fastdds:编译、安装并运行helloworld

fastdds安装可以参考官方文档：

3. Linux installation from sources — Fast DDS 3.1.0 documentation

从INSTALLATION MANUAL这一节可以看出来，fastdds支持的操作系统包括linux、windows、qnx、MAC OS。本文记录通过源码和cmake的方式来安装fastdds的过程，也就是3.1.4节的安装过程：

1安装步骤

使用源码和cmake安装fastdds之前，需要先安装一些依赖，可以参考requirements和dependencies两节来安装。

camke、g++、pip3、wget、git这是常用一些工具
asioasynchronous io，异步io库。fastdds作为一个通信中间件，底层的通信就是基于asio实现的
tinyxml2fastdds的配置文件格式为xml，tinyxml2用来解析xml文件
openssl用于加密

1、在家目录下创建一个文件夹

2、安装foonathan memory和fast cdr

foonathan memory提供内存管理功能，fast cdr提供序列化和反序列化。

CMAKE_INSTALL_PREFIX指定安装目录的前缀，如下的install指令，把xxx安装在lib目录下，实际的安装目录会在lib前加上前缀，以上边的命令为例，xxx实际会被安装到~/Fast-DDS/install/lib目录下。

install(TARGETS xxx DESTINATION lib)

3、安装fastdds

如果我们安装fastdds是为了学习或者调试，那么可以编译debug版本，也就是CMAKE_BUILD_TYPE=Debug;需要编译examples，则需要将examples打开，也就是COMPILE_EXAMPLES=ON。

cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=~/Fast-DDS/install -DCOMPILE_EXAMPLES=ON -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug

2helloworld

2.1fastdds应用的组成

helloworld是fastdds一个最简单的应用，一个fasttdds的应用往往包括以下几个部分：

 topic:话题

topic也表示一个通道，表示reader和writer之间通信的通道，类似于我们的手机号、微信号、抖音号。topic需要在一个domain内保持唯一。topic在实际使用中用一个字符串来表示。helloword中使用的topic是hello_world_topic。

idl:interface definition language

helloworld的idl定义如下，可以看到，很像我们使用c/c++编程的时候使用的结构体。在具体使用的时候，idl不能直接用，要先使用fastddsgen工具将idl生成.h文件和.cpp。

idl定义了通信的数据内容，是writer和reader之间的通信的内容。

fastddsgen是用java开发的工具，用于将idl文件生成编程语言可以使用的格式。fastddsgen的安装说明如下：

3. Linux installation from sources — Fast DDS 3.1.0 documentation

如下是使用fastddsgen将HelloWorld.idl生成了.hpp,.cxx等文件

Publisher和Subscriber:

Publisher发布数据，Subscriber订阅数据。

xml

xml是fastdds应用使用的配置文件。xml中可以配置使用哪些传输层、qos配置、domain id配置、白名单配置等。如果想要使用配置文件，那么需要设置环境变量FASTDDS_DEFAULT_PROFILES_FILE。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<profiles xmlns="http://www.eprosima.com" ><participant profile_name="hello_world_participant_profile" is_default_profile="true"><domainId>0</domainId><rtps><name>hello_world_participant</name></rtps></participant><data_writer profile_name="hello_world_datawriter_profile" is_default_profile="true"><qos><durability><kind>TRANSIENT_LOCAL</kind></durability><reliability><kind>RELIABLE</kind></reliability></qos><topic><historyQos><kind>KEEP_LAST</kind><depth>100</depth></historyQos><resourceLimitsQos><max_samples>100</max_samples><max_instances>1</max_instances><max_samples_per_instance>100</max_samples_per_instance></resourceLimitsQos></topic></data_writer><data_reader profile_name="hello_world_datareader_profile" is_default_profile="true"><qos><durability><kind>TRANSIENT_LOCAL</kind></durability><reliability><kind>RELIABLE</kind></reliability></qos><topic><historyQos><kind>KEEP_LAST</kind><depth>100</depth></historyQos><resourceLimitsQos><max_samples>100</max_samples><max_instances>1</max_instances><max_samples_per_instance>100</max_samples_per_instance></resourceLimitsQos></topic></data_reader>
</profiles>

topic定义了通信的通道，类似于手机号

idl定义了数据内容，类似于打电话的双方之间通话的内容

Publisher和Subsciber是通信的双方

2.2ListenerSubscriber和WaitsetSubscriber

数据的订阅侧有两种实现方式：

ListenerSubscriber1、使用简单，继承fastdds提供的基类

DataReaderListener，实现其中的接口on_subscription_matched、on_data_available，当有publisher和这个subscriber匹配的时候，on_subscription_matched会被调用;当有新的订阅数据到来的时候，on_data_available会被调用。

