通信中间件 Fast DDS(一) ：编译、安装和测试

目录

1.简介      

2.Windows编译、安装和测试

2.1.编译环境准备

2.2.编译安装

2.2.1.安装FastCDR

2.2.2.安装Foonathan Memory

2.2.3.安装FastDDS

2.3.验证安装

3.Linux编译、安装和测试

3.1.编译环境准备

3.2.编译安装

3.2.1.安装FastCDR

3.2.2.安装Foonathan Memory

3.2.3.安装FastDDS

3.3.验证安装

4.常见问题

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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：

1. publication entities: 定义消息生成对象及相关属性
2. subscription entities：定义消息消费对象及相关属性
3. 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。

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-CSDN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-CSDN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 buildcmake .. -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 buildcmake .. -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 buildcmake .. -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-windowscmake --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 buildcmake .. -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-windowscmake --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。

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-CDRmkdir 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_vendormkdir 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-DDSmkdir 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 install

asio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.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。