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【原創】Windows環境下OpenDDS開發全記錄

2021-02-06 12:45:32 區塊鏈

一直想搞一搞OpenDDS，最近終于能抽出空來研究一下了，可能是年齡大了，若不做點記錄過段時間腦子就清零了，趁熱打鐵，本文記錄了Windows10環境下OpenDDS環境搭建，編譯，idl自定義，代碼生成，對等發現，代碼撰寫的全程序，

1. 環境搭建與編譯

環境搭建的帖子非常多，這里不做贅述，我就貼一下我用到的鏈接：

https://blog.csdn.net/saint_ek/article/details/107869083?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-baidujs_title-2&spm=1001.2101.3001.4242

編譯好后生成了兩個檔案夾“OpenDDS”，“ACE_wrappers”這兩個檔案夾就是本地的運行庫了，如果要給別的計算機部署，只需要把他們拷貝過去，再按照上面帖子設定好環境變數就可以直接使用了，

2. 生成Publisher和Subscriber相關代碼

2.1 代碼生成有兩種方式，可以通過IDL生成，也可以通過MPC生成，相關的文章很多，但我更傾向于用MPC來直接生成，這種方式比前一種更方便快捷，用MPC檔案生成代碼的前提是寫好IDL檔案，以下是自定義的一個Demo.idl檔案

module DemoIdlModule {
  @topic
  struct DemoTopic1 {
    @key long id;
    long counter;
    string text;
  };
};

上面的代碼中DemoIdlModule就類似于命名空間，里面可以有多個主題，每個主題用一個結構體來描述其資料結構，并冠以@topic，每個結構體里必須有一個類似資料庫表主鍵的欄位，以@key開頭，并且在同一個module里，該@key名字須是唯一的，

2.2 撰寫Demo.mpc檔案，將其與Demo.idl放置在一個檔案夾，Demo.mpc檔案內容如下：

project(*idl): dcps {
  TypeSupport_Files {
    Demo.idl
  }
 
  custom_only = 1
}
 
project(*publisher) : dcpsexe_with_tcp {
  exename   = publisher
  after    += *idl
 
  TypeSupport_Files {
    Demo.idl
  }
 
  Source_Files {
    Publisher.cpp
  }
}
 
project(*subscriber) : dcpsexe_with_tcp {
  exename   = subscriber
  after    += *publisher
 
  TypeSupport_Files {
    Demo.idl
  }
 
  Source_Files {
    Subscriber.cpp
	DataReaderListener.cpp
  }
}

從以上MPC檔案來看，將來要生成一個publisher和subscriber工程，并且他們都基于資料結構定義檔案Demo.idl ，在生成代碼以前需要自己建立Publisher.cpp，Subscriber.cpp及DataReaderListener.h/DataReaderListener.cpp，否則后面生成代碼后是編譯不過的，

使用vs開發人員命令列工具，切到Demo.idl及Demo.mpc檔案所在目錄，根據ACE_wrappers所在路徑（此處以xxxx代替）和自己的vc版本（此處以vc14為例）輸入以下命令：

perl xxxx\ACE_wrappers\MPC\mwc.pl -type vc14

代碼生成完畢后，vs解決方案以及檔案夾生成的檔案如下：

右鍵單擊解決方案，“重新生成解決方案”發現編譯通過了，接下來就是如何去撰寫Publisher.cpp，Subscriber.cpp及DataReaderListener.h/DataReaderListener.cpp，另外要為工程撰寫一個組態檔，用于對OpenDDS的協議，功能進行配置，在這里我為publisher和subscriber分別建立了一個組態檔，便于各自部署，config_Pub.ini和config_Sub.ini內容暫時保持一致，如下：

[common]
DCPSGlobalTransportConfig=$file
DCPSDefaultDiscovery=DEFAULT_RTPS
[transport/the_rtps_transport]
transport_type=rtps_udp

以上組態檔方式為udp對等發現的方式，即不用先啟動.....\OpenDDS\bin\DCPSInfoRepo.exe

3. 撰寫代碼

3.1 Publisher.cpp代碼如下：

#include <dds/DCPS/Service_Participant.h>
#include <dds/DCPS/Marked_Default_Qos.h>
#include <dds/DCPS/PublisherImpl.h>
#include <dds/DCPS/transport/tcp/TcpInst.h>
#include "dds/DCPS/StaticIncludes.h"

#include <ace/streams.h>

#include "DemoTypeSupportImpl.h"
using namespace DemoIdlModule;


int ACE_TMAIN(int argc, ACE_TCHAR* argv[]) {
    try {
        // 初始化參與者
        argv[1] = "-DCPSConfigFile";
        argv[2] = "config_Pub.ini";
        argc = 3;

