通信中间件 Fast DDS(一) ：编译、安装和测试
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1.简介
DDS 是 OMG 组织发布的一种中间件协议和 API 标准，它将系统的组件集成在一起，提供业务和任务关键型物联网 (IoT) 应用程序所需的低延迟数据连接、极高的可靠性和可扩展架构。
DDS(Data Distribution Service,数据分发服务) 是一种以数据为中心的通信协议，用于分布式软件应用程序通信。
它描述了支持 数据提供者(Data Providers) 和 数据消费者(Data Consumers) 之间通信的通信应用程序编程接口 (API) 和通信语义。
要学习 DDS 就不能忽略它的模型：DCPS(以数据为中心的发布订阅模型)。
DCPS 有 3 个关键实体：
- publication entities: 定义消息生成对象及相关属性
- subscription entities：定义消息消费对象及相关属性
- configuration entities:定义传输相关的属性如 Topic 类型，通信的 QoS(服务质量)。
QoS 是一个非常重要的概念，DDS 使用 QoS 来定义 DDS 实体的行为特征。 QoS 由单独的 QoS 策略（源自 QoSPolicy 的类型的对象）组成。
FastDDS（原名 Fast RTPS）是 eProsima 公司开发的开源 DDS（Data Distribution Service）实现，基于 RTPS 协议，适用于实时通信场景。
下载地址：https://github.com/eProsima/Fast-DDS
2.Windows编译、安装和测试
2.1.编译环境准备
- 安装 Visual Studio 2019/2022（需勾选 “Desktop development with C++” 组件）。
- 安装 CMake（3.16+，添加到系统 PATH）。
CMake基础：安装与配置_windows cmake-ZEEKLOG博客
- 安装 Git（添加到系统 PATH）。
- 依赖库（如 OpenSSL、asio）可通过 vcpkg 安装：
vcpkg: 一款免费开源的C++包管理器-ZEEKLOG博客
# 安装vcpkg git clone https://github.com/microsoft/vcpkg .\vcpkg\bootstrap-vcpkg.bat # 安装依赖 .\vcpkg\vcpkg install openssl asio tinyxml2 --triplet x64-windows由于我的电脑通过cmd命令命令行目录是C:\Users\Administrator，所以vcpkg是安装在C:\Users\Administrator这里：
下载vcpkg源码：
安装 openssl asio tinyxml2：
2.2.编译安装
2.2.1.安装FastCDR
FastDDS 依赖 FastCDR（序列化库），需要获取源码，在cmd命令行直接操作：
# 克隆FastCDR（必须先编译） git clone https://github.com/eProsima/Fast-CDR.git cd Fast-CDR mkdir build && cd build cmake .. -G "Visual Studio 17 2022" -A x64 -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=C:\fastdds_install cmake --build . --config Release --target install 安装完成后，在C:\fastdds_install目录有FastCDR的头文件，库文件等信息：
2.2.2.安装Foonathan Memory
FastDDS 依赖 Foonathan Memory（内存管理库），需要获取源码，在cmd命令行直接操作：
# 克隆FastCDR（必须先编译） git clone https://github.com/eProsima/foonathan_memory_vendor.git cd foonathan_memory_vendor mkdir build && cd build cmake .. -G "Visual Studio 17 2022" -A x64 -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=C:\fastdds_install cmake --build . --config Release --target install在执行cmake --build . --config Release --target install的时候报错：
于是在网上各种搜索问题原因，始终没有找到解决的办法，于是我到Foonathan Memory的网站去看了一下：
https://github.com/foonathan/memory
找到资料原来Foonathan Memory可以通过vcpkg安装，由于之前安装vcpkg，于是直接进入vcpkg目录，执行下面命令就行：
./vcpkg integrate install ./vcpkg install foonathan-memory安装完之后，FastDDS的所以依赖就安装完毕，在vcpkg的安装目录下可以看到所有的依赖项：
2.2.3.安装FastDDS
跟安装FastCDR的步骤差不多，不过需要各种依赖库的路径，如下：
git clone https://github.com/eProsima/Fast-DDS.git cd Fast-DDS mkdir build && cd build cmake .. -G "Visual Studio 17 2022" -A x64 -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=C:\fastdds -Dfastcdr_ROOT=C:\fastdds_install -DAsio_ROOT=C:\Users\Administrator\vcpkg\packages\asio_x64-windows\include -DTinyXML2_ROOT=C:\Users\Administrator\vcpkg\packages\tinyxml2_x64-windows -Dfoonathan_memory_ROOT=C:\Users\Administrator\vcpkg\packages\foonathan-memory_x64-windows -DOpenSSL_ROOT=C:\Users\Administrator\vcpkg\packages\openssl_x64-windows cmake --build . --config Release --target install编译安装后，在C:\fastdds目录下有FastDDS的头文件，库文件等信息：
