第 2 章：安装与环境搭建

2.1 环境准备

在安装 nanomsg / NNG 之前，确保系统已安装以下工具：

工具	用途	最低版本
C 编译器	编译源码	GCC 4.8+ / Clang 3.5+
CMake	构建系统	3.6+
Git	克隆源码	任意
Make	构建工具	GNU Make 3.81+

2.1.1 Ubuntu / Debian

sudo apt update
sudo apt install -y build-essential cmake git

2.1.2 CentOS / RHEL

sudo yum groupinstall -y "Development Tools"
sudo yum install -y cmake3 git
# cmake3 需要通过 alternatives 设置
sudo alternatives --install /usr/local/bin/cmake cmake /usr/bin/cmake3 20

2.1.3 macOS

xcode-select --install
brew install cmake

2.1.4 验证环境

gcc --version
cmake --version
git --version

2.2 安装 nanomsg

2.2.1 从源码编译

# 克隆仓库
git clone https://github.com/nanomsg/nanomsg.git
cd nanomsg

# 创建构建目录
mkdir build && cd build

# 配置
cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local

# 编译（-j 指定并行数）
make -j$(nproc)

# 运行测试（可选）
ctest --output-on-failure

# 安装
sudo make install
sudo ldconfig

2.2.2 CMake 常用选项

选项	默认值	说明
`CMAKE_INSTALL_PREFIX`	`/usr/local`	安装路径
`CMAKE_BUILD_TYPE`	`Debug`	构建类型：Debug / Release
`NN_ENABLE_DOC`	`ON`	是否生成文档
`NN_TESTS`	`ON`	是否编译测试
`NN_ENABLE_SP`	`ON`	是否编译可扩展性协议

Release 构建（推荐用于生产）：

cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release \
         -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local \
         -DNN_TESTS=OFF
make -j$(nproc)
sudo make install

2.2.3 包管理器安装

# Ubuntu / Debian
sudo apt install -y libnanomsg-dev

# macOS
brew install nanomsg

# Fedora
sudo dnf install -y nanomsg-devel

注意：包管理器版本可能滞后于 GitHub 仓库，建议从源码编译以获取最新特性。

2.2.4 验证安装

# 检查头文件
ls /usr/local/include/nanomsg/

# 检查库文件
ls /usr/local/lib/libnanomsg*

# 编写测试程序
cat > /tmp/test_nn.c << 'EOF'
#include <stdio.h>
#include <nanomsg/nn.h>
#include <nanomsg/pair.h>

int main() {
    int sock = nn_socket(AF_SP, NN_PAIR);
    if (sock >= 0) {
        printf("nanomsg OK! Socket fd = %d\n", sock);
        nn_close(sock);
    } else {
        printf("nanomsg FAILED: %s\n", nn_strerror(nn_errno()));
    }
    return 0;
}
EOF

cc /tmp/test_nn.c -lnanomsg -o /tmp/test_nn
/tmp/test_nn
# 输出: nanomsg OK! Socket fd = 3

2.3 安装 NNG

2.3.1 从源码编译

# 克隆仓库
git clone https://github.com/nanomsg/nng.git
cd nng

# 创建构建目录
mkdir build && cd build

# 配置
cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local \
         -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release

# 编译
make -j$(nproc)

# 运行测试（可选）
ctest --output-on-failure

# 安装
sudo make install
sudo ldconfig

2.3.2 NNG CMake 常用选项

选项	默认值	说明
`CMAKE_INSTALL_PREFIX`	`/usr/local`	安装路径
`CMAKE_BUILD_TYPE`	`Debug`	构建类型
`NNG_TESTS`	`ON`	是否编译测试
`NNG_TOOLS`	`ON`	是否编译命令行工具
`NNG_ENABLE_TLS`	`OFF`	是否启用 TLS 支持
`NNG_TRANSPORT_TCP`	`ON`	是否编译 TCP 传输
`NNG_TRANSPORT_IPC`	`ON`	是否编译 IPC 传输
`NNG_TRANSPORT_INPROC`	`ON`	是否编译 inproc 传输
`NNG_TRANSPORT_WS`	`ON`	是否编译 WebSocket 传输
`NNG_STATIC_LIB`	`OFF`	是否编译静态库

