Fast DDS入门五、在Windows平台创建一个简单的Fast DDS示例程序

1 Fast DDS动态库的编译安装

本节提供了在Windows环境中从源代码安装Fast DDS的说明。将安装以下软件包：

foonathan_memory_uvendor，一个STL兼容的C++内存分配器库。

fastcdr，一个根据标准CDR序列化机制进行序列化的C++库。

fastrtps，eProsimaFast DDS库的核心库。

首先，需要满足下面详述的环境要求和依赖性。之后，用户可以选择是否遵循colcon或CMake安装说明，本文介绍采用CMake在Windows平台编译安装FastDDS的方法。

1.1环境要求

在Windows环境中从源安装FastDDS需要在系统中安装以下工具：

Visual Studio

Chocolatey

CMake、pip3、wget和git

Gtest[可选]

1.1.1 Visual Studio

Visual Studio需要在系统中具有C++编译器。为此，请确保在Visual Studio安装过程中检查“使用C++进行桌面开发”选项。

如果已安装Visual Studio，但未安装Visual C++可再发行软件包，请打开Visual Studio并转到“工具”->“获取工具和功能”，然后在“工作负载”选项卡中启用C++桌面开发。最后，单击右下角的“修改”。

1.1.2 Chocolatey

Chocolatey是一个Windows软件包管理器。需要安装eProsima Fast DDS的一些依赖项。直接从网站下载并安装。

https://chocolatey.org/

1.1.3 CMake、pip3、wget和git

这些软件包提供了从命令行安装Fast DDS及其依赖项所需的工具。按照各自网站中的详细说明下载并安装CMake、pip3、wget和git。安装后，从“编辑系统环境变量”控制面板将可执行文件的路径添加到path。

它们的下载地址：

CMake, pip3, wget, git

1.1.4 GTest

GTest是C++的单元测试库。默认情况下，Fast DDS不编译测试。调用CMake时，可以使用适当的CMake配置选项激活它们。有关详细信息，请参阅CMake选项部分。这里也将Gtest存储库添加到工作区目录中。

git clone https://github.com/google/googletest src/googletest-distribution

1.2 Fast DDS动态库相关依赖

Fast RTPS在Windows环境中从源安装时具有以下依赖关系：

Asio和TinyXML2库

OpenSSL

1.2.1 Asio和TinyXML2库

Asio是一个用于网络和低级I/O编程的跨平台C++库，它提供了一致的异步模型。TinyXML2是一个简单、小巧、高效的C++XML解析器。可以直接从以下链接下载：

• Asio

• TinyXML2

下载这些包后，使用PowerShell打开管理shell并执行以下命令：

choco install -y -s <PATH_TO_DOWNLOADS>asio tinyxml2

其中<PATH_TO_DOWNLOADS>是这些包已下载到的文件夹。

1.2.2 OpenSSL

OpenSSL是一个用于TLS和SSL协议的强大工具包，也是一个通用密码库。通过此链接下载并安装最新的WindowsOpenSSL版本。安装后，添加指向安装根目录的环境变量OPENSSL_ROOT_DIR。

例如：

OPENSSL_ROOT_DIR=C:\Program Files\OpenSSL-Win64

1.3 Cmake方式编译安装FastDDS动态库

本节介绍如何在本地或全局使用CMake编译eProsima Fast DDS。

（1）打开命令提示符，创建一个FastDDS目录，在其中下载和构建Fast DDS及其依赖项：

mkdir %USERPROFILE%\Fast DDS

注意：%USERPROFILE%是指你要自定义创建的FastDDS根目录，所有文件及文件夹都在该目录下，便于管理。

（2）克隆以下依赖项并使用CMake编译它们。

Fast DDS依赖于Foonathanmemory。为了简化依赖性管理，eProsima提供了一个Foonathan memory vendor，如果在系统中找不到库，可以下载并构建特定版本的Foonathan memory。以下为CMake编译安装过程：

cd %USERPROFILE%\Fast-DDS

git clone https://github.com/eProsima/foonathan_memory_vendor.git

cd foonathan_memory_vendor

mkdir build && cd build

cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=%USERPROFILE%/Fast-DDS/install ..

cmake --build . --target install

Fast CDR是Fast DDS以来的序列化库，以下为CMake编译安装过程：

cd %USERPROFILE%\Fast-DDS

git clone https://github.com/eProsima/Fast-CDR.git

cd Fast-CDR

mkdir build && cd build

cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=%USERPROFILE%/Fast-DDS/install ..

cmake --build . --target install

（3）安装所有依赖项后，安装eProsima Fast DDS：

cd %USERPROFILE%\Fast-DDS

git clone https://github.com/eProsima/Fast-DDS.git

cd Fast-DDS

mkdir build && cd build

cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=%USERPROFILE%/Fast-DDS/install ..

