emqttd 0.9.0版本的会话(Session)、消息队列(MQueue)、飞行窗口(Inflight Window)设计

emqttd 0.9.0版本重新设计了MQTT连接会话管理

每个MQTT客户端连接，不管是否持久的(Persistent)，都启动一个连接会话进程。

该会话进程管理:

1. 客户端的全部订阅(Subscription)。
2. 服务器发动到客户端的，已发送未确认的Qos1/2消息。
3. 客户端发送到服务端，未接收到PUBREL的QoS2消息。
4. 客户端离线时，持久会话保存离线的Qos1/2消息。
5. 可选设置，持久会话保存离线的QoS0消息。

MQTT客户端连接可以重新启用(Resume)在其他集群节点上的会话(Session)。

消息队列(Message Queue)和飞行窗口(Inflight Window)

每个MQTT连接会话，创建一个简单的内存消息队列，和一个正在处理消息的飞行窗口。

设计如下:

      |<----------------- Max Len ----------------->|
      -----------------------------------------------
IN -> |       Pending Messages   | Inflight Window  | -> Out
      -----------------------------------------------
                                 |<--- Win Size --->|

1. 飞行窗口(Inflight Window)保存当前正在发送未确认的Qos1/2消息。窗口值越大，吞吐越高；窗口值越小，消息顺序越严格。

2. 当客户端离线或者飞行窗口(Inflight Window)满时，消息缓存到队列。

3. 如果消息队列满，先丢弃Qos0消息，或者丢弃最早进入队列的消息。

MQTT QoS1/2消息分配全局唯一的消息ID

每一条QoS1/2消息，分配一个全局唯一的、时间序列的消息ID，用于端到端的消息处理。

 PktId <-- --> MsgId <-- --> MsgId <-- --> PktId
     |<--- Qos --->|<---PubSub--->|<-- Qos -->|

全局唯一消息ID结构：

--------------------------------------------------------
|        Timestamp       |  NodeID + PID  |  Sequence  |
|<------- 64bits ------->|<--- 48bits --->|<- 16bits ->|
--------------------------------------------------------

1. 64bits时间戳: erlang:system_time if Erlang >= R18, otherwise os:timestamp
2. Erlang节点ID: 编码为2字节
3. Erlang进程PID: 编码为4字节
4. 进程内部序列号: 2字节的进程内部序列号

总结，emqttd-0.9.0版本的会话、队列、唯一消息Id设计，配合新版broker扩展Hooks可以实现端到端的消息处理。