaAsyncSocket の2つがあり指定できるのですが、後者でないと動きませんでした。下位ライブラリは、MqttCocoaAsyncSocket 1.0.8、Starscrem 4.0.4 でした。

こちらも各クラスとmethod/propertyの使い方説明はなく、Example をみる感じです。今回は他ライブラリが Swift でないとダメでしたので、CocoaMQTT を適用しました。MQTTnet より以下の機能メリットがみられました。

• サーバ自動接続モードあり。再接続インターバルの指定などもできる。ただ永遠ではない。
• デバッグモードあり。有効にすると Xcode コンソール に、JSON送信データなどがプリントされる。
• MQTTnet では未トライですが、SSLモードもすんなりOK。

すこしコードを紹介すると、

	myMqtt = CocoaMQTT( clientID: クライアントID, host: ホスト名, port:ポート番号 )
	if myMqtt == nil {
		print( msg: "CocoaMQTT start error." )
		return false
	}

	myMqtt!.logLevel = CocoaMQTTLoggerLevel.off  // ConsoleへのTrace内容が変わる。
        myMqtt.username    = ユーザ名
        myMqtt.password    = ""
        myMqtt.keepAlive   = 30        // StartDelay、単位sec、Default=60
        myMqtt.autoReconnect = true    // 自動再接続する。
        // 再接続間隔 autoReconnectTimeInterval は Default=30sec。
        myMqtt.enableSSL = true     // SSL、ローカルでは証明書を使用する場合
        
        if myMqtt!.connect(timeout: 30000 /*単位msec*/ ) == false {
		print( "CocoaMQTT connect error." )
		return false
	}

ただし接続できたかは、ステータスを監視する必要があります。送信時は、

	if myMqtt.connState.description ==  "connected"  {	// 接続中
		let ret = myMqtt.publish( トピック, withString: メッセージ, 
                                          qos: .qos1 /*at lastest once*/ ) 
        
                if ret <= 0 {	// Memo: 正常時はpublish実施回数が返る。
			print(  "CocoaMQTT publish error." )
			return false	// passed
		}
        }

4．課題

iOSからMQTTを使用した結果、以下の課題がありそうです。

• 端末起動直後、インターネットネットにつながっていない期間があるため、MQTT接続のリトライが必要です。 ラズパイ等の場合、shで自由にUNIXコマンドで監視管理できますが、iOS下では自由度がありません。iOSのインターネット接続状態の取得API NWPathMonitor も確実性がないようてす。

またMQTT全般的にいえることですが、

• サーバに Publish が未到達でも端末側では分からない。そもそも MQTT は高信頼性を目指したものではないのですが、実際に発生するとエンドユーザは怒ります。信頼性仕様の協議と取交わしが必要でしょう。再送やユーザに通知したい場合、サーバ側のカレントデータを読みだしてベリファイするインターフェイスを追加するとが必要だと思います(サーバ側の協力があれば)。もしくは最初からHTTPや独自protocolにしとく。