VS C++ 实现发布订阅模式（Publish/Subscribe）——基于旧版PX4 uORB模式

最新推荐文章于 2025-06-02 08:37:45 发布

AL.CK

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分类专栏：编译飞控文章标签： c++ 多线程

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/linkcian/article/details/112916420

源码已经上传至我的 [Gitee](https://gitee.com/ascloudwalker)，可用如下代码下载：
git clone https://gitee.com/ascloudwalker/c-publish--subscribe.git

- 前言

最近接触到一些工程上的代码，使用全局变量或者函数指针的方式进行数据传递，在某些时候不是很方便：

通过函数一层一层传递数据很麻烦；
修改全局变量不可控；

此时，我想起了PX4的uORB(Micro Object Request Broker,微对象请求代理器)。

- 原理

uORB本质上是一种发布订阅模式，什么是发布订阅模式？发布订阅模式：假设存在老师T(teacher),黑板B(blackboard),同学S(student).老师T每隔一个时间t1就去黑板B上发布一则通知，学生S每隔一段时间就去看（订阅）黑板上以下老师发布了什么消息。当然，这是最简单的模式，实际应用中实现还有很多附加功能，比如说：实际实现中，学生并不会先去看黑板上的内容，他可能通过某种机制先检查黑板上的内容是否更新，如果没更新就没有必要去看，如果更新了就去看看写了什么。又比如多个老师都可以在黑板上发布消息，也可以有多个同学去查看黑板发布了什么，当然也会有多块黑板。
在这里插入图片描述
以上是一种通俗的说法，通俗的优点是好理解，缺点是显得Low。如果想要显得更加专业，请参考以下文章。

再好的想法，只有实现了才能发挥作用，我开始查找现成的源码。

首先，PX4的uORB、ROS等成熟的代码中都有该功能，优点是代码完善、功能齐全、结构完备；缺点是繁杂，不适合初学者理解，就算是看明白了也记不住；
其次，网上一些单独的所谓发布订阅模式实现，与我所想的有些差别。

我决定，将uORB中最基本的架构抽离出来，使用Visual Studio C++实现。首先列出参考资源以示尊敬：

- 实现

干饭人干饭魂，干完代码干工程，我想实现最简单的功能，构建四个线程：

1.  主线程：1000ms/1HZ,打印主线程运行次数； 
2.  线程：50ms/20HZ，发布一次更新数据；
3.  线程1：100ms/10HZ,订阅数据并打印；
4.  线程2：100ms/10HZ,订阅数据并打印

实现方法，当前的PX4版本，uORB的封装更好，代码结构更加简洁，但是不便于提取结构，本文主要参考了zarathustr /uORB提取出来的一个可移植版本，并在其基础上构建了Visual C++工程：

> step1: 构建黑板

// uORB.h
/// 这相当于定义黑板的基本结构
struct Data {
   
   
	void	*data = nullptr;
	bool	published = false;
};

extern Data *topic_data[1];

// pubsub.cpp
/// 实例化黑板，需要发布多少个主题（topic），就需要实例化多少黑板
const int total_uorb_num = 1;
Data *topic_data[total_uorb_num];

// pubsub.cpp
/// 对象请求代理器初始化,主要是因为结构体指针必须初始化，可以通过断点运行查看该步骤的作用
void orbInit(void)
{
   
   
	for (int i = 0; i < total_uorb_num; ++i)
	{
   <

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