文章目录
- 0. 引言
- 1. 主要改进
- 2. Iceoryx2 的架构
- 3. C++示例代码
- 3.1 发布者示例（`publisher.cpp`）
- 3.2 订阅者示例（`subscriber.cpp`）
- 4. 机制比较
- 5. 架构比较
- 6. Iceoryx vs Iceoryx2
- 参考资料
0. 引言
Iceoryx2 是一个基于 Rust 实现的开源中间件，专为实现低延迟和零拷贝进程间通信而设计。相比其前身Iceoryx，Iceoryx2 在内存安全、并发处理、模块化设计以及多平台支持上进行了优化。
提前阅读:
- C++高性能通信：图形简述高性能中间件Iceoryx
- C++高性能通信：了解Iceoryx与零拷贝技术的实现与应用
- 详解高性能中间件Iceoryx在ROS2中的使用
1. 主要改进
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零拷贝通信：Iceoryx2 保留了零拷贝通信的特性，通过直接在进程间传递数据引用，极大减少了数据复制，从而提升了性能并降低了延迟。
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Rust 语言的引入：采用 Rust 语言后，Iceoryx2 提升了内存安全和并发安全性。Rust 的所有权和借用机制有效防止了数据竞争和其他常见的并发错误。
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模块化和扩展性：模块化设计允许单独替换或升级内部组件。
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跨平台支持：除了在 Linux 和 Windows 上的原生支持，Iceoryx2 还计划扩展到 Android、QNX 等多个平台。
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支持多种编程语言：Iceoryx2 不仅提供 C 和 C++ 的 API 绑定，还支持 Python 和其他编程语言。
2. Iceoryx2 的架构
以下是 Iceoryx2 的架构图，展示了主要应用模块、通信网关及支持的开发语言：
3. C++示例代码
以下是 Iceoryx2 的发布者和订阅者的示例代码：
3.1 发布者示例（publisher.cpp）
#include "iox/duration.hpp"
#include "iox/slice.hpp"
#include "iox2/node.hpp"
#include "iox2/sample_mut.hpp"
#include "iox2/service_name.hpp"
#include "iox2/service_type.hpp"
#include <cstdint>
#include <iostream>
#include <utility>
constexpr iox::units::Duration CYCLE_TIME = iox::units::Duration::fromSeconds(1);
auto main() -> int {
using namespace iox2;
auto node = NodeBuilder().create<ServiceType::Ipc>().expect("successful node creation");
auto service = node.service_builder(ServiceName::create("Service With Dynamic Data").expect("valid service name"))
.publish_subscribe<iox::Slice<uint8_t>>()
.open_or_create()
.expect("successful service creation/opening");
uint64_t worst_case_memory_size = 1024; // NOLINT
auto publisher = service.publisher_builder()
.max_slice_len(worst_case_memory_size)
.create()
.expect("successful publisher creation");
auto counter = 1;
while (node.wait(CYCLE_TIME).has_value()) {
counter += 1;
auto required_memory_size = (8 + counter) % 16; // NOLINT
auto sample = publisher.loan_slice_uninit(required_memory_size).expect("acquire sample");
sample.write_from_fn([&](auto byte_idx) { return (byte_idx + counter) % 255; }); // NOLINT
auto initialized_sample = assume_init(std::move(sample));
send(std::move(initialized_sample)).expect("send successful");
std::cout << "Send sample " << counter << "..." << std::endl;
}
std::cout << "exit" << std::endl;
return 0;
}
3.2 订阅者示例（subscriber.cpp）
#include "iox/duration.hpp"
#include "iox/slice.hpp"
#include "iox2/node.hpp"
#include "iox2/service_name.hpp"
#include "iox2/service_type.hpp"
#include <cstdint>
#include <iostream>
constexpr iox::units::Duration CYCLE_TIME = iox::units::Duration::fromSeconds(1);
auto main() -> int {
using namespace iox2;
auto node = NodeBuilder().create<ServiceType::Ipc>().expect("successful node creation");
auto service = node.service_builder(ServiceName::create("Service With Dynamic Data").expect("valid service name"))
.publish_subscribe<iox::Slice<uint8_t>>()
.open_or_create()
.expect("successful service creation/opening");
auto subscriber = service.subscriber_builder().create().expect("successful subscriber creation");
while (node.wait(CYCLE_TIME).has_value()) {
auto sample = subscriber.receive().expect("receive succeeds");
while (sample.has_value()) {
std::cout << "received " << sample->payload().size() << " bytes: ";
for (auto byte : sample->payload()) {
std::cout << std::hex << byte << " ";
}
std::cout << std::endl;
sample = subscriber.receive().expect("receive succeeds");
}
}
std::cout << "exit" << std::endl;
return 0;
}
4. 机制比较
5. 架构比较
6. Iceoryx vs Iceoryx2
| 特性 | Iceoryx | Iceoryx2 |
|---|---|---|
| 编程语言 | C++ | Rust |
| 是否支持真正的零拷贝数据传输 | 是 | 是 |
| 是否需要中央守护进程 | 是 | 否 |
| 消息传递模式 | 发布-订阅 | 发布-订阅 |
| 通知机制 | 轮询 | 事件 |
| 支持的平台 | Linux, Windows, macOS, FreeBSD, QNX, FreeRTOS | Linux, Windows, macOS, FreeBSD, Android）, QNX, FreeRTOS, VxWorks |
| 语言绑定 | C/C++ | Rust/C/C++/Python/Go/C#/Lua |
参考资料
Welcome to iceoryx2’s C / C++ documentation!
eclipse-iceoryx/iceoryx
eclipse-iceoryx/iceoryx2