启用 TLS 的构建：

cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release \
         -DNNG_ENABLE_TLS=ON \
         -DNNG_STATIC_LIB=ON \
         -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local
make -j$(nproc)
sudo make install

2.3.3 验证 NNG 安装

# 检查头文件
ls /usr/local/include/nng/nng.h

# 检查库文件
ls /usr/local/lib/libnng*

# 检查工具
nngcat --help

nngcat 是 NNG 自带的命令行调试工具，可用于快速测试消息传递：

# 终端 1：监听
nngcat --rep --listen tcp://*:5555

# 终端 2：发送
nngcat --req --dial tcp://localhost:5555 --data "Hello"

2.3.4 编写 NNG 测试程序

#include <stdio.h>
#include <nng/nng.h>
#include <nng/protocol/pair0/pair.h>

int main() {
    nng_socket sock;
    int rv = nng_pair0_open(&sock);
    if (rv == 0) {
        printf("NNG OK! Socket opened successfully.\n");
        nng_close(sock);
    } else {
        printf("NNG FAILED: %s\n", nng_strerror(rv));
    }
    return 0;
}

cc test_nng.c -lnng -o test_nng
./test_nng
# 输出: NNG OK! Socket opened successfully.

2.4 语言绑定

虽然 nanomsg / NNG 的核心是 C 库，但社区提供了丰富的语言绑定。

2.4.1 语言绑定一览

语言	nanomsg 绑定	NNG 绑定	安装方式
Python	`pynanomsg`	`pynng`	`pip install pynng`
Go	`go-nanomsg`	`mangos`	`go get`
Rust	`nanomsg.rs`	`nng-rs`	Cargo
Java	`jnanomsg`	—	Maven
Node.js	`nanomsg`	—	`npm install nanomsg`
C#/.NET	`NNanomsg`	`NNG.NET`	NuGet
Ruby	`nanomsg`	—	gem
Haskell	`nanomsg-haskell`	—	cabal
Erlang	`enm`	—	rebar
Lua	`lua-nanomsg`	—	luarocks

2.4.2 Python 绑定示例

安装 pynng：

pip install pynng

REQ/REP 示例：

# server.py
from pynng import Rep0

with Rep0(listen='tcp://*:5555') as sock:
    while True:
        msg = sock.recv()
        print(f"Received: {msg.decode()}")
        sock.send(b'OK')

# client.py
from pynng import Req0

with Req0(dial='tcp://localhost:5555') as sock:
    sock.send(b'Hello, NNG!')
    reply = sock.recv()
    print(f"Reply: {reply.decode()}")

2.4.3 Go 绑定示例（mangos）

package main

import (
    "fmt"
    "log"
    "time"

    mangos "github.com/nanomsg/mangos"
    "github.com/nanomsg/mangos/protocol/req"
    "github.com/nanomsg/mangos/transport/tcp"
)

func main() {
    sock, err := req.NewSocket()
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer sock.Close()

    sock.AddTransport(tcp.NewTransport())

    if err = sock.Dial("tcp://localhost:5555"); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    if err = sock.Send([]byte("Hello, mangos!")); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    reply, err := sock.Recv()
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    fmt.Printf("Reply: %s\n", string(reply))
}

2.4.4 Rust 绑定示例（nng-rs）

use nng::{Protocol, Socket};

fn main() -> Result<(), nng::Error> {
    let sock = Socket::new(Protocol::Pair0)?;
    sock.dial("tcp://localhost:5555")?;
    sock.send(b"Hello, NNG!")?;
    let msg = sock.recv()?;
    println!("Reply: {}", String::from_utf8_lossy(&msg));
    Ok(())
}

Cargo.toml 依赖：

[dependencies]
nng = "1.0"

2.5 静态库构建

在某些场景下（嵌入式部署、简化分发），需要将 nanomsg / NNG 编译为静态库。

2.5.1 nanomsg 静态库

cd nanomsg
mkdir build && cd build
cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release \
         -DCMAKE_POSITION_INDEPENDENT_CODE=ON
make -j$(nproc)

# 静态库位置
ls libnanomsg.a

链接静态库：

cc myapp.c -L. -lnanomsg -lpthread -lrt -o myapp

2.5.2 NNG 静态库

cd nng
mkdir build && cd build
cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release \
         -DNNG_STATIC_LIB=ON
make -j$(nproc)

