Fast RTPS原理与代码分析(2)：动态发现协议之参与者发现协议PDP

按照RTPS协议中描述的，动态发现协议包含PDP（参与者发现协议）和EDP（端点发现协议）两种协议。

不论是发布端还是订阅端程序，创建域参与者时，都会默认创建8个内置端点：

1. 参与者发现协议PDP，2个端点分别为SPDPWriter和SPDPReader，这两个端点的作用是被用来发送和接收参与者信息数据。

2. 端点发现协议EDP，4个端点分别为SEDPPubWriter、SEDPPubReader、SEDPSubWriter、SEDPSubReader。这个四个端点被用来发送和接收用户端点(UserWriter，UserReader)信息数据。

3. 写入者活跃性协议WLP(WriterLivelinessProtocol)，2个端点分别为builtinRTPSParticipantMEssageWriter和builtinRTPSParticipantMEssageReader。

发布端和订阅端这个8个端点的消息交互如图2-1所示，双向实线箭头表示端点之间消息交互。

图2-1 端点消息交互图

图2-1中UserWriter和UserReader不属于内置端点，暂时称为用户端点（该端点是真正被用户用来，发送和接收用户数据的端点）。可以看出图2-1 中端点之间消息交互都是一一对应的，即一个Writer端点对应一个Reader端点。

发布端和订阅端通过动态发现协议完成匹配的过程如图2-2所示

图2-2 发布端和订阅端匹配流程

下面通过先在一台PC上运行HelloworldExample订阅端，再在另外一台PC上运行HelloworldExample发布端，截取通信的码流，来详细分析发布端和订阅端的完成匹配的交互流程。

如下图所示，图2-3：

No.70~No.74的码流，属于内置端点SPDPWriter和SPDPReader之间传递的消息。DATA（p)子消息携带的是参与者信息的数据。该子消息的作用就是通知其他参与者，本参与者已上线。对应图2-2中的步骤①。属于参与者发现阶段。

No.75~No.109的码流，属于EDP（SEDPPubWriter、SEDPPubReader、SEDPSubWriter、SEDPSubReader）、WLP（builtinRTPSParticipantMEssageWriter、builtinRTPSParticipantMEssageReader）内置端点之间传递的消息。其中，EDP内置端点产生的消息码流，完成的是传递用户端点信息数据，使得用户端点互相发现对方，完成匹配。对应图2-2中的步骤②，③，④。属于端点发现阶段。

图2-3 发布端和订阅端匹配完整码流

下面是结合wireshark码流和代码的详细解析，先看PDP，下一章解析EDP。

PDP

图2-3 红色方框部分 DATA(p)子消息包含参与者信息的数据。可以发现该消息是通过组播发送的（目的ip地址都是239.255.0.1）。该数据不仅在发布端/订阅端匹配的时候会被发送，而且发布端/订阅端都会启动一个定时器，每隔40秒重发一次各自的参与者信息数据。

定时器默认参数设置

参与者信息数据发送定时器

图2-3中红色方框标记的部分有5条PDP消息，其中发布端（192.168.1.7）发送3条，订阅端（192.168.1.169）发送2条。

图2-4 PDP交互时序图

图2-4 中PDP消息发送的时序对应图2-3 中的码流顺序。70，73，74是发布端发送的3次PDP消息，71，72是订阅端发送的2次PDP消息。实际上发布端和订阅端发送的PDP消息次数是一样的，各发送3次PDP消息，发送PDP消息的流程也是一样的。

由于笔者是在订阅端运行后，才运行的wireshark，所以订阅端发送的第一条PDP消息，没有被wireshark捕获。

另外，图2-4中的发布端和订阅端PDP消息交互时序，受网络环境和系统影响，每次测试，捕获的PDP消息交互时序可能不一样。但是发布端和订阅端的PDP消息流程是一致的。

下面以发布端为例，列出70，73，74消息发送的对应的源码具体位置。

70：该消息是在创建参与者时，初始化内置协议完成后发送。源码位置如下：

 对应的调用堆栈：

 73：该消息是在发布端收到订阅端的PDP消息的时候，立刻又发送了一次PDP消息。 源码如下：

 对应的调用堆栈：

74：该消息是在发布端收到订阅端的PDP消息时，SPDPWriter完成匹配一个远端的SPDPReader，这时唤醒异步写线程，发送自己的历史数据（即PDP消息）。需要说明一点，PDP消息存放在SPDPWriter的历史缓存中，由SPDPWriter负责发送。

唤醒异步写线程，代码如下： 

调用堆栈：

异步写线程类在线程中回调SPDPWriter的send_any_unsent_changes()函数发送PDP消息。异步线程代码如下： 

订阅端发送PDP消息的流程和发布端一致。这里不再详述。