Fast-RTPS（Fast Real-Time Publish-Subscribe） 是 eProsima 公司开发的一款开源 DDS（Data Distribution Service）中间件，遵循 OMG DDS 标准，专为实时系统设计，广泛应用于自动驾驶、机器人、工业控制等领域。
1. Fast-RTPS 核心特性
- 实时性：低延迟、高吞吐，适合硬实时（Hard Real-Time）系统。
- 零拷贝（Zero-Copy）：通过共享内存减少数据复制开销。
- 多平台支持：Linux、Windows、macOS 及嵌入式系统（如 QNX、VxWorks）。
- 多种传输协议：支持 UDP/TCP/共享内存/自定义传输。
- 动态发现机制：节点自动发现与匹配。
2. Fast-RTPS vs DDS 生态
| 工具 | 特点 |
|---|---|
| Fast-RTPS | C++实现，轻量级，ROS2默认中间件 |
| OpenDDS | Java/C++实现，由OCI维护 |
| RTI Connext DDS | 商业版，功能最全但闭源 |
| Cyclone DDS | Eclipse基金会项目，强调安全性和可扩展性 |
3. Fast-RTPS 核心概念
(1) DomainParticipant
管理通信域内的所有实体（Publisher/Subscriber）。
DomainParticipant* participant = DomainParticipantFactory::get_instance()->create_participant(0);
(2) Topic
定义数据传输的主题和数据类型（需IDL生成代码）。
// Example.idl
struct SensorData {
long id;
float value;
};
(3) Publisher & Subscriber
Publisher* publisher = participant->create_publisher(PUBLISHER_QOS_DEFAULT);
Subscriber* subscriber = participant->create_subscriber(SUBSCRIBER_QOS_DEFAULT);
(4) DataWriter & DataReader
DataWriter* writer = publisher->create_datawriter(topic, DATAWRITER_QOS_DEFAULT);
DataReader* reader = subscriber->create_datareader(topic, DATAREADER_QOS_DEFAULT);
4. QoS（Quality of Service）配置
Fast-RTPS 通过 QoS 策略控制通信行为：
RELIABILITY：BEST_EFFORT（默认）或RELIABLE（确保数据到达）。DURABILITY：是否保留历史数据（如VOLATILE/TRANSIENT_LOCAL）。DEADLINE：设置数据发布的截止时间。
示例：
eprosima::fastrtps::ReliabilityQosPolicy reliability;
reliability.kind = RELIABLE_RELIABILITY_QOS;
5. ROS2 中的 Fast-RTPS
ROS2 默认使用 Fast-RTPS（可通过 RMW_IMPLEMENTATION=rmw_fastrtps_cpp 指定）。
关键配置：
export RMW_IMPLEMENTATION=rmw_fastrtps_cpp
ros2 run demo_nodes_cpp talker
6. 性能优化建议
- 调整缓冲区大小：避免因网络抖动导致丢包。
- 使用共享内存传输：同一主机内通信时启用。
<transport_descriptors> <shared_memory transport_id="SharedMemoryTransport"/> </transport_descriptors> - 选择合适序列化方式：如 CDR (Common Data Representation)。
7. 常见问题
- ❌ Discovery失败 → 检查防火墙或 Multicast 配置。
- ❌ 高延迟 → 调整 QoS 或切换传输协议（如改用 UDP）。
如果需要更深入的代码示例或应用场景分析，可以进一步探讨！
内容由零声教学AI助手提供，问题来源于学员提问