2、不够灵活，函数on_subscription_matched、on_data_available在哪个线程中调用，线程的调度参数是怎么配置的，一个Subscriber使用一个线程，还是多个Subscriber使用同一个线程，我们不能控制。

WaitsetSubsriber

1、不需要继承fastdds提供的基类，使用灵活，subscriber运行在哪个线程中，线程的调度参数怎么配置，我们可以灵活的进行配置。

2、不如ListenerSubscriber使用简单

如下是helloworld中使用waitset的代码，waitset的使用分为如下3步：

①attach_condition，指定waitset关心哪些条件

②wait，等待条件到来

③使用一个for循环来遍历条件，在for循环中根据条件的类型进行对应的处理

看到这里，如果我们用过epoll的话，可以看到waitset的使用方式和epoll的使用方式是类似的，epoll的使用也可以分为如下3步：

①epoll_ctl，添加关心的事件

②epoll_wait，等待事件到来

③for循环处理事件，根据事件类型做对应处理

wait_set_.attach_condition(reader_->get_statuscondition());
wait_set_.attach_condition(terminate_condition_);void WaitsetSubscriberApp::run()
{while (!is_stopped()){ReturnCode_t ret_code = wait_set_.wait(triggered_conditions, eprosima::fastdds::dds::c_TimeInfinite);if (RETCODE_OK != ret_code){EPROSIMA_LOG_ERROR(SUBSCRIBER_WAITSET, "Error waiting for conditions");continue;}for (Condition* cond : triggered_conditions){StatusCondition* status_cond = dynamic_cast<StatusCondition*>(cond);if (nullptr != status_cond){Entity* entity = status_cond->get_entity();StatusMask changed_statuses = entity->get_status_changes();if (changed_statuses.is_active(StatusMask::subscription_matched())){...}if (changed_statuses.is_active(StatusMask::data_available())){...   }}}}
}

2.3Publisher/Subscriber创建步骤

从helloworld的代码来看，创建Publisher和Subscriber的步骤是类似的：

①创建participant

②创建publisher或subscriber

③创建topic

④创建writer/reader

domain

域，domain是fastdds中一个范围最大的概念，一个domain用一个domain id来区分，只有同一个domain内的参与者才可以通信，不同参与者之间的对象不能通信。这给业务隔离带来了方便，比如我们实际使用中，业务A和业务B之间不需要通信，那么就可以将业务A和业务B分别部署在两个domain内。

participant

参与者，一个domain内可以有多个参与者，一个参与者只能属于一个domain。

publisher/subscriber

一个participant可以创建多个publisher/subscriber。

writer/reader

一个publisher可以创建多个writer，一个subscriber可以创建多个reader。

idl定义的数据类型，也就是通信的内容，和topic是绑定的，在创建topic的时候，需要指定type，这里的type就是idl中定义的数据类型。

topic_ = participant_->create_topic(topic_name, type_.get_type_name(), topic_qos);

topic和writer/reader是绑定的，在创建writer/reader的时候需要指定topic:

writer_ = publisher_->create_datawriter(topic_, writer_qos, this, StatusMask::all());

qos，也就是服务质量，在创建publisher/subscriber、topic、writer/reader时均需要配置qos。

2.4运行helloworld

在两个终端分别启动subscriber和publisher，运行结果如下两张图所示。可以看出，当puhlisher和subscriber匹配的时候，会打印日志；当其中一方退出的时候，另一方也会打印unmatched日志。如果subscriber侧要使用waitset方式，可以执行./hello_world subscriber -w。

 

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