nanomsg高性能分布式通信库实战

于 2025-06-28 16:44:57 发布
阅读量844 收藏 18
点赞数 21
CC 4.0 BY-SA版权
分类专栏： Linux 文章标签： 分布式 nanomsg 通信库
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Psyduck_ing/article/details/148453377

🌟 关注「嵌入式软件客栈」公众号 🌟，解锁实战技巧！💻🚀

1. nanomsg

nanomsg是一个高性能Socket通信库，采用C语言开发，具有跨平台、低依赖、高扩展性和易用性的特点。它是ZeroMQ的精神继承者，由ZeroMQ的原始开发者Martin Sustrik设计，旨在解决分布式系统中的通信问题。

nanomsg提供了多种通信模式（也称为"可扩展性协议"），这些模式是构建分布式系统的基础框架。通过组合这些模式，可以构建出各种类型的分布式应用程序。

2. 通信模式详解

PAIR模式

PAIR模式提供简单的一对一通信。Client1只能同时连接Client2，通信时的send操作是非阻塞的，而recv操作是阻塞的，直到接收超时或收到对方发送的消息。

// PAIR模式服务端示例
#include <stdio.h>
#include <nanomsg/nn.h>
#include <nanomsg/pair.h>

int main() {
    int sock = nn_socket(AF_SP, NN_PAIR);
    nn_bind(sock, "tcp://127.0.0.1:5555");
    
    // 发送消息
    const char *msg = "Hello from PAIR server";
    int bytes = nn_send(sock, msg, strlen(msg), 0);
    printf("发送了 %d 字节\n", bytes);
    
    // 接收消息
    char buf[100];
    bytes = nn_recv(sock, buf, sizeof(buf), 0);
    printf("接收了 %d 字节: %.*s\n", bytes, bytes, buf);
    
    nn_close(sock);
    return 0;
}

BUS模式

BUS模式实现简单的多对多通信，消息会被发送到每个直接连接的对等点。

// BUS模式节点示例
#include <stdio.h>
#include <nanomsg/nn.h>
#include <nanomsg/bus.h>

int main(int argc, char **argv) {
    int sock = nn_socket(AF_SP, NN_BUS);
    
    // 根据命令行参数决定是绑定还是连接
    if (argc >= 2 && strcmp(argv[1], "bind") == 0) {
        nn_bind(sock, "tcp://127.0.0.1:5555");
    } else {
        nn_connect(sock, "tcp://127.0.0.1:5555");
    }
    
    // 发送消息
    char msg[100];
    sprintf(msg, "消息来自节点 %s", argv[0]);
    int bytes = nn_send(sock, msg, strlen(msg), 0);
    
    // 接收消息
    while (1) {
        char buf[100];
        int bytes = nn_recv(sock, buf, sizeof(buf), 0);
        printf("接收: %.*s\n", bytes, buf);
    }
    
    nn_close(sock);
    return 0;
}

REQREP模式

REQREP模式允许构建无状态服务集群来处理用户请求。每个请求都需要一个响应，类似于HTTP协议的一问一答模式。

// REQREP服务端示例
#include <stdio.h>
#include <nanomsg/nn.h>
#include <nanomsg/reqrep.h>

int main() {
    int sock = nn_socket(AF_SP, NN_REP);
    nn_bind(sock, "tcp://127.0.0.1:5556");
    
    while (1) {
        // 接收请求
        char buf[100];
        int bytes = nn_recv(sock, buf, sizeof(buf), 0);
        printf("收到请求: %.*s\n", bytes, buf);
        
