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MQTT para modelo do Pub/Sub

O modelo MQTT para Pub/Sub é um pipeline de streaming que lê mensagens de um tópico MQTT e as grava no Pub/Sub. Ele inclui os parâmetros opcionais username e password caso a autenticação seja exigida pelo servidor MQTT.

Se o pipeline não receber nenhuma mensagem do tópico MQTT por mais de 90 minutos, ocorrerá uma StackOverflowError. Como solução alternativa, é possível mudar o número de workers a cada 90 minutos. Para mais informações sobre como alterar o número de workers sem interromper o job, consulte Atualização de opções de jobs em trânsito.

Requisitos do pipeline

O nome do tópico de saída do Pub/Sub precisa existir.
O IP do host MQTT precisa existir e ter a configuração de rede adequada para que as máquinas de worker alcancem o host MQTT.
O tópico do MQTT do qual os dados são extraídos precisa ter um nome.

Parâmetros do modelo

Parâmetros obrigatórios

inputTopic : o nome do tópico do MQTT do qual os dados são lidos. (Exemplo: tópico).
outputTopic : o nome do tópico de saída do Pub/Sub em que os dados são gravados. (Exemplo: projects/your-project-id/topics/your-topic-name).
username : o nome de usuário a ser usado na autenticação no servidor MQTT. (Exemplo: sampleusername).
password : a senha associada ao nome de usuário fornecido. (Exemplo: samplepassword).

Parâmetros opcionais

brokerServer : O IP ou host do servidor do corretor MQTT. (Exemplo: tcp://host:1883).

Executar o modelo

Console

Acesse a página Criar job usando um modelo do Dataflow.

Acesse Criar job usando um modelo

No campo Nome do job, insira um nome exclusivo.
Opcional: em Endpoint regional, selecione um valor no menu suspenso. A região padrão é us-central1.
Para ver uma lista de regiões em que é possível executar um job do Dataflow, consulte Locais do Dataflow.
No menu suspenso Modelo do Dataflow, selecione MQTT to Pub/Sub template.
Nos campos de parâmetro fornecidos, insira os valores de parâmetro.
Cliquem em Executar job.

gcloud

No shell ou no terminal, execute o modelo:

gcloud dataflow flex-template run JOB_NAME \
    --project=YOUR_PROJECT_ID \
    --region=REGION_NAME \
    --template-file-gcs-location=gs://dataflow-templates-REGION_NAME/VERSION/flex/MQTT_To_Pubsub \
    --parameters \
brokerServer=MQTT_SERVER,\
inputTopic=INPUT_TOPIC,\
outputTopic=OUTPUT_TOPIC,\
username=USERNAME,\
password=PASSWORD

Substitua os valores a seguir neste exemplo:

Substitua YOUR_PROJECT_ID pelo ID do projeto.
Substitua pelo nome da região do Dataflow. Por exemplo, us-central1.
Substitua JOB_NAME por um nome de job de sua escolha. O nome do job precisa corresponder à expressão regular [a-z]([-a-z0-9]{0,38}[a-z0-9])? para ser válido.
Substitua INPUT_TOPIC pelo nome do tópico de entrada do servidor MQTT. Por exemplo, testtopic.
Substitua MQTT_SERVER pelos endereços do servidor MQTT. Por exemplo: tcp://10.128.0.62:1883
Substitua OUTPUT_TOPIC pelo nome do tópico de saída do Pub/Sub. Por exemplo, projects/myproject/topics/testoutput.
Substitua USERNAME pelo nome de usuário do servidor MQTT. Por exemplo, testuser.
Substitua PASSWORD pela senha correspondente ao nome de usuário usado no servidor MQTT.

API

Para executar o modelo usando a API REST, envie uma solicitação HTTP POST. Para mais informações sobre a API e os respectivos escopos de autorização, consulte projects.templates.launch.

