MQTT 固定报头中的剩余长度介绍

MQTT协议中的剩余长度（Remaining Length）是一个重要的概念，它表示当前报文剩余部分的字节数，包括可变报头和负载的数据，但不包括用于编码剩余长度字段本身的字节数。以下是对MQTT剩余长度的详细说明：

一、剩余长度的位置和表示

• 位置：剩余长度从MQTT报文的第二个字节开始表示，即紧跟在固定报头之后。
• 表示：剩余长度使用一个变长度编码方案，根据可变报头和负载数据的实际长度动态变化。它可以是一个字节、两个字节、三个字节或最多四个字节来表示。

二、剩余长度的编码方式

• 单字节编码：对于小于128的剩余长度值，它使用单字节编码。在这个字节中，低7位（bit 0到bit 6）用于编码数据，最高位（bit 7）用作延续位（continuation bit）。如果最高位为0，表示剩余长度就是这一个字节所表示的值；如果最高位为1，则表示后续还有字节用于表示剩余长度。
• 多字节编码：对于大于或等于128的剩余长度值，需要使用多个字节来表示。每个字节的低7位用于编码数据，最高位用作延续位。延续位为1表示后续还有字节，为0则表示这是最后一个字节。

三、剩余长度的取值范围

• 1个字节时：剩余长度的取值范围为0（0x00）到127（0x7F）。
• 2个字节时：剩余长度的取值范围为128（0x80, 0x01）到16383（0xFF, 0x7F）。
• 3个字节时：剩余长度的取值范围为16384（0x80, 0x80, 0x01）到2097151（0xFF, 0xFF, 0x7F）。
• 4个字节时：剩余长度的取值范围为2097152（0x80, 0x80, 0x80, 0x01）到268435455（0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x7F）。

四、剩余长度的计算示例

假设一个MQTT报文的剩余长度需要表示300个字节，由于300大于127，因此不能只用一个字节表示。需要使用两个字节来表示，计算过程如下：：

• 第一个字节：最高位为1（延续位），低7位表示1（因为300/128=2余44，商为2，二进制0000 0010，但因为是延续位，所以实际写入的是1000 0010，即十六进制的0x82）。
• 第二个字节：表示余数44，即二进制0010 1100，十六进制为0x2C。