        // 发送响应
        const char *response = "请求已处理";
        nn_send(sock, response, strlen(response), 0);
    }
    
    nn_close(sock);
    return 0;
}

PUBSUB模式

PUBSUB模式实现了发布者向订阅者推送消息的功能。只有订阅了特定主题的订阅者才能收到该主题的消息。

// PUBSUB发布者示例
#include <stdio.h>
#include <nanomsg/nn.h>
#include <nanomsg/pubsub.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    int sock = nn_socket(AF_SP, NN_PUB);
    nn_bind(sock, "tcp://127.0.0.1:5557");
    
    int i = 0;
    while (1) {
        char msg[100];
        sprintf(msg, "天气预报 %d: 今天晴天", i++);
        int bytes = nn_send(sock, msg, strlen(msg), 0);
        printf("发布: %s\n", msg);
        sleep(1);
    }
    
    nn_close(sock);
    return 0;
}

PIPELINE模式

PIPELINE模式用于汇总来自多个来源的消息，并在多个目的点之间进行负载平衡。在这种模式下，节点只能发送或只能接收。

// PIPELINE发送端示例
#include <stdio.h>
#include <nanomsg/nn.h>
#include <nanomsg/pipeline.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    int sock = nn_socket(AF_SP, NN_PUSH);
    nn_connect(sock, "tcp://127.0.0.1:5558");
    
    int i = 0;
    while (1) {
        char msg[100];
        sprintf(msg, "任务 %d", i++);
        int bytes = nn_send(sock, msg, strlen(msg), 0);
        printf("发送任务: %s\n", msg);
        sleep(1);
    }
    
    nn_close(sock);
    return 0;
}

SURVEY模式

SURVEY模式允许一次查询多个应用程序的状态，适用于服务发现和投票算法。

// SURVEY发起者示例
#include <stdio.h>
#include <nanomsg/nn.h>
#include <nanomsg/survey.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    int sock = nn_socket(AF_SP, NN_SURVEYOR);
    nn_bind(sock, "tcp://127.0.0.1:5559");
    
    // 设置调查超时时间
    int timeout = 1000;
    nn_setsockopt(sock, NN_SOL_SOCKET, NN_RCVTIMEO, &timeout, sizeof(timeout));
    
    while (1) {
        // 发送调查
        const char *survey = "系统状态?";
        nn_send(sock, survey, strlen(survey), 0);
        printf("发送调查: %s\n", survey);
        
        // 接收响应
        while (1) {
            char buf[100];
            int bytes = nn_recv(sock, buf, sizeof(buf), 0);
            if (bytes < 0) break;
            printf("收到响应: %.*s\n", bytes, buf);
        }
        
        sleep(5);
    }
    
    nn_close(sock);
    return 0;
}

3. 支持的传输机制

nanomsg支持多种传输机制：

名称说明
INPROC进程内传输，用于线程或模块间通信
IPC单机上的进程间传输
TCP通过TCP实现的网络传输

4. 安装与环境配置

在Linux上安装

# 安装依赖
sudo apt-get install build-essential cmake

# 下载并编译nanomsg
git clone https://github.com/nanomsg/nanomsg.git
cd nanomsg
mkdir build
cd build
cmake ..
cmake --build .
sudo cmake --build . --target install
sudo ldconfig

在Windows上安装

Windows用户可以使用Visual Studio和CMake进行编译，或者直接下载预编译的二进制文件。

5. 代码实战案例

完整的C语言客户端/服务器示例

以下是使用REQREP模式的完整示例，包括服务器和客户端：

服务器端代码 (server.c):

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <nanomsg/nn.h>
#include <nanomsg/reqrep.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    int sock = nn_socket(AF_SP, NN_REP);
    if (sock < 0) {
        fprintf(stderr, "创建套接字失败: %s\n", nn_strerror(nn_errno()));
        return 1;
    }
    
    int endpoint = nn_bind(sock, "tcp://127.0.0.1:8000");
    if (endpoint < 0) {
        fprintf(stderr, "绑定失败: %s\n", nn_strerror(nn_errno()));
        nn_close(sock);
        return 1;
    }
    
    printf("服务器已启动，等待请求...\n");
    
    while (1) {
        char *buf = NULL;
        int bytes = nn_recv(sock, &buf, NN_MSG, 0);
        if (bytes < 0) {
            fprintf(stderr, "接收失败: %s\n", nn_strerror(nn_errno()));
            continue;
        }
        
        printf("收到请求: %.*s\n", bytes, buf);
        