POST https://dataflow.googleapis.com/v1b3/projects/PROJECT_ID/locations/LOCATION/flexTemplates:launch
{
   "launch_parameter": {
      "jobName": "JOB_NAME",
      "parameters": {
          "brokerServer": "MQTT_SERVER",
          "inputTopic": "INPUT_TOPIC",
          "outputTopic": "OUTPUT_TOPIC",
          "username": "USERNAME",
          "password": "PASSWORD"
      },
      "containerSpecGcsPath": "gs://dataflow-templates-LOCATION/VERSION/flex/MQTT_To_Pubsub",
   }
}

Substitua os valores a seguir neste exemplo:

Substitua YOUR_PROJECT_ID pelo ID do projeto.
Substitua pelo nome da região do Dataflow. Por exemplo, us-central1.
Substitua JOB_NAME por um nome de job de sua escolha. O nome do job precisa corresponder à expressão regular [a-z]([-a-z0-9]{0,38}[a-z0-9])? para ser válido.
Substitua INPUT_TOPIC pelo nome do tópico de entrada do servidor MQTT. Por exemplo, testtopic.
Substitua MQTT_SERVER pelos endereços do servidor MQTT. Por exemplo: tcp://10.128.0.62:1883
Substitua OUTPUT_TOPIC pelo nome do tópico de saída do Pub/Sub. Por exemplo, projects/myproject/topics/testoutput.
Substitua USERNAME pelo nome de usuário do servidor MQTT. Por exemplo, testuser.
Substitua PASSWORD pela senha correspondente ao nome de usuário usado no servidor MQTT.

Código-fonte do modelo

Java

/*
 * Copyright (C) 2023 Google LLC
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); you may not
 * use this file except in compliance with the License. You may obtain a copy of
 * the License at
 *
 *   http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, WITHOUT
 * WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. See the
 * License for the specific language governing permissions and limitations under
 * the License.
 */
package com.google.cloud.teleport.v2.templates;

import com.google.cloud.teleport.metadata.Template;
import com.google.cloud.teleport.metadata.TemplateCategory;
import com.google.cloud.teleport.metadata.TemplateParameter;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import org.apache.beam.sdk.Pipeline;
import org.apache.beam.sdk.PipelineResult;
import org.apache.beam.sdk.io.gcp.pubsub.PubsubIO;
import org.apache.beam.sdk.io.mqtt.MqttIO;
import org.apache.beam.sdk.options.PipelineOptions;
import org.apache.beam.sdk.options.PipelineOptionsFactory;
import org.apache.beam.sdk.options.Validation;
import org.apache.beam.sdk.transforms.DoFn;
import org.apache.beam.sdk.transforms.ParDo;

/**
 * Dataflow template which reads data from Mqtt Topic and writes it to Cloud PubSub.
 *
 * <p>Check out <a
 * href="https://github.com/GoogleCloudPlatform/DataflowTemplates/blob/main/v2/mqtt-to-pubsub/README_Mqtt_to_PubSub.md">README</a>
 * for instructions on how to use or modify this template.
 */
@Template(
    name = "Mqtt_to_PubSub",
    category = TemplateCategory.STREAMING,
    displayName = "MQTT to Pubsub",
    description =
        "The MQTT to Pub/Sub template is a streaming pipeline that reads messages from an MQTT topic and writes them to Pub/Sub. "
            + "It includes the optional parameters <code>username</code> and <code>password</code> in case authentication is required by the MQTT server.",
    optionsClass = MqttToPubsub.MqttToPubsubOptions.class,
    flexContainerName = "mqtt-to-pubsub",
    contactInformation = "https://cloud.google.com/support",
    documentation =
        "https://cloud.google.com/dataflow/docs/guides/templates/provided/mqtt-to-pubsub",
    preview = true,
    requirements = {
      "The Pub/Sub output topic name must exist.",
      "The MQTT host IP must exist and have the proper network configuration for worker machines to reach the MQTT host.",
      "The MQTT topic that data is extracted from must have a name."
    },
    streaming = true,
    supportsAtLeastOnce = true)
public class MqttToPubsub {

