实用 | 一个高性能通信库的简单使用分享

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支持一下网络协议：

• 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的到：

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笔记】TCP、UDP通信总结

【socket应用】基于C语言的天气客户端的实现

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：

#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：

#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

• -I xxx：指定头文件路径。

• -L xxx：指定库路径。

• -lnanomsg：链接动态库nanomsg.so。

运行测试：

运行可能会出现如下错误：

不能找到共享库文件libtest_d.so，加载失败。因为一般情况下Linux会在/usr/lib路径中搜索需要用到的库，而libtest_d.so库并不在这个路径下。

解决方法有两种：一种就是把这个文件拷贝至/usr/lib路径下，但是一般不允许这样做，一般用户也不允许往这个路径里拷贝东西。另一种就是把当前路径增加为动态库的搜索路径，命令如：

export LD_LIBRARY_PATH=/home/book/git_clone/nanomsg/build/nanomsg_x86_lib/lib:$LD_LIBRARY_PATH

然后继续运行：

可见，收发测试成功。以上就是本次关于nanomsg的简单使用分享，希望能对大家有帮助。

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