        // 处理请求
        char response[256];
        sprintf(response, "响应: 已处理 '%.*s'", bytes, buf);
        nn_freemsg(buf);
        
        bytes = nn_send(sock, response, strlen(response), 0);
        if (bytes < 0) {
            fprintf(stderr, "发送失败: %s\n", nn_strerror(nn_errno()));
        } else {
            printf("已发送响应: %s\n", response);
        }
    }
    
    nn_close(sock);
    return 0;
}

客户端代码 (client.c):

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <nanomsg/nn.h>
#include <nanomsg/reqrep.h>

int main(int argc, char **argv) {
    if (argc < 2) {
        printf("用法: %s <请求内容>\n", argv[0]);
        return 1;
    }
    
    int sock = nn_socket(AF_SP, NN_REQ);
    if (sock < 0) {
        fprintf(stderr, "创建套接字失败: %s\n", nn_strerror(nn_errno()));
        return 1;
    }
    
    int endpoint = nn_connect(sock, "tcp://127.0.0.1:8000");
    if (endpoint < 0) {
        fprintf(stderr, "连接失败: %s\n", nn_strerror(nn_errno()));
        nn_close(sock);
        return 1;
    }
    
    // 发送请求
    int bytes = nn_send(sock, argv[1], strlen(argv[1]), 0);
    if (bytes < 0) {
        fprintf(stderr, "发送失败: %s\n", nn_strerror(nn_errno()));
        nn_close(sock);
        return 1;
    }
    
    printf("已发送请求: %s\n", argv[1]);
    
    // 接收响应
    char *buf = NULL;
    bytes = nn_recv(sock, &buf, NN_MSG, 0);
    if (bytes < 0) {
        fprintf(stderr, "接收失败: %s\n", nn_strerror(nn_errno()));
    } else {
        printf("收到响应: %.*s\n", bytes, buf);
        nn_freemsg(buf);
    }
    
    nn_close(sock);
    return 0;
}

编译和运行

# 编译服务器
gcc -o server server.c -lnanomsg

# 编译客户端
gcc -o client client.c -lnanomsg

# 运行服务器
./server &

# 运行客户端发送请求
./client "你好，世界"

6. 与其他通信库的对比

特性nanomsgZeroMQRabbitMQ
语言CC++Erlang
协议原生支持多种模式原生支持多种模式AMQP
许可证MITLGPL/MPLMozilla
复杂度低中高
性能高高中
依赖极少较少较多
内部通信支持支持不支持

7. 总结与应用场景

nanomsg作为一款高性能通信库，非常适合以下场景：

  1. 需要高性能、低延迟通信的分布式系统
  2. 微服务架构中的服务间通信
  3. 实时数据处理和流处理
  4. 需要多种通信模式的复杂系统
  5. 嵌入式设备和IoT应用

