【Linux】nanomsg高性能通信库的简单实用分享

Linux

发布日期: 2021-10-04

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前言

上次的推文实用 | 分享几个非常实用的开源项目中有提到过nanomsg，正好最近的工作中也有用到nanomsg，本篇推文来简单分享一下nanomsg的基本使用。

nanomsg简介

nanomsg是一个实现了几种 可扩展协议 的高性能通信库；可扩展协议的任务是定义多个应用系统如何通信，从而组成一个大的分布式系统。

下载链接：

https://github.com/gaobaoru/nanomsg/

当前版本nanomsg支持以下协议：

配对模式：简单的一对一的通信；
总线模式：简单的多对多的通信；
请求/回复模式：支持组建大规模的集群服务来处理用户请求；
扇入模式：支持从多个源聚合请求消息；
扇出模式：支持分配到多个节点以支持负载均衡；
调查模式：允许在一个单一的请求里检查多个应用的状态；

可扩展协议是在网络通信协议之上实现的，当前版本nanomsg支持以下几种传输机制：

INPROC：单进程内通信；
IPC：单机内多进程的通信；
TCP：通过tcp协议的网络通信；

nanomsg用c实现，不依赖系统特性，所以支持多个操作系统。

nanomsg编译/交叉编译

按照上面的链接下载后得到：

首先创建一个build文件夹用于管理我们编译所需、编译生成的一些文件。

这里，我们演示编译/交叉编译，首先在build目录下分别创建如下两个文件夹存放我们待会编译得到的x86_lib、arm_lib：

然后在build路径下根据自己的需要输入如下命令生成Makefile、进行编译/交叉编译、测试：

1、编译

① cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$PWD/nanomsg_x86_lib
② cmake --build .
③ ctest .
④ sudo cmake --build . --target install
⑤ sudo ldconfig

① ：/usr/local/ 是默认安装到的根目录,可以通过修改 CMAKE_INSTALL_PREFIX 变量的值来指定这些文件应该拷贝到哪个目录，这里我们指定到当前目录的nanomsg_x86_lib目录。

② ：编译。

③ ：测试。CMake 提供了一个称为 CTest 的测试工具，nanomsg项目根目录的 CMakeLists 文件中调用了 add_test 命令进行测试。

④ ：安装。把编译生成的库及相关头文件安装到nanomsg_x86_lib目录中。

⑤ ：让生成的nanomsg动态链接库为系统所共享。ldconfig是一个动态链接库管理命令，其目的为了让动态链接库为系统所共享。

查看生成的动态库是否是x86架构的：

2、交叉编译

在nanomsg根目录下的CMakeLists.txt文件里加上交叉编译器设置：

然后输入如下命令：

① cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$PWD/nanomsg_arm_lib
② cmake --build .
③ sudo cmake --build . --target install
④ sudo ldconfig

与上面的编译x86的nanomsg 库的步骤差不多，这里把测试的指令 ctest . 去掉了，因为生成的可执行文件是arm架构的，所以直接运行测试会出错。

查看生成的动态库是否是arm架构的：

nanomsg使用例子

nanomsg可用于多线程、多进程、多机通信。nanomsg是一个socket library，所以其应用接口与标准的socket接口差不多，只是多了前缀 nn_ ，如nn_socket、nn_close、nn_send、nn_recv等。关于socket可查阅往期笔记：socket编程笔记

下面演示进程间通信的client-server的例子，以下测试代码主要实现的是client-server进行收发测试。

nanomsg_server.c：

/* 微信公众号：嵌入式大杂烩 */
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <nanomsg/pair.h>
#include <nanomsg/bus.h>
#include <nanomsg/nn.h>

#define BUF_LEN  100

char *url = "tcp://127.0.0.1:2021";

int main(void)
{
	int server_sock = 0;
	char buf[BUF_LEN] = {0};

	if (server_sock = nn_socket (AF_SP, NN_PAIR) < 0)
	{
		printf("create server socket failed!\n");
		return -1;
	}
	
	if (nn_bind(server_sock, url) < 0) 
	{
		printf("bind server sock failed!\r\n");
		nn_close(server_sock);
		return -1;
	}
	printf("server init success!\n");

	while (1)
	{
		if (nn_recv(server_sock, buf, sizeof(buf), 0) < 0) 
		{
			printf("recv failed!\n");
			nn_close(server_sock);
			exit(EXIT_FAILURE);
		}
		else
		{
			printf("recieve client msg: %s\r\n", buf);
			if (nn_send(server_sock, buf, sizeof(buf), 0) < 0)
			{
				printf("send failed!\r\n");
				nn_close(server_sock);
				exit(EXIT_FAILURE);
			}
		}
	}

	nn_close(server_sock);

	return 0;
}

nanomsg_client.c：

/* 微信公众号：嵌入式大杂烩 */
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <nanomsg/pair.h>
#include <nanomsg/bus.h>
#include <nanomsg/nn.h>

#define BUF_LEN  100

char *url = "tcp://127.0.0.1:2021";

int main(void)
{
	int client_sock = 0;
	char buf[BUF_LEN] = {0};

	if (client_sock = nn_socket (AF_SP, NN_PAIR) < 0)
	{
		printf("create server socket failed!\n");
		return -1;
	}

	if (nn_connect(client_sock, url) < 0) 
	{
		printf("connect server sock failed!\r\n");
		nn_close(client_sock);
		return -1;
	}

	printf("client init success!\n");

	while (1)
	{
        scanf("%s", buf);
		if (nn_send(client_sock, buf, sizeof(buf), 0) < 0)
		{
			printf("send failed!\r\n");
			nn_close(client_sock);
		}

        memset(buf, 0, BUF_LEN);   

		if (nn_recv(client_sock, buf, sizeof(buf), 0) > 0) 
		{
			printf("recieve server msg: %s\r\n", buf);
		}
        memset(buf, 0, BUF_LEN);   
	}

	nn_close(client_sock);

	return 0;
}

编译：

gcc nanomsg_server.c -o nanomsg_server -I /home/book/git_clone/nanomsg/build/nanomsg_x86_lib/include -L /home/book/git_clone/nanomsg/build/nanomsg_x86_lib/lib -lnanomsg
gcc nanomsg_client.c -o nanomsg_client -I /home/book/git_clone/nanomsg/build/nanomsg_x86_lib/include -L /home/book/git_clone/nanomsg/build/nanomsg_x86_lib/lib -lnanomsg