        // 1. 初始化參與者
        DDS::DomainParticipantFactory_var dpf =
            TheParticipantFactoryWithArgs(argc, argv);

        DDS::DomainParticipant_var participant =
            dpf->create_participant(111,
                PARTICIPANT_QOS_DEFAULT,
                DDS::DomainParticipantListener::_nil(),
                ::OpenDDS::DCPS::DEFAULT_STATUS_MASK);
        if (CORBA::is_nil(participant.in())) {
            cerr << "create_participant failed." << endl;
            return 1;
        }

        // 2. 注冊資料型別
        //這里是Topic而不是Topics，意義不同，體現在idl檔案里，
        DemoTopic1TypeSupportImpl* servant = new  DemoTopic1TypeSupportImpl();//這句是要根據XXXXTypeSupportImpl中的前綴與idl檔案中的Topic key名對應，在這里即"DemoTopic1"
        OpenDDS::DCPS::LocalObject_var safe_servant = servant;

        if (DDS::RETCODE_OK != servant->register_type(participant.in(), "")) {
            cerr << "register_type failed." << endl;
            exit(1);
        }

        // 3. 創建主題，這部分基本不用改
        CORBA::String_var type_name = servant->get_type_name();

        DDS::TopicQos topic_qos;
        participant->get_default_topic_qos(topic_qos);
        DDS::Topic_var topic =
            participant->create_topic("Movie Discussion List",
                type_name.in(),
                topic_qos,
                DDS::TopicListener::_nil(),
                ::OpenDDS::DCPS::DEFAULT_STATUS_MASK);
        if (CORBA::is_nil(topic.in())) {
            cerr << "create_topic failed." << endl;
            exit(1);
        }

        // 4. 創建公布者，這部分基本不用改
        DDS::Publisher_var pub =
            participant->create_publisher(PUBLISHER_QOS_DEFAULT,
                DDS::PublisherListener::_nil(),
                ::OpenDDS::DCPS::DEFAULT_STATUS_MASK);
        if (CORBA::is_nil(pub.in())) {
            cerr << "create_publisher failed." << endl;
            exit(1);
        }

        // 5. 創建資料寫者
        DDS::DataWriterQos dw_qos;
        pub->get_default_datawriter_qos(dw_qos);
        DDS::DataWriter_var dw =
            pub->create_datawriter(topic.in(),
                dw_qos,
                DDS::DataWriterListener::_nil(),
                ::OpenDDS::DCPS::DEFAULT_STATUS_MASK);
        if (CORBA::is_nil(dw.in())) {
            cerr << "create_datawriter failed." << endl;
            exit(1);
        }
        DemoTopic1DataWriter_var message_dw //這句是要根據XXXXDataWriter_var，XXXXDataWriter中的前綴與idl檔案中的Topic key名對應，在這里即"DemoTopic1"
            = DemoTopic1DataWriter::_narrow(dw.in());

        //
        // Get default Publisher QoS from a DomainParticipant:
        DDS::PublisherQos pub_qos;
        DDS::ReturnCode_t ret;
        ret = participant->get_default_publisher_qos(pub_qos);

        if (DDS::RETCODE_OK != ret) {
            std::cerr << "Could not get default publisher QoS" << std::endl;
        }

        // Get default Subscriber QoS from a DomainParticipant:
        DDS::SubscriberQos sub_qos;
        ret = participant->get_default_subscriber_qos(sub_qos);
        if (DDS::RETCODE_OK != ret) {
            std::cerr << "Could not get default subscriber QoS" << std::endl;
        }

        // Get default Topic QoS from a DomainParticipant:
        DDS::TopicQos topic_qos2;
        ret = participant->get_default_topic_qos(topic_qos2);
        if (DDS::RETCODE_OK != ret) {
            std::cerr << "Could not get default topic QoS" << std::endl;
        }

        // Get default DomainParticipant QoS from a DomainParticipantFactory:
        DDS::DomainParticipantQos dp_qos;
        ret = dpf->get_default_participant_qos(dp_qos);
        if (DDS::RETCODE_OK != ret) {
            std::cerr << "Could not get default participant QoS" << std::endl;
        }

        // Get default DataWriter QoS from a Publisher:
        DDS::DataWriterQos dw_qos2;
        ret = pub->get_default_datawriter_qos(dw_qos2);
        if (DDS::RETCODE_OK != ret) {
            std::cerr << "Could not get default data writer QoS" << std::endl;
        }
        