nanomsg结合了简单易用的API和灵活多变的通信模式，是构建现代分布式系统的理想选择。其轻量级特性和高性能使其在众多通信库中脱颖而出。

关注 嵌入式软件客栈 公众号，获取更多内容
在这里插入图片描述

nanomsg: 简单高效的网络消息通信库
gitblog_00066的博客
03-16 1946
nanomsg: 简单高效的网络消息通信库 是一个轻量级、高性能的跨平台网络消息通信库，它提供了多种协议，支持点对点通信、发布/订阅模式、请求/应答模式等多种通讯方式。 项目简介 nanomsg 的目标是提供简单易用的接口，用于构建分布式系统中的各种组件之间的通信。它将复杂的网络通信协议进行了抽象和封装，使得开发者只需要关注业务逻辑，而不需要关心底层网络通信细节。 目前，nanomsg 支持以下几...
mongos、nanomsg、zeroMQ简述和go-mongos使用实例
逍遥游的博客
07-14 2532
mongos、nanomsg、zeroMQ简述和go-mongos使用实例 文章目录mongos、nanomsg、zeroMQ简述和go-mongos使用实例1. mongos、nanomsg简述2. zeroMQ、nanomsg和可扩展协议PAIR（双向通信）REQREP（客户端请求、服务器回复）PIPELINE（单向数据流）BUS（多对多通信）PUBSUB（主题广播）SURVEY（向小组提问）3. mongos及实例 1. mongos、nanomsg简述 来自：https://cloud.tence
第三方库介绍——nanomsg(高性能通信库)
NRWHF的博客
06-19 1万+
高性能通信库——nanomsg（含交叉编译）
Linux 使用nanomsg库进行进程间通信
weixin_45715405的博客
05-13 1389
server：创建一个pair模式的socket，然后将socket设置为非阻塞，将这个套接字加入到nn_poll中进行事假监控，当有事件来时，调用对应的回调函数，进行数据收发。nanomsg是一个消息通信组件，主要通过c语言进行编写的，使用宽松的MIT许可开源，小、轻、快，非常方便。可以使用json数据格式进行，通信，本项目就是使用json进行通信使用cjson库。1、pull/push 单向管道推送模式。3、pair 端对端双向通信模式。4、req/res模型，收发模式。
Nanomsg是现代消息传递库，它是ZeroMQ的后继者-Rust开发
05-27
Nanomsg文档Nanomsg是现代消息传递库，它是MartinSustrik及其同事用C语言编写的ZeroMQ的后继程序。 nanoms Nanomsg文档Nanomsg是现代消息传递库，它是ZeroMQ的后继程序，由Martin Sustrik及其同事用C语言编写。 nanomsg库已获得MIT / X11许可。 “ nanomsg”是250bpm sro的商标http://nanomsg.org/ https://github.com/nanomsg/nanomsg要求Nanomsg 1.1.4安装nanomsg：make deps安装[依赖项] nanomsg =“ 0.7.2”导入板条箱以使用它：extern crate nanomsg; 创建一个套接字
nanomsg
Edsam--活到老学到老，掌握核心技术，做好产品服务！
07-29 1337
nanomsg是一个socket library，它提供了几种常见的通信模式，为了能使网络层快速、可扩展并且能易于使用。用C实现，且适用于广泛的操作系统，几乎不需要依赖。这里的通信模式（也称为“可扩展性协议”）是构建分布式系统的基本框架。通过组合它们，可以创建广泛的分布式应用程序。 接收： #include <stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include <assert.h> #inclu
About Nanomsg
Fliex2013的博客
12-21 636
Nanomsgnamomsg是一种提供多种常用通信模式的套接字库。它可以使网络通信变得更快，可扩展，并且还很容易使用。namomsg是用c语言实现的，所以可以在多种操作系统上使用，对操作系统没有特殊的要求。通信模式也被称为扩展性协议，是构建分布式系统的基础模块。通过链接它们，你可以创建一系列的分布式应用。目前，namomsg只支持下列的扩展性协议： * PAIR - 简单的一对一的通信协议； *
Nanomsg：高性能的消息传递库在嵌入式开发中跨进程、跨设备、分布式系统的应用
最新发布
科技改变人类，技术成就未来
08-05 1225
在嵌入式开发中，可靠的消息传递和通信机制是至关重要的。随着嵌入式系统变得越来越复杂，高效的通信协议和库变得尤为重要。Nanomsg 是一个高性能的消息传递库，它为开发者提供了简单而强大的工具来实现分布式系统中的通信。在这篇博客中，我们将探讨 Nanomsg 在嵌入式开发中的应用。