2.3.验证安装
编译完成后，可通过运行 FastDDS 的示例程序验证：
编译：
mkdir build && cd build cmake .. -Dfastcdr_ROOT=C:\fastdds_install -Dfastdds_ROOT=C:\fastdds -DTinyXML2_ROOT=C:\Users\Administrator\vcpkg\packages\tinyxml2_x64-windows -Dfoonathan_memory_ROOT=C:\Users\Administrator\vcpkg\packages\foonathan-memory_x64-windows -DOpenSSL_ROOT=C:\Users\Administrator\vcpkg\packages\openssl_x64-windows cmake --build . --config Release完成后在Relese目录下有测试程序hello_world.exe, 把hello_world.exe的一些依赖dll拷贝到这个目录下：
在命令行运行hello_world.exe，显示如下：
分别启动两个终端，运行：
# 启动发布者（终端1） .\Hello_World.exe publisher # 启动订阅者（终端2） .\Hello_World.exe subscriber最终运行的效果（1对1）：
1对多，一个发布者，多个订阅者：
若订阅者能收到发布者的消息，说明编译和安装成功。
跨主机通信也是可以的，把上面的Release目录打包拷贝到另外一台windows主机上，一台上做为publisher，一台做为subscriber，subscriber能收到publisher的消息。
3.Linux编译、安装和测试
3.1.编译环境准备
以麒麟系统为例讲解，FastDDS 依赖多个工具和库，需先安装编译环境和依赖项。
# 更新系统包 sudo apt update && sudo apt upgrade -y # 安装基础编译工具 sudo apt install -y build-essential cmake git pkg-config # 安装依赖库 sudo apt install -y libssl-dev libasio-dev libtinyxml2-dev sudo apt install -y openjdk-11-jdk # 用于代码生成工具（可选，部分功能需要）3.2.编译安装
3.2.1.安装FastCDR
git clone https://github.com/eProsima/Fast-CDR.git cd Fast-CDR mkdir build && cd build # CMake配置（默认安装到/usr/local） cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release # 编译（-j后接CPU核心数，加速编译） make -j$(nproc) # 安装（需要管理员权限） sudo make install cd ../.. # 返回工作目录3.2.2.安装Foonathan Memory
git clone https://github.com/eProsima/foonathan_memory_vendor.git cd foonathan_memory_vendor mkdir build && cd build # CMake配置（默认安装到/usr/local） cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release # 编译（-j后接CPU核心数，加速编译） make -j$(nproc) # 安装（需要管理员权限） sudo make install cd ../.. # 返回工作目录3.2.3.安装FastDDS
git clone https://github.com/eProsima/Fast-DDS.git cd Fast-DDS mkdir build && cd build # CMake配置（默认安装到/usr/local） cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release # 编译（-j后接CPU核心数，加速编译） make -j$(nproc) # 安装（需要管理员权限） sudo make install cd ../.. # 返回工作目录编译到最后的时候，出错了：
从报错的提示说是无法找到make_strand，第一直觉应该是asio的库版本低了，FastDDS要求的asio版本是：
而我的麒麟系统是1.12.2，所以报错了。因此必须升级asio库，于是直接从地址：
https://think-async.com/Asio/Download.html
下载了最新版本，直接安装：
./configure make -j8 make -j8 installasio库相对来说更简单，由于这个库其实并不需要编译，是一个header-only的库，所以根据命令进行安装就可以了。
然后再用同样的方法安装FastDDS即可。安装完在/usr/local目录下有FastDDS的相关信息：
3.3.验证安装
编译完成后，可通过运行 FastDDS 的示例程序验证。
先编译测试程序:
# 进入示例目录（以HelloWorld为例） cd ~/Fast-DDS/examples/cpp/dds/HelloWorldExample/build # 编译示例（若未自动编译） cmake .. && make -j$(nproc)分别启两个终端运行测试程序：
# 启动发布者（终端1） ./Hello_World publisher # 启动订阅者（终端2） ./Hello_World subscriber
若订阅者能收到发布者的消息，说明编译和安装成功。
4.跨系统通信
一台windows 11系统主机，一台麒麟系统虚拟机，照样运行各系统的Hello_world，订阅者能收到发布者的消息。
5.常见问题
1.依赖缺失：CMake 报错 “Could NOT find XXX” 时，检查对应依赖是否安装，或通过-DCMAKE_PREFIX_PATH指定依赖路径。
2.版本不兼容：确保 FastDDS 与 FastCDR 版本匹配（参考官方版本矩阵）。
3.权限问题：安装时若提示 “Permission denied”，添加sudo或修改安装路径（如-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$HOME/fastdds）。
通过以上步骤，可在 Linux、Windows 或 macOS 系统上完成 FastDDS 的编译与安装，为后续开发 DDS 应用奠定基础。