        // 6. 公布資料
        DemoTopic1 message;//這句是要根據idl檔案中的Topic key名對應，在這里即"DemoTopic1"
        message.id = 99;
        ::DDS::InstanceHandle_t handle = message_dw->register_instance(message);
        message.counter = 0;

        char tMsg[50] = { 0 };
        while (1)
        {
            message.counter++;
            memset(tMsg, 0, 50);
            sprintf(tMsg, "Msg Counter : %d", message.counter);
            message.text =  ::TAO::String_Manager(tMsg);
            message_dw->write(message, handle);
            ACE_OS::sleep(1);
            cout << "..." << endl;
        }
        

        // 7. 物體清理
        participant->delete_contained_entities();
        dpf->delete_participant(participant);
        TheServiceParticipant->shutdown();
    }
    catch (CORBA::Exception& e)
    {
        cerr << "PUB: Exception caught in main.cpp:" << endl
            << e << endl;
        exit(1);
    }

    return 0;
}

3.2 Subscriber.cpp代碼如下：

#include "DemoTypeSupportImpl.h"
#include <dds/DCPS/Service_Participant.h>
#include <dds/DCPS/Marked_Default_Qos.h>
#include <dds/DCPS/PublisherImpl.h>
#include <dds/DCPS/transport/tcp/TcpInst.h>

#include "dds/DCPS/StaticIncludes.h"
#include <ace/streams.h>

#include "DataReaderListener.h"

using namespace DemoIdlModule;


int ACE_TMAIN(int argc, ACE_TCHAR* argv[]) {
	try
	{
		// 初始化參與者
		argv[1] = "-DCPSConfigFile";
		argv[2] = "config_Sub.ini";
		argc = 3;

		// 1. 初始化參與者
		DDS::DomainParticipantFactory_var dpf =
			TheParticipantFactoryWithArgs(argc, argv);

		DDS::DomainParticipant_var participant =
			dpf->create_participant(111,
				PARTICIPANT_QOS_DEFAULT,
				DDS::DomainParticipantListener::_nil(),
				::OpenDDS::DCPS::DEFAULT_STATUS_MASK);
		if (CORBA::is_nil(participant.in())) {
			cerr << "create_participant failed." << endl;
			return 1;
		}

		// 2. 注冊資料型別并創建主題
		DemoTopic1TypeSupportImpl* servant = new	DemoTopic1TypeSupportImpl();
		OpenDDS::DCPS::LocalObject_var safe_servant = servant;

		if (DDS::RETCODE_OK != servant->register_type(participant.in(), "")) {
			cerr << "register_type failed." << endl;
			exit(1);
		}

		CORBA::String_var type_name = servant->get_type_name();

		DDS::TopicQos topic_qos;
		participant->get_default_topic_qos(topic_qos);
		DDS::Topic_var topic =
			participant->create_topic("Movie Discussion List",
				type_name.in(),
				topic_qos,
				DDS::TopicListener::_nil(),
				::OpenDDS::DCPS::DEFAULT_STATUS_MASK);
		if (CORBA::is_nil(topic.in())) {
			cerr << "create_topic failed." << endl;
			exit(1);
		}

		// 3. 創建訂閱者
		DDS::Subscriber_var sub =
			participant->create_subscriber(SUBSCRIBER_QOS_DEFAULT,
				DDS::SubscriberListener::_nil(),
				::OpenDDS::DCPS::DEFAULT_STATUS_MASK);
		if (CORBA::is_nil(sub.in())) {
			cerr << "Failed to create_subscriber." << endl;
			exit(1);
		}

		// 4. 創建監聽者
		DDS::DataReaderListener_var listener(new DataReaderListener);
		DataReaderListener* listener_servant =
			dynamic_cast<DataReaderListener*>(listener.in());

		if (CORBA::is_nil(listener.in())) {
			cerr << "listener is nil." << endl;
			exit(1);
		}

		if (!listener_servant) {
			ACE_ERROR_RETURN((LM_ERROR,
				ACE_TEXT("%N:%l main()")
				ACE_TEXT(" ERROR: listener_servant is nil (dynamic_cast failed)!\n")), -1);
		}

		// 5. 創建資料讀者
		DDS::DataReaderQos dr_qos;
		sub->get_default_datareader_qos(dr_qos);
		DDS::DataReader_var dr = sub->create_datareader(topic.in(),
			dr_qos,
			listener.in(),
			::OpenDDS::DCPS::DEFAULT_STATUS_MASK);
		if (CORBA::is_nil(dr.in())) {
			cerr << "create_datareader failed." << endl;
			exit(1);
		}

