本文基于标准MQTT讨论，不适合其他对MQTT机制做了修改的非标准MQTT协议。
MQTT设计了一套保证消息稳定传输的机制，包括消息应答、存储和重传。在这套机制下，提供了三种不同层次QoS（Quality of Service）：
- QoS0，发送就不管了，最多一次；
- QoS1，发送之后依赖MQTT规范，是否启动重传消息，所以至少一次；
- QoS2，发送之后依赖MQTT消息机制，确保只有一次。
QoS 是消息的发送方（Sender）和接受方（Receiver）之间达成的一个协议：（MQTT不是端到端的通信）
- QoS0 代表，Sender 发送的一条消息，Receiver 最多能收到一次，也就是说 Sender 尽力向 Receiver 发送消息，如果发送失败，也就算了；这是完全依赖TCP重传机制，如果网络不好，TCP的重传也不是100%可靠，加上MQTT是Publisher 发出去的消息是依赖代理服务器完成转发，所以消息最多一次。
- QoS1 代表，Sender 发送的一条消息，Receiver 至少能收到一次，也就是说 Sender 向 Receiver 发送消息，如果发送之后没有收到对应的PUBACK，就会继续重试，直到发送者Sender 接收到 Receiver 发送的 PUBACK 为止，因为重传的原因，Receiver 有可能会收到重复的消息；
- QoS2 代表，Sender 发送的一条消息，Receiver 确保能收到而且只收到一次，也就是说 Sender 尽力向 Receiver 发送消息，如果发送失败，会继续重试，直到 Receiver 收到消息为止，同时保证 Receiver 不会因为消息重传而收到重复的消息。（个人理解这一点有点像TCP三次握手的交互过程）
下面讨论Qos不降级的情况，即订阅者与发布者的Qos等级相同。
Qos 0的交互流程：
- 消息的分发依赖于底层网络的能力。接收者不会发送响应，发送者也不会重试。消息可能送达一次也可能根本没送达。消息从Publisher发送给代理服务broker，或者broker发送给Subscriher，都可能会丢失。
注意：对于QoS 0的消息， DUP标志必须设置为0
Qos 1的交互流程：
只有当QoS等级是1或2时， 报文标识符（ Packet Identifier） 字段才能出现在PUBLISH报文中。下面是MQTT Qos的补充说明：
[MQTT-4.3.2-1] 对于QoS 1的分发协议， 发送者
- 每次发送新的应用消息都必须分配一个未使用的报文标识符。
- MUST send a PUBLISH Packet containing this Packet Identifier with QoS=1，DUP=0。
- 发送的PUBLISH报文必须包含报文标识符且QoS等于1，DUP等于0。
- 必须将这个PUBLISH报文看作是 未确认的 ， 直到从接收者那收到对应的PUBACK报文。 4.4节有一个关于未确认消息的讨论。
[MQTT-4.3.2-2] 对于QoS 1的分发协议， 接收者
- 响应的PUBACK报文必须包含一个报文标识符，这个标识符来自接收到的、已经接受所有权的PUBLISH报文。
- 发送了PUBACK报文之后，接收者必须将任何包含相同报文标识符的入站PUBLISH报文，当作一个新的消息， 并忽略它的DUP标志的值。
- Sender 向 Receiver 发送一个带有消息数据的 PUBLISH 包， 并在本地保存这个 PUBLISH 包。
- Receiver 收到 PUBLISH 包以后，向 Sender 发送一个 PUBACK 数据包，PUBACK 数据包没有消息体（Payload），在可变头中（Variable header）中有一个包标识（Packet Identifier），和它收到的 PUBLISH 包中的报文标识符（Packet Identifier） 一致。
- Sender 收到 PUBACK 之后，根据 PUBACK 包中的 Packet Identifier 找到本地保存的 PUBLISH 包，然后丢弃掉，一次消息的发送完成。
- 如果 Sender 在一段时间内没有收到 PUBLISH 包对应的 PUBACK，它将该 PUBLISH 包的 DUP 标识设为 1（代表是重新发送的 PUBLISH 包），然后重新发送该 PUBLISH 包。重复这个流程，直到收到 PUBACK，然后执行第 3 步。
注意：Qos 1代理服务器是不会进行去重的，只要发布者或者代理服务器没有收到PUBACK，就认为主题消息没有发送成功进入重发，代理服务器或者订阅者，不会根据dup的值进行去重。
换句话说，代理服务器（broker）或者订阅者（Subscriber）在发送PUBACK报文时，（Publisher 者）发布消息主题的程序或者代理服务器（broker）的程序，已经对PUBACK报文做了判断，那么还是会重发该主题消息，并且dup标志位会+1，这样订阅者或者代理服务器就会收到多份重复的消息。并且不会去重！