  /**
   * Runs a pipeline which reads data from Mqtt topic and writes it to Cloud PubSub.
   *
   * @param args arguments to the pipeline
   */
  public static void main(String[] args) {
    MqttToPubsubOptions options =
        PipelineOptionsFactory.fromArgs(args).withValidation().as(MqttToPubsubOptions.class);
    run(options);
  }

  public static void validate(MqttToPubsubOptions options) {
    if (options != null) {
      if ((options.getUsername() != null && !options.getUsername().isEmpty())
          && (options.getPassword() == null || options.getPassword().isBlank())) {
        throw new IllegalArgumentException(
            "While username is provided, password is required for authentication");
      }
    }
  }

  public static PipelineResult run(MqttToPubsubOptions options) {
    validate(options);
    Pipeline pipeline = Pipeline.create(options);
    MqttIO.Read mqttIo;
    if (!options.getUsername().isEmpty() || !options.getPassword().isBlank()) {
      mqttIo =
          MqttIO.read()
              .withConnectionConfiguration(
                  MqttIO.ConnectionConfiguration.create(
                          options.getBrokerServer(), options.getInputTopic())
                      .withUsername(options.getUsername())
                      .withPassword(options.getPassword()));
    } else {
      mqttIo =
          MqttIO.read()
              .withConnectionConfiguration(
                  MqttIO.ConnectionConfiguration.create(
                      options.getBrokerServer(), options.getInputTopic()));
    }

    return pipeline
        .apply("ReadFromMqttTopic", mqttIo)
        .apply(ParDo.of(new ByteToStringTransform()))
        .apply("WriteToPubSubTopic", PubsubIO.writeStrings().to(options.getOutputTopic()))
        .getPipeline()
        .run();
  }

  static class ByteToStringTransform extends DoFn<byte[], String> {
    @ProcessElement
    public void processElement(@Element byte[] word, OutputReceiver<String> out) {
      out.output(new String(word, StandardCharsets.UTF_8));
    }
  }

  /**
   * The {@link MqttToPubsubOptions} interface provides the custom execution options passed by the
   * executor at the command-line.
   */
  public interface MqttToPubsubOptions extends PipelineOptions {
    @TemplateParameter.Text(
        order = 1,
        optional = true,
        regexes = {"[,\\/:a-zA-Z0-9._-]+"},
        description = "MQTT Broker IP",
        helpText = "The MQTT broker server IP or host.",
        example = "tcp://host:1883")
    @Validation.Required
    String getBrokerServer();

    void setBrokerServer(String brokerServer);

    @TemplateParameter.Text(
        order = 2,
        optional = false,
        regexes = {"[\\/a-zA-Z0-9._-]+"},
        description = "MQTT topic(s) to read the input from",
        helpText = "The name of the MQTT topic that data is read from.",
        example = "topic")
    @Validation.Required
    String getInputTopic();

    void setInputTopic(String inputTopics);

    @TemplateParameter.PubsubTopic(
        order = 3,
        description = "Output Pub/Sub topic",
        helpText = "The name of the output Pub/Sub topic that data is written to.",
        example = "projects/your-project-id/topics/your-topic-name")
    @Validation.Required
    String getOutputTopic();

    void setOutputTopic(String outputTopic);

    @TemplateParameter.Text(
        order = 4,
        description = "MQTT Username",
        helpText = "The username to use for authentication on the MQTT server.",
        example = "sampleusername")
    String getUsername();

    void setUsername(String username);

    @TemplateParameter.Password(
        order = 5,
        description = "MQTT Password",
        helpText = "The password associated with the provided username.",
        example = "samplepassword")
    String getPassword();

    void setPassword(String password);
  }
}

A seguir

Saiba mais sobre os modelos do Dataflow.
Confira a lista de modelos fornecidos pelo Google.