		//
		// Get default Publisher QoS from a DomainParticipant:
		DDS::PublisherQos pub_qos;
		DDS::ReturnCode_t ret;
		ret = participant->get_default_publisher_qos(pub_qos);

		if (DDS::RETCODE_OK != ret) {
			std::cerr << "Could not get default publisher QoS" << std::endl;
		}

		// Get default Subscriber QoS from a DomainParticipant:
		DDS::SubscriberQos sub_qos;
		ret = participant->get_default_subscriber_qos(sub_qos);
		if (DDS::RETCODE_OK != ret) {
			std::cerr << "Could not get default subscriber QoS" << std::endl;
		}

		// Get default Topic QoS from a DomainParticipant:
		DDS::TopicQos topic_qos2;
		ret = participant->get_default_topic_qos(topic_qos2);
		if (DDS::RETCODE_OK != ret) {
			std::cerr << "Could not get default topic QoS" << std::endl;
		}

		// Get default DomainParticipant QoS from a DomainParticipantFactory:
		DDS::DomainParticipantQos dp_qos;
		ret = dpf->get_default_participant_qos(dp_qos);
		if (DDS::RETCODE_OK != ret) {
			std::cerr << "Could not get default participant QoS" << std::endl;
		}

		// Get default DataReader QoS from a Subscriber:
		DDS::DataReaderQos dr_qos2;
		ret = sub->get_default_datareader_qos(dr_qos2);
		if (DDS::RETCODE_OK != ret) {
			std::cerr << "Could not get default data reader QoS" << std::endl;
		}
		

		while (1) {
			ACE_OS::sleep(1);
		}

		// 6. 清理與OpenDDS相關聯的資源
		participant->delete_contained_entities();
		dpf->delete_participant(participant);
		TheServiceParticipant->shutdown();
	}
	catch (CORBA::Exception& e)
	{
		cerr << "PUB: Exception caught in main.cpp:" << endl
			<< e << endl;
		exit(1);
	}

	return 0;
}

3.3 DataReaderListener.h 代碼如下：

// -*- C++ -*-
// 資料讀者監聽者實作
#ifndef DATAREADER_LISTENER_IMPL
#define DATAREADER_LISTENER_IMPL

#include <dds/DdsDcpsSubscriptionExtC.h>
#include <dds/DCPS/LocalObject.h>

#if !defined (ACE_LACKS_PRAGMA_ONCE)
#pragma once
#endif /* ACE_LACKS_PRAGMA_ONCE */

class DataReaderListener
    : public virtual OpenDDS::DCPS::LocalObject<OpenDDS::DCPS::DataReaderListener>
{
public:
    DataReaderListener();

    virtual ~DataReaderListener(void);

    virtual void on_requested_deadline_missed(
        DDS::DataReader_ptr reader,
        const DDS::RequestedDeadlineMissedStatus& status);

    virtual void on_requested_incompatible_qos(
        DDS::DataReader_ptr reader,
        const DDS::RequestedIncompatibleQosStatus& status);

    virtual void on_liveliness_changed(
        DDS::DataReader_ptr reader,
        const DDS::LivelinessChangedStatus& status);

    virtual void on_subscription_matched(
        DDS::DataReader_ptr reader,
        const DDS::SubscriptionMatchedStatus& status);

    virtual void on_sample_rejected(
        DDS::DataReader_ptr reader,
        const DDS::SampleRejectedStatus& status);

    virtual void on_data_available(
        DDS::DataReader_ptr reader);

    virtual void on_sample_lost(
        DDS::DataReader_ptr reader,
        const DDS::SampleLostStatus& status);

    virtual void on_subscription_disconnected(
        DDS::DataReader_ptr reader,
        const ::OpenDDS::DCPS::SubscriptionDisconnectedStatus& status);

    virtual void on_subscription_reconnected(
        DDS::DataReader_ptr reader,
        const ::OpenDDS::DCPS::SubscriptionReconnectedStatus& status);

    virtual void on_subscription_lost(
        DDS::DataReader_ptr reader,
        const ::OpenDDS::DCPS::SubscriptionLostStatus& status);

    virtual void on_budget_exceeded(
        DDS::DataReader_ptr reader,
        const ::OpenDDS::DCPS::BudgetExceededStatus& status);

    long num_reads() const {
        return num_reads_;
    }

private:

    DDS::DataReader_var reader_;
    long                  num_reads_;
};