cmake --build . --target install

注意：CMAKE_INSTALL_PREFIX为编译后，默认要安装的路径。

Foonathan memory和Fast-CDR直接采用上述命令行就可以编译安装成功。命令行下编译，最好选择好是执行Debug编译还是Release编译，以便所有互相依赖的动态库能够保持一致，不会发生调用冲突。不太了解CMake的，需要先学习一下CMake。

Fast DDS，以上命令行不能成功编译Fast DDS，因为需要配置其依赖的很多库路径（上述已经下载的库等）。因此需要启动CMake-GUI界面程序，图形界面配置这些依赖库路径。CMake-GUI界面程序启动后选择好Fast-DDS源码目录和Build目录后，先Configure，后Generate。Configure过程中，会弹出缺少相关依赖库提示，人工选择前面已经下载安装的依赖库路径，Configure成功后，就可以Generate生成完整的Fast RTPS的vs解决方案（sln文件）。最后，打开sln解决方案，在vs编译界面下，选择Build项目生成将编译生成所有项目，编译生成动态库、应用程序成功后，选择Install项目生成将安装FastDDS头文件、lib、dll、exe到默认安装的路径下，这些文件就可以给其他工程导入使用FastDDS进行开发了。

Fast DDS的CMake-GUI配置如下所示：

Fast DDS的CMake选项很多，一般选择默认选择进行编译，就够用了。如果定制化编译生成，读者可以有选择的配置，以下是详细介绍。

（4）Fast DDS的CMake选项

Fast DDS提供了许多CMake选项，用于更改Fast DDS的行为和配置。这些选项允许用户通过在CMake执行时将这些选项定义为ON/OFF来启用/禁用某些FastDDS设置。这里介绍一些主要的配置选项：

EPROSIMA_INSTALLER选项：

为Fast DDS创建Windows二进制installer安装程序，默认为OFF。具体来说，它将添加到要安装的组件（CPACK_components_ALL）对应的库到Microsoft VisualC++编译器（MSVC）。设置EPROSIMA_INSTALLER设置为ON对其他选项有以下影响：

• EPROSIMA_BUILD is set to ON.

• BUILD_DOCUMENTATION is set to ON.

• INSTALL_EXAMPLES is set to ON.

EPROSIMA_BUILD选项：

激活内部Fast DDS构建。如果EPROSIMA_INSTALLER为ON，则EPROSIMA_BUILD也被设置为on。将EPROSIMA_BUILD设置为ON对其他选项的影响：

• INTERNAL_DEBUG is set to ON.

• COMPILE_EXAMPLES is set to ON if EPROSIMA_INSTALLER is OFF.

• THIRDPARTY_fastcdr is set to ON if it wasnot set to FORCE.

• THIRDPARTY_Asio is set to ON if it wasnot set to FORCE.

• THIRDPARTY_TinyXML2 is set to ON if it wasnot set to FORCE.

• THIRDPARTY_android-ifaddrs is set to ON if it wasnot set to FORCE.

• EPROSIMA_BUILD_TESTS is set to ON if EPROSIMA_INSTALLER is OFF.

BUILD_SHARED_LIBS选项：

将内部库构建为共享库，即导致CMake函数add_library（）来创建共享库。除非库被显式添加为静态库。

SECURITY选择：

激活Fast DDS安全模块。安全模块比较复杂，默认设置为OFF。

NO_TLS选项：

禁用传输层安全性（TLS）支持。可参阅TLSover TCP有关Fast DDS TLS配置的更多信息。

SHM_TRANSPORT_DEFAULT选项：

将共享内存传输（SHM）添加到默认传输。

FASTDDS_STATISTICS选项：

启用快速DDS统计模块，该模块目前还不成熟。

COMPILE_EXAMPLES选项：

构建Fast DDS示例。这些示例可以在Fast DDS GitHub存储库找到。

INSTALL_EXAMPLES选项：

安装Fast DDS示例，即将FastDDS示例添加到要安装的组件（CPACK_components_ALL）。

STRICT_REALTIME选项：

启用严格的实时行为。

SQLITE3_SUPPORT选项：

构建SQLITE3插件，该插件启用TRANSIENT_DURABILITY_QOS和DurabilityQosPolicyKind的PERSISENT_DURABILITY_QOS选项，因此能够提供持久性服务。

THIRDPARTY_fastcdr选项：

如果在系统的其他地方未找到Fast CDR，ON将激活该内部库的使用。FORCE激活内部Fast CDR第三方库的使用而不管它是否可以在系统中的其他地方找到。OFF禁用内部Fast CDR第三方库的使用。如果未设置为FORCE，则如果EPROSIMA_BUILD为ON，则设置为ON。

THIRDPARTY_Asio选项：

如果在系统的其他地方未找到Asio，ON将激活该内部库的使用。FORCE激活内部Asio第三方库的使用而不管它是否可以在系统中的其他地方找到。OFF禁用内部Asio第三方库的使用。如果未设置为FORCE，则如果EPROSIMA_BUILD为ON，则设置为ON。

