O que é MQTT? Uma introdução prática

MQTT (originalmente MQ Telemetry Transport) é um protocolo de mensagens leve construído sobre o padrão publish/subscribe. Os clientes nunca conversam diretamente entre si — eles enviam mensagens para um broker central, identificadas por um tópico, e o broker encaminha cada mensagem para todos os clientes que assinaram um tópico correspondente. Esse modelo simples é o motivo de o MQTT rodar em tudo, de redes de sensores e casas inteligentes a telemetria veicular e dashboards ao vivo.

Esta introdução explica como o MQTT funciona, quais são os recursos importantes e quando ele é (e quando não é) a ferramenta certa. Se quiser acompanhar na prática, abra o cliente MQTT online em outra aba.

Um breve histórico

O MQTT foi criado em 1999 por Andy Stanford-Clark (IBM) e Arlen Nipper para monitorar oleodutos por links de satélite caros e instáveis. Os objetivos do projeto — pacotes minúsculos, pouco código no cliente, tolerância a redes instáveis — acabaram se encaixando perfeitamente na Internet das Coisas. O MQTT 3.1.1 virou padrão OASIS em 2014 (e depois ISO/IEC 20922), e o MQTT 5.0 veio em 2019 com reason codes, user properties, expiração de mensagens e mais. As duas versões são amplamente usadas hoje; veja MQTT 5 vs 3.1.1 para as diferenças.

Como o MQTT funciona: publish/subscribe

Existem apenas dois papéis no MQTT:

• Clientes — qualquer programa ou dispositivo que se conecta ao broker. Um cliente pode publicar, assinar ou fazer as duas coisas. Um sensor de temperatura, um app mobile e um serviço de backend são todos apenas clientes.
• O broker — o servidor que aceita conexões, autentica clientes, faz o casamento de tópicos e entrega as mensagens. Brokers populares incluem Mosquitto, EMQX e HiveMQ.

Publicadores e assinantes são desacoplados: um publicador não sabe quem (se é que alguém) recebe sua mensagem, e os assinantes não sabem quem a enviou. Eles só compartilham o nome de um tópico. Isso facilita adicionar um novo consumidor — um dashboard, um gravador em banco de dados, um serviço de alertas — sem mexer nos dispositivos que produzem os dados.

sensor-17  --PUBLISH home/kitchen/temperature "21.5"-->  broker
broker     --PUBLISH home/kitchen/temperature "21.5"-->  dashboard   (subscribed to home/+/temperature)
broker     --PUBLISH home/kitchen/temperature "21.5"-->  logger      (subscribed to home/#)

Tópicos: o endereço de uma mensagem

Um tópico é uma string UTF-8 com níveis separados por barras, como factory/line-2/press-4/pressure. Tópicos não são criados com antecedência — eles passam a existir assim que alguém publica neles. Os assinantes podem usar dois curingas: + corresponde a exatamente um nível e # corresponde a qualquer número de níveis no final. Um bom design de tópicos faz muita diferença para permissões e escalabilidade; nosso guia de tópicos e curingas MQTT aborda isso em detalhes.

A conexão e seus pacotes

O MQTT roda sobre uma conexão de longa duração — geralmente TCP, opcionalmente envolvida em TLS, ou WebSockets para navegadores. A sessão começa com um pacote CONNECT (client ID, usuário e senha opcionais, keep-alive, Last Will) e o broker responde com CONNACK. Depois disso, os pacotes mais comuns são:

O cabeçalho fixo de um pacote MQTT tem só dois bytes, e o payload é binário opaco — JSON, texto puro, Protobuf ou bytes brutos, tudo funciona. Esse overhead pequeno é o que torna o MQTT atraente em dispositivos com recursos limitados e redes tarifadas.

Principais recursos do MQTT

Quality of Service

Toda publicação e assinatura tem um nível de QoS: 0 (no máximo uma vez), 1 (pelo menos uma vez) ou 2 (exatamente uma vez). Níveis mais altos adicionam pacotes de confirmação em troca de garantias de entrega mais fortes. Detalhes e fluxos de pacotes estão em níveis de QoS do MQTT explicados.

Mensagens retidas

Uma mensagem publicada com a flag retain é armazenada pelo broker como o último valor conhecido daquele tópico e é entregue imediatamente a cada novo assinante. É ideal para estados como online/offline ou o setpoint atual. Veja mensagens retidas (retained).

Last Will and Testament

Um cliente pode registrar uma mensagem que o broker publica em seu nome caso o cliente desapareça sem um disconnect limpo — a forma padrão de detectar dispositivos offline. Veja Last Will and Testament.

Sessões persistentes

Com uma sessão persistente (cleanSession=false no 3.1.1, cleanStart=false mais um session expiry interval no MQTT 5), o broker lembra as assinaturas de um cliente e enfileira mensagens QoS 1 e 2 enquanto ele está offline, entregando-as quando ele se reconecta.

Experimente MQTT em dois minutos

A maneira mais rápida de entender MQTT é ver uma mensagem fazer a ida e volta. Conecte-se a um broker público, assine um tópico exclusivo e publique nele:

1. Abra o cliente online e conecte-se a um broker da lista de brokers públicos.
2. Assine testmqtt/your-name/#.
3. Publique hello em testmqtt/your-name/greeting e veja a mensagem chegar.

Teste no cliente MQTT online

Ou, em um terminal com os clientes do Mosquitto instalados:

# terminal 1
mosquitto_sub -h test.mosquitto.org -t 'testmqtt/intro/#' -v

# terminal 2
mosquitto_pub -h test.mosquitto.org -t 'testmqtt/intro/greeting' -m 'hello'

Quando usar MQTT (e quando não usar)

O MQTT se encaixa bem quando:

• Muitos dispositivos enviam mensagens pequenas e frequentes (telemetria, leituras de sensores, status).
• As redes são instáveis ou a banda é limitada, e você precisa de reconexão automática e fila para clientes offline.
• Os dados precisam ser enviados aos clientes em tempo real em vez de consultados por polling.
• Você quer distribuição um-para-muitos sem amarrar produtores a consumidores.

Ele se encaixa pior quando:

• Você precisa de request/response com semântica rica — APIs HTTP simples são mais fáceis (o MQTT 5 adiciona response topics, mas continua sendo mensageria).
• Você precisa de armazenamento de longo prazo ou replay de todo o histórico de eventos — isso é trabalho de um log como o Kafka ou de um banco de dados alimentado pelo MQTT.
• Você transfere arquivos grandes; o MQTT consegue carregá-los, mas não foi projetado para isso.

Para uma comparação lado a lado, leia MQTT vs HTTP.

Próximos passos

Agora que você sabe o que é MQTT, aprenda a escolher níveis de QoS, projetar uma hierarquia de tópicos e testar um broker MQTT de ponta a ponta. Todos os guias estão na central de aprendizado MQTT.

Perguntas frequentes