#endif /* DATAREADER_LISTENER_IMPL  */

3.4 DataReaderListener.cpp 代碼如下：

// -*- C++ -*-
//
#include "DataReaderListener.h"
#include "DemoTypeSupportC.h"
#include "DemoTypeSupportImpl.h"
#include <dds/DCPS/Service_Participant.h>
#include <ace/streams.h>

using namespace DemoIdlModule;

DataReaderListener::DataReaderListener()
    : num_reads_(0)
{
}

DataReaderListener::~DataReaderListener()
{
}

void DataReaderListener::on_data_available(DDS::DataReader_ptr reader)
{
    ++num_reads_;

    try {
        DemoTopic1DataReader_var message_dr = DemoTopic1DataReader::_narrow(reader);
        if (CORBA::is_nil(message_dr.in())) {
            cerr << "read: _narrow failed." << endl;
            exit(1);
        }

        DemoTopic1 message;
        DDS::SampleInfo si;
        DDS::ReturnCode_t status = message_dr->take_next_sample(message, si);

        if (status == DDS::RETCODE_OK) {
            cout << "Message: id    = " << message.id << endl
                << "         DemoTopic1_Counter = " << message.counter << endl
                << "         DemoTopic1_Text = " << message.text << endl;

            cout << "SampleInfo.sample_rank = " << si.sample_rank << endl;
        }
        else if (status == DDS::RETCODE_NO_DATA) {
            cerr << "ERROR: reader received DDS::RETCODE_NO_DATA!" << endl;
        }
        else {
            cerr << "ERROR: read Message: Error: " << status << endl;
        }
    }
    catch (CORBA::Exception& e) {
        cerr << "Exception caught in read:" << endl << e << endl;
        exit(1);
    }
}

void DataReaderListener::on_requested_deadline_missed(
    DDS::DataReader_ptr,
    const DDS::RequestedDeadlineMissedStatus&)
{
    cerr << "DataReaderListener::on_requested_deadline_missed" << endl;
}

void DataReaderListener::on_requested_incompatible_qos(
    DDS::DataReader_ptr,
    const DDS::RequestedIncompatibleQosStatus&)
{
    cerr << "DataReaderListener::on_requested_incompatible_qos" << endl;
}

void DataReaderListener::on_liveliness_changed(
    DDS::DataReader_ptr,
    const DDS::LivelinessChangedStatus&)
{
    cerr << "DataReaderListener::on_liveliness_changed" << endl;
}

void DataReaderListener::on_subscription_matched(
    DDS::DataReader_ptr,
    const DDS::SubscriptionMatchedStatus&)
{
    cerr << "DataReaderListener::on_subscription_matched" << endl;
}

void DataReaderListener::on_sample_rejected(
    DDS::DataReader_ptr,
    const DDS::SampleRejectedStatus&)
{
    cerr << "DataReaderListener::on_sample_rejected" << endl;
}

void DataReaderListener::on_sample_lost(
    DDS::DataReader_ptr,
    const DDS::SampleLostStatus&)
{
    cerr << "DataReaderListener::on_sample_lost" << endl;
}

void DataReaderListener::on_subscription_disconnected(
    DDS::DataReader_ptr,
    const ::OpenDDS::DCPS::SubscriptionDisconnectedStatus&)
{
    cerr << "DataReaderListener::on_subscription_disconnected" << endl;
}

void DataReaderListener::on_subscription_reconnected(
    DDS::DataReader_ptr,
    const ::OpenDDS::DCPS::SubscriptionReconnectedStatus&)
{
    cerr << "DataReaderListener::on_subscription_reconnected" << endl;
}

void DataReaderListener::on_subscription_lost(
    DDS::DataReader_ptr,
    const ::OpenDDS::DCPS::SubscriptionLostStatus&)
{
    cerr << "DataReaderListener::on_subscription_lost" << endl;
}

void DataReaderListener::on_budget_exceeded(
    DDS::DataReader_ptr,
    const ::OpenDDS::DCPS::BudgetExceededStatus&)
{
    cerr << "DataReaderListener::on_budget_exceeded" << endl;
}

3.5 編譯運行

編譯完成后，由于我們是采用對等發現的方式，因此不分先后得運行一個Publisher或Subscriber實體，會看到如下的運行結果，至此一個簡單的Demo就設計完了，可以把編譯好的“OpenDDS”，“ACE_wrapper”檔案夾拷貝到局域網里的其他電腦上，并給她按照1. 環境搭建與編譯中所述，設定環境變數，就可以實作局域網對等發現的Demo了，

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