nng数据序列化实战：优化通信性能的最佳数据格式选择
通过对nng序列化基础、核心组件、性能考量、实战应用、高级技巧以及工具与库的使用等方面的详细解析，本文揭示了nng序列化在消息队列、分布式系统、物联网通信中的应用优势和效率提升策略。同时，本文也对nng序列化...
nng实战开发手册：打造你的高效可扩展通信服务
![nng实战开发手册：打造你的高效可扩展通信服务]...在分布式通信架构设计方面，讨论了负载均衡、微服务架构
nanomsg：nanomsg库
02-21
欢迎来到nanomsg nanomsg库是几个“可伸缩性协议”的简单高性能实现。 这些可伸缩性协议是轻量级消息传递协议，可用于解决许多非常常见的消息传递模式，例如请求/答复，发布/订阅，调查员/响应者等。 这些协议可以运行在各种传输方式上，例如TCP，UNIX套接字，甚至是WebSocket。 有关更多信息，请。 先决条件 视窗。 Windows Vista或更高版本（不支持Windows XP和2003） Microsoft Visual Studio 2010（包括C ++）或更高版本，或mingw-w64。 （特别是不支持mingw和较早的Microsoft编译器，并且我们根本不测试mingw-w64，因此YMMV。） CMake 2.8.7或更高版本，在$ PATH中作为cmake POSIX（Linux，MacOS X，UNIX） 支持C89的ANSI C编译器 P
nanomsg-1.15.zip
08-03
visual studio 2019编译的nanomsg-1.15的64位库文件 nanomsg.dll和nanomsg.lib。
nanomsg 消息队列
03-17
nanomsg消息队列技术的一些说明，包括编译过程，编译过程中可能遇到的问题解决方法，以及后续各种类型消息的使用注意事项等。
Nanomsg 代码分析
07-25
目录 一、nanomsg 简单介绍 1 1.1、概述 1 1.2、信息发送模式 2 1.3、网络通信协议 4 1.4、对外暴露的接口api 4 二、nanomsg 模块分析 5 2.1、接口 7 2.2、各大模块分析 7 2.2.1、utils 7 2.2.1、transports 8 2.2.1、protocols 8 2.2.1、core 9 2.2.1、aio 10 2.2.1、device 11 三、数据结构分析 11 四、模块状态分析 13 五、测试用例 15 六、代码详细分析 19 七、简单的个人感想 19 八、参考 20
分布式系统(Distributed System)资料
尹成的技术博客
05-26 5191
分布式系统(Distributed System)资料《Reconfigurable Distributed Storage for Dynamic Networks》介绍:这是一篇介绍在动态网络里面实现分布式系统重构的paper.论文的作者(导师)是MIT读博的时候是做分布式系统的研究的,现在在NUS带学生,不仅仅是分布式系统,还有无线网络.如果感兴趣可以去他的主页了解.《Distributed...
跨平台TCP_IP通信方案：VB .NET实践与比较
随着技术发展，跨平台TCP/IP通信变得越来越重要，VB .NET作为一种编程语言，在实现跨平台网络通信方面具有独特的优势。本文首先介绍了TCP/IP通信的基础知识以及在VB .NET环境中的编程基础，包括Socket类的使用和异步...
一文入门Nanomsg通信库
空名的博客——云深知处
06-27 4286
详细介绍了Nanomsg通信库，一文便可入门
nanomsg使用
热门推荐
章志强的专栏
12-14 2万+
nanomsg是一个消息通信组件 - zeromq的作者之一用C语言重写的通信框架， 使用宽松的MIT许可开源，小、轻、快，非常方便，介绍我就不多写了，下面我具体的讲用法，用了你就知道是怎么回事。 pull/push 单向管道推送模式 push/pull套接字结合使用可实现消息队列的扇出模式， 这是一个1对多的模式，服务端不能有多个，但客户端可以多个。 官网上给的这个图是1对1的，...
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

Psyduck_ing

你的鼓励将是我创作的最大动力

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付：¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足，请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值