OPenDDS 开发手册中文版

### OPenDDS 开发手册中文版 #### DCPS概述与基本概念 OPenDDS（Open Data Distribution Service）是一款开源的高性能中间件系统，基于OMG（Object Management Group）的DDS（Data Distribution Service）标准设计。它主要应用于分布式系统中实时可靠的数据交换场景。 **DCPS（Data-Centric Publish-Subscribe）**是OPenDDS的核心组成部分之一，提供了数据为中心的发布/订阅服务模型。在这一模型中，数据生产者并不直接向特定消费者发送数据，而是将数据发布到一个主题上，而订阅者则根据其对主题的兴趣来接收数据。 **基本概念**包括： - **主题（Topic）**：定义了一类数据或消息的名称及结构。 - **发布者（Publisher）**：负责生成并发布数据。 - **订阅者（Subscriber）**：负责接收并处理数据。 - **数据写入器（DataWriter）**：用于发布数据的实体。 - **数据读取器（DataReader）**：用于接收数据的实体。 **内置主题**包括DCPSInfoRepo配置的内置主题、DCPS参与者主题、DCPSTopic主题等，这些主题提供了系统内部状态和配置信息的访问接口。 **服务质量政策（QoS Policies）**是一组控制DDS行为的可配置参数集合，包括但不限于： - **可靠性（Reliability）**：数据传输的保证级别。 - **历史（History）**：存储数据样本的数量或时间。 - **持久性（Durability）**：当没有活跃的订阅者时数据的持久化方式。 - **资源限制（Resource Limits）**：限制数据存储和处理的资源消耗。 - **所有权（Ownership）**：同一时间内数据的所有权归属。 #### OpenDDS实施与安装 **OpenDDS**的实施严格遵循DDS规范，并在其基础上进行了扩展，以提供更丰富的特性和更灵活的配置选项。OPenDDS由Object Computing, Inc. (OCI)支持维护。 **安装步骤**通常包括： - **启用或禁用功能的构建**：通过配置选项选择性地启用或禁用某些特性。 - **禁用内置主题支持的构建**：如果不需要使用内置主题，可以通过特定配置关闭。 - **禁用构建法规遵从性配置文件功能**：针对不同应用场景可以选择性地关闭某些法规遵从性的配置文件支持。 - **构建使用OpenDDS的应用程序**：可以使用MPC（Makefile、项目和Workspace Creator）、CMake等工具进行应用程序构建。 - **定制构建系统**：用户可以根据自身需求调整构建过程。 #### 入门与示例 **使用DCPS**涉及定义数据类型、处理IDL、实现简单的消息发布者和订阅者等步骤。 **定义数据类型**通常通过IDL（Interface Definition Language）文件来完成。IDL文件定义了数据结构、接口和服务，是构建DDS应用的基础。 **处理IDL**涉及编译IDL文件生成相应的C++源代码，这些源代码可用于创建数据写入器和读取器。 **一个简单的消息发布者**通常包括： - 初始化DDS环境。 - 创建域参与者。 - 注册数据类型。 - 创建主题。 - 创建发布者。 - 创建数据写入器。 - 写入数据。 **设置订阅者**的过程类似，但关注于创建订阅者、数据读取器等组件，并实现数据读取逻辑。 **数据读取器侦听器实现**允许开发者自定义数据到达时的处理逻辑。 **在OpenDDS客户端中清理**非常重要，以确保资源的正确释放。 **运行示例**时需要注意网络配置和DDS参数设置。 #### 数据处理优化 **数据处理优化**包括： - 在Publisher中注册和使用实例，这有助于减少不必要的数据冗余。 - 读取多个样本，以提高数据处理效率。 - 零复制读，即直接操作缓存中的数据，避免额外的内存拷贝。 #### 服务质量（QoS） **QoS策略**提供了对DDS通信质量的精细控制能力。例如： - **现场直播**策略用于指定发布者是否应重传丢失的数据。 - **可靠性**策略决定了数据传输的保证程度。 - **历史**策略控制保留的数据样本数量。 - **耐用性**策略决定了在订阅者加入之前的数据如何处理。 - **资源限制**策略限制了每个参与者使用的资源量。 **演示**部分通常会给出具体例子，帮助读者理解各种策略的实际应用。 #### 条件与监听器 **通讯状态类型**、**主题状态类型**、**订户状态类型**、**数据读取器状态类型**以及**数据写入器状态类型**分别定义了不同的状态变化。 **监听器**（Listeners）用于响应DDS实体的状态变化，如主题监听器、数据编写器监听器、发布者监听器、数据读取器监听器和订阅者监听器等。 **条件**（Conditions）则用于检测DDS实体的状态变化，包括状态条件和附加条件类型。 #### 内容订阅概述 **内容过滤的主题**允许基于数据内容进行订阅过滤，增强了系统的灵活性和针对性。 **过滤表达式**定义了数据过滤的具体规则。 **内容过滤主题示例**展示了如何使用过滤表达式实现特定的过滤逻辑。 **多主题**支持同时订阅多个主题，提高了应用的复杂度和功能性。 #### 内置主题 **内置主题**提供了关于DDS系统内部状态的信息，如DCPS参与者主题、DCPSTopic主题等。 **特定于OpenDDS的内置主题**如OpenDDSParticipantLocation主题、OpenDDSConnectionRecord主题等，进一步增强了系统的透明度和可监控性。 #### 运行时配置 **配置方法**包括通用配置选项、发现配置、域配置等，旨在提供灵活的运行时配置能力。 **通用配置选项**覆盖了DCPS层和传输层的基本配置需求。 **发现配置**用于调整节点间的自动发现机制，包括动态发现和静态发现。 **传输配置**定义了数据在网络上传输的具体方式，包括传输协议的选择、安全性配置等。 #### 记录 **记录**提供了对系统运行状态的追踪和调试手段，包括DCPS层记录、传输层记录以及安全日志等。 #### opendds_idl **opendds_idl命令行选项**用于处理IDL文件，生成对应的C++源代码。 **使用IDL到C++11的映射**则进一步增强了代码生成的灵活性和兼容性。 #### DCPS信息存储库 **DCPS信息存储库选项**提供了对DCPS层信息存储库的配置能力，支持知识库联合会等功能。 **联邦管理**使得多个DCPS信息存储库能够协同工作，共享数据和资源。 #### Java绑定 **Java绑定**支持在Java环境中使用OPenDDS，提供了完整的IDL和代码生成工具链。 **设置一个OpenDDS Java Project**的步骤包括初始化参与者、注册数据类型、创建主题、创建发布者和订阅者等。 通过以上内容，我们可以看到OPenDDS不仅遵循DDS标准，还在此基础上提供了丰富的特性和高级功能，适用于各种复杂的实时数据交换场景。无论是从基础知识、API使用还是高级配置方面，都提供了详尽的指导和支持。