# 静态库位置
ls libnng.a

2.5.3 在 CMake 项目中使用

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(myapp C)

find_package(nng REQUIRED)

add_executable(myapp main.c)
target_link_libraries(myapp nng::nng)

2.5.4 使用 pkg-config

# nanomsg
cc myapp.c $(pkg-config --cflags --libs nanomsg) -o myapp

# NNG
cc myapp.c $(pkg-config --cflags --libs libnng) -o myapp

2.6 自定义安装路径

如果需要安装到非标准路径（如用户目录），可在 CMake 中指定：

cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$HOME/local/nng
make -j$(nproc)
make install

# 使用时指定路径
cc myapp.c -I$HOME/local/nng/include \
           -L$HOME/local/nng/lib \
           -lnng \
           -Wl,-rpath,$HOME/local/nng/lib \
           -o myapp

2.6.1 设置环境变量

# 添加到 ~/.bashrc 或 ~/.zshrc
export NNG_HOME=$HOME/local/nng
export PATH=$NNG_HOME/bin:$PATH
export CPATH=$NNG_HOME/include:$CPATH
export LIBRARY_PATH=$NNG_HOME/lib:$LIBRARY_PATH
export LD_LIBRARY_PATH=$NNG_HOME/lib:$LD_LIBRARY_PATH
export PKG_CONFIG_PATH=$NNG_HOME/lib/pkgconfig:$PKG_CONFIG_PATH

2.7 CMake 集成模板

推荐的项目结构：

myproject/
├── CMakeLists.txt
├── src/
│   └── main.c
└── third_party/
    └── nng/          # NNG 源码（可选，作为子模块）

方式 1：系统安装的库

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(myproject C)

set(CMAKE_C_STANDARD 11)

find_package(nng REQUIRED)

add_executable(myproject src/main.c)
target_link_libraries(myproject nng::nng)

方式 2：FetchContent 自动下载

cmake_minimum_required(VERSION 3.14)
project(myproject C)

include(FetchContent)

FetchContent_Declare(
    nng
    GIT_REPOSITORY https://github.com/nanomsg/nng.git
    GIT_TAG        v1.8.0
)
FetchContent_MakeAvailable(nng)

add_executable(myproject src/main.c)
target_link_libraries(myproject nng)

方式 3：Git Submodule

git submodule add https://github.com/nanomsg/nng.git third_party/nng

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(myproject C)

add_subdirectory(third_party/nng)

add_executable(myproject src/main.c)
target_link_libraries(myproject nng)

2.8 常见问题排查

2.8.1 编译错误

错误	原因	解决方案
`CMake not found`	未安装 CMake	`apt install cmake`
`nng.h: No such file`	头文件未安装或路径错误	检查 `CMAKE_INSTALL_PREFIX`
`undefined reference to nng_*`	链接器找不到库	添加 `-lnng` 或检查 `LIBRARY_PATH`
`libnng.so: cannot open shared object`	运行时找不到动态库	`sudo ldconfig` 或设置 `LD_LIBRARY_PATH`

2.8.2 TLS 编译问题

# 如果启用 TLS 报错找不到 mbedTLS
sudo apt install -y libmbedtls-dev

# 或使用 OpenSSL
cmake .. -DNNG_ENABLE_TLS=ON -DNNG_TLS_ENGINE=openssl

2.8.3 运行时权限问题

# IPC 使用 Unix Socket 时，可能需要目录权限
mkdir -p /tmp/nng_sockets
chmod 777 /tmp/nng_sockets

2.9 注意事项

版本选择：nanomsg 最新稳定版为 1.1.5（2018 年），NNG 最新版为 1.8+（2024 年活跃开发中）。新项目务必使用 NNG。

ABI 兼容性：NNG 的 ABI 在大版本间不保证向后兼容，升级时需重新编译应用。

交叉编译：嵌入式场景需要交叉编译时，需在 CMake 中指定工具链文件：
cmake .. -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=/path/to/toolchain.cmake

2.10 扩展阅读

上一章：第 1 章：nanomsg / NNG 概述 | 下一章：第 3 章：可扩展性协议详解

强曰为道