如何在Windows 10上使用VS2017编译和运行使用Boost.Interprocess和gRPC的进程间通信Demo

admin

如何在Windows 10上使用VS2017编译和运行使用Boost.Interprocess和gRPC的进程间通信Demo

本文将详细介绍如何在Windows 10上从源码编译Boost 1.67.0和gRPC，并编译运行一个使用共享内存、互斥锁、条件变量、信号量、分配器、循环队列、智能指针等技术进行进程间通信的Demo。

1. 环境准备

在开始之前，请确保已在系统中安装以下工具：

Visual Studio 2017（安装时选择C++开发工作负载）
CMake（用于构建gRPC）
Git（用于克隆源码仓库）

2. 下载并编译Boost 1.67.0

Boost库是一个包含众多C++库的集合，我们将从源码编译Boost 1.67.0库，并使用它来进行共享内存管理。

2.1 下载Boost 1.67.0源码

使用Git从官方仓库下载Boost 1.67.0源码：

git clone --branch boost-1.67.0 --recursive https://github.com/boostorg/boost.git
cd boost

2.2 配置并编译Boost 1.67.0

在编译Boost之前，需要配置构建环境。在VS2017的x64 Native Tools Command Prompt中执行以下命令：

bootstrap.bat

接下来，编译Boost库并安装。你可以选择编译Release和Debug版本：

b2 variant=release,debug link=static runtime-link=static threading=multi address-model=64 install

编译时间可能较长，取决于你的系统性能。

3. 下载并编译gRPC

gRPC是一个高性能、通用的开源RPC框架，支持多种编程语言。我们将从源码编译gRPC，并使用它来实现进程间的RPC通信。

3.1 下载gRPC源码

使用Git从官方仓库下载gRPC源码及其依赖：

git clone --recurse-submodules -b v1.56.0 https://github.com/grpc/grpc
cd grpc

3.2 使用CMake生成Visual Studio项目

在VS2017的x64 Native Tools Command Prompt中，使用CMake生成VS项目文件：

mkdir -p cmake/build
cd cmake/build
cmake -G "Visual Studio 15 2017 Win64" ../..

3.3 编译并安装gRPC

打开生成的grpc.sln文件，用Visual Studio 2017打开并编译Release和Debug版本：

在Visual Studio中，选择"Release"配置，并生成解决方案。
切换到"Debug"配置，并生成解决方案。

生成完成后，gRPC和其依赖项（包括Protobuf）将被编译。

4. 编写并编译Demo

在准备好Boost 1.67.0和gRPC后，我们可以开始编写并编译使用这些库的进程间通信Demo。

4.1 编写共享内存通信代码

Producer.cpp:

#include <boost/interprocess/managed_shared_memory.hpp>
#include <boost/interprocess/allocators/allocator.hpp>
#include <boost/interprocess/containers/deque.hpp>
#include <boost/interprocess/sync/interprocess_mutex.hpp>
#include <boost/interprocess/sync/interprocess_condition.hpp>
#include <iostream>
#include <cstring>

struct SharedData {
    boost::interprocess::interprocess_mutex mutex;
    boost::interprocess::interprocess_condition cond_var;
    bool data_ready;
    char message[256];
};

int main() {
    using namespace boost::interprocess;

    managed_shared_memory segment(create_only, "MySharedMemory", 65536);

    SharedData* data = segment.construct<SharedData>("SharedData")();

    {
        scoped_lock<interprocess_mutex> lock(data->mutex);
        strcpy(data->message, "Hello from Producer!");
        data->data_ready = true;
        data->cond_var.notify_one();
    }

    std::cout << "Producer: Message written and notified consumer.\n";

    return 0;
}

Consumer.cpp:

#include <boost/interprocess/managed_shared_memory.hpp>
#include <boost/interprocess/sync/interprocess_mutex.hpp>
#include <boost/interprocess/sync/interprocess_condition.hpp>
#include <iostream>

struct SharedData {
    boost::interprocess::interprocess_mutex mutex;
    boost::interprocess::interprocess_condition cond_var;
    bool data_ready;
    char message[256];
};

int main() {
    using namespace boost::interprocess;

    managed_shared_memory segment(open_only, "MySharedMemory");

    SharedData* data = segment.find<SharedData>("SharedData").first;

    {
        scoped_lock<interprocess_mutex> lock(data->mutex);
        while (!data->data_ready) {
            data->cond_var.wait(lock);
        }
        std::cout << "Consumer: Received message: " << data->message << "\n";
    }

    return 0;
}

4.2 编写gRPC通信代码

helloworld.proto:

syntax = "proto3";

service Greeter {
  rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply) {}
}

message HelloRequest {
  string name = 1;
}

message HelloReply {
  string message = 1;
}

编译这个proto文件以生成C++代码。你可以使用Protobuf工具或在Visual Studio中添加自定义构建步骤来完成此操作。

Server.cpp:

#include <grpcpp/grpcpp.h>
#include "helloworld.grpc.pb.h"
#include <iostream>

class GreeterServiceImpl final : public Greeter::Service {
public:
    grpc::Status SayHello(grpc::ServerContext* context, const HelloRequest* request, HelloReply* reply) override {
        std::string message = "Hello " + request->name();
        reply->set_message(message);
        std::cout << "Server: Received " << request->name() << std::endl;
        return grpc::Status::OK;
    }
};

void RunServer() {
    std::string server_address("0.0.0.0:50051");
    GreeterServiceImpl service;

    grpc::ServerBuilder builder;
    builder.AddListeningPort(server_address, grpc::InsecureServerCredentials());
    builder.RegisterService(&service);
    std::unique_ptr<grpc::Server> server(builder.BuildAndStart());
    std::cout << "Server listening on " << server_address << std::endl;

    server->Wait();
}

int main() {
    RunServer();
    return 0;
}

Client.cpp:

#include <grpcpp/grpcpp.h>
#include "helloworld.grpc.pb.h"
#include <iostream>

void RunClient() {
    std::string target_str = "localhost:50051";
    Greeter::Stub stub(grpc::CreateChannel(target_str, grpc::InsecureChannelCredentials()));

    HelloRequest request;
    request.set_name("World");

    HelloReply reply;
    grpc::ClientContext context;

    grpc::Status status = stub.SayHello(&context, request, &reply);

    if (status.ok()) {
        std::cout << "Client: Received " << reply.message() << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Client: RPC failed" << std::endl;
    }
}

int main() {
    RunClient();
    return 0;
}

4.3 在VS2017中编译代码

打开Visual Studio 2017，创建一个新的空C++项目，并添加Producer.cpp和Consumer.cpp。
在项目属性中，确保链接器链接了Boost库。
分别为Release和Debug版本编译。

对于gRPC部分，创建另一个C++项目，并将生成的helloworld.grpc.pb.cc和helloworld.pb.cc文件添加到项目中。编译时确保链接了gRPC和Protobuf库。

5. 运行Demo

首先，运行共享内存的生产者和消费者程序：

.\Release\Producer.exe
.\Release\Consumer.exe

接着，启动gRPC服务器：

.\Release\Server.exe

最后，运行gRPC客户端：

.\Release\Client.exe

6. 结论

通过上述步骤，我们成功在Windows 10的Visual Studio 2017环境中从源码编译并运行了一个使用Boost 1.67.0和gRPC进行进程间通信的Demo。这个Demo展示了如何利用共享内存、gRPC、互斥锁、条件变量、信号量等技术实现高效的进程间通信。希望这篇文章对您有所帮助！