Qos 2的交互流程：
只有当QoS等级是1或2时， 报文标识符（ Packet Identifier） 字段才能出现在PUBLISH报文中，另外QoS 2在消息头有Message ID。下面是补充说明
[MQTT-4.3.3-1] 对于QoS 2的分发协议， 发送者
1、必须给要发送的新应用消息分配一个未使用的报文标识符。
- MUST send a PUBLISH packet containing this Packet Identifier with QoS=2，DUP=0。
2、发送的PUBLISH报文必须包含报文标识符且报文的QoS等于2，DUP等于0。
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必须将这个PUBLISH报文看作是 未确认的 ， 直到从接收者那收到对应的PUBREC报文。 4.4节有一个关于未确认消息的讨论。
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收到PUBREC报文后必须发送一个PUBREL报文。 PUBREL报文必须包含与原始PUBLISH报文相同的报文标识符。
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必须将这个PUBREL报文看作是 未确认的 ， 直到从接收者那收到对应的PUBCOMP报文。
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一旦发送了对应的PUBREL报文就不能重发这个PUBLISH报文。
[MQTT-4.3.3-2] 对于QoS 2的分发协议， 接收者
- 响应的PUBREC报文必须包含报文标识符， 这个标识符来自接收到的、 已经接受所有权的PUBLISH报文。
- 在收到对应的PUBREL报文之前， 接收者必须发送PUBREC报文确认任何后续的具有相同标识符的PUBLISH报文。 在这种情况下， 它不能重复分发消息给任何后续的接收者。
- 响应PUBREL报文的PUBCOMP报文必须包含与PUBREL报文相同的标识符。
发送PUBCOMP报文之后， 接收者必须将包含相同报文标识符的任何后续PUBLISH报文当作一个新的发布。
- Sender 发送 QoS 为 2 的 PUBLISH 数据包，数据包包含报文标识符：Packet Identifier ，并在本地保存该 PUBLISH 包；
- Receiver （代理服务器或者订阅者）收到 PUBLISH 数据包以后，在本地保存 PUBLISH 包，并回复 Sender 一个 PUBREC 数据包，PUBREC 数据包可变头中的 报文标识符（Packet Identifier） 与 Sender 发送的报文标识符（Packet Identifier）一致，但是没有消息体（Payload）；
- 当 Sender 收到 PUBREC，它就可以安全地丢弃掉初始发送的PUBLISH包，同时保存该 PUBREC 数据包，同时回复 Receiver 一个 PUBREL 数据包，PUBREL 数据包可变头中的报文标识符（Packet Identifier）保持不变，同样没有消息体（Payload）；
- 如果 Sender 在一定时间内没有收到 PUBREC，它会把 PUBLISH 包的重发标志位 DUP 标识设为 1，重新发送该 PUBLISH 数据包（Payload）；（在第三步和第四步之间是可能存在消息重传的）
- 当 Receiver 收到 PUBREL 数据包，它可以丢弃掉保存的 PUBLISH 包，并回复 Sender 一个 PUBCOMP 数据包，PUBCOMP 数据包可变头中的报文标识符（Packet Identifier）保持不变，没有消息体（Payload）；
- 当 Sender 收到 PUBCOMP 包，那么它认为数据包传输已完成，它会丢弃掉对应的 PUBREC 包。如果 Sender 在一定时间内没有收到 PUBCOMP 包，它会重新发送 PUBREL 数据包。
注意：
- 1.Qos 2代理服务器是不会进行去重的，只要发布者或者代理服务器，没有收到PUBREC，就认为主题消息没有发送成功进入重发，代理服务器或者订阅者，不会根据dup的值进行去重。这一步会有去重，保证收到主题消息的唯一性。
- 发送者或者代理服务器，收到PUBREC，就认为主题消息已经发送出去，不会进行重复发送；至于订阅者，MQTT会控制显示消息，如果收到了PUBREL就认为消息已经收到，只需要在发送PUBCOMP，完成MQTT Qos 2 的交互流程。
总结：
在Qos 1 情况下，如果PUBACK超时或者发送失败，就会重传消息；
在Qos 2情况下，在没有收到PUBREC之前，也是有消息重传的可能，但是在接收到PUBREC报文之后，主题消息被删除，这样就不会对下面的交互过程产生干扰，消息在这一步之后，只能重传PUBREC、PUBREL报文。