THIRDPARTY_TinyXML2选项：

如果在系统的其他地方未找到TinyXML2，ON将激活该内部库的使用。FORCE激活内部TinyXML2第三方库的使用而不管它是否可以在系统中的其他地方找到。OFF禁用内部TinyXML2第三方库的使用。如果未设置为FORCE，则如果EPROSIMA_BUILD为ON，则设置为ON。

THIRDPARTY选项：

除非另有规定，否则就是设置所有第三方的子模块THIRPARTY_fastcdr、THIRPARTEY_Asio，

THIRPARTY_TinyXML2和THIRPARty_android-ifaddrs。

LOG_CONSUMER_DEFAULT选项：

选择日志记录模块的默认日志使用者。AUTO的行为与STDOUT相同。

LOG_NO_INFO选项：

停用信息日志级别。

FASTDDS_ENFORCE_LOG_INFO选项：

即使在非调试配置上也启用信息日志级别。此选项仅在LOG_NO_INFO设置为OFF时生效，这可能会对性能造成重大影响。

GTEST_INDIVIDUAL选项：

激活GoogleTest测试的单独构建，因为FastDDS测试是使用GoogleTest框架实现的。但是，如果EPROSIMA_BUILD设置为ON，则编译测试。因此，如果GTEST_INDIVIDUAL为OFF，而EPROSIMA-BUILD为ON，测试将作为单个主要测试进行处理。

FASTRTPS_API_TESTS选项：

支持使用Fast DDS RTPS层API构建用于验证RTPS通信的黑盒测试。

PERFORMANCE_TESTS选项：

激活性能测试的构建，视频测试除外，视频测试需要将performance_tests和video_tests设置为ON。

2 Fast DDS-Gen编译安装

eProsimaFast DDS Gen是一个Java应用程序，它使用IDL（接口定义语言）文件中定义的数据类型生成Fast DDS源代码。生成的源代码可以用于任何Fast DDS应用程序中，以定义主题的数据类型，稍后将用于发布或订阅。Fast DDS通过两个类定义Topic中交换的数据类型：TypeSupport和TopicDataType。TopicDataType描述发布和订阅之间交换的数据类型，即与Topic对应的数据；而TypeSupport封装TopicDataType的一个实例，提供注册该类型以及与发布和订阅交互所需的功能。

要声明结构化数据，必须使用IDL格式。IDL是一种规范语言，由OMG（对象管理组）制定，它以独立于语言的方式描述接口，允许不同语言的软件组件之间进行通信。Fast DDS Gen工具读取IDL文件并解析OMG IDL规范的子集，以生成数据序列化的源代码。此子集包括通过IDL定义数据类型中包含的数据类型描述。其余的文件内容将被忽略。

Fast DDS Gen生成的源代码使用Fast CDR，这是一个C++11库，提供数据序列化和编码机制。因此，如RTPS标准中所述，当发送数据时，使用相应的公共数据表示（CDR）对数据进行序列化和编码。CDR传输语法是代理间传输的低级表示，从OMGIDL数据类型映射到字节流。

Fast DDS Gen的主要功能是在不了解串行化或反序列化机制的情况下促进DDS应用程序的实现。使用Fast DDS Gen，还可以与使用Fast DDS库的发布者和订阅者一起生成DDS应用程序的C++源代码（请参阅构建发布/订阅应用程序）。Fast DDS Gen还可以为数据类型生成Python绑定，以便在基于Python的Fast DDS应用程序中使用它们（请参见构建Python辅助库）。

2.1环境要求

为了编译Fast DDS Gen，需要在系统中安装以下软件包：

• Java JDK

• Gradle

JDK是一个使用Java语言构建应用程序和组件的开发环境。按照Oracle网站中给出的步骤下载并安装它。

Gradle是一个开源的自动化构建工具，首选下载并安装Gradle的最新的稳定版本。

Java JDK和Gradle可去对应官方网站下载。

2.2编译安装Fast DDS-Gen

满足上述要求后，按照以下步骤安装Fast DDS Gen：

cd ~

git clone --recursive https://github.com/eProsima/Fast-DDS-Gen.git

cd Fast-DDS-Gen

gradle assemble

编译成功后Fast DDS Gen文件夹包含以下软件包：

share/fastddsgen，生成的Java应用程序所在的位置。

scripts，包含一些用户友好的脚本。注意：要使这些脚本可以从任何目录访问，请将脚本文件夹路径添加到path环境变量。

CSDN下载：免费下载Fast DDS编译后的动态库

github下载：git clone https://github.com/FantasticSaltedFish/Fast-DDS.git

Fast DDS入门五、在Windows平台创建一个简单的Fast DDS示例程序