技术标签： catkin build catkin_make ROS
核心的Catkin元构建系统最初的设计目的是为了高效地构建众多相互依赖但独立开发的CMake项目。这是由机器人操作系统(ROS)社区开发的，最初是作为标准元构建工具rosbuild的继承者。ROS社区的分布式开发模型包含许多模块化项目，构建可分发的二进制包的需求推动了系统的设计，该系统有效地合并了许多不同的项目，从而利用单个目标依赖树来构建空间。
为了方便这个合并的构建过程，工作空间的src下将包含样板化的top-level cmakelt .txt，它将自动将其下面的所有Catkin CMake项目添加到单个大型CMake项目中。
然后，用户将构建这个项目集合，就像使用一个与标准CMake源外构建工作流类似的工作流的单个统一CMake项目一样。它们都将配置为一次cmake调用，然后使用一次或多次make调用构建目标
$ mkdir build
$ cd build
$ cmake ../src
$ make
为了帮助自动化合并的构建过程，Catkin使用命令行工具catkin_make发布。该命令自动执行上述CMake工作流，同时根据标准约定设置一些变量。这些默认值将导致执行以下命令
$ mkdir build
$ cd build
$ cmake ../src -DCATKIN_DEVEL_SPACE=../devel -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=../install
$ make -j<number of cores> -l<number of cores> [optional target, e.g. install]
这种方法的一个优点是，总体配置比单独配置每个包要小，而且Make目标甚至可以在依赖包之间并行化。
然而，在实践中，这也意味着在大型工作空间中，修改一个包的CMakeLists.txt将需要重新配置整个工作空间中的所有包。
然而，这种方法的一个关键缺陷是没有故障隔离。leaf包(没有依赖项的包)中的错误将阻止所有包的配置。包可能有冲突的目标名称。如果一个包定义了另一个包需要的变量，合并的构建过程甚至可能导致CMake错误不被检测到，并且可能依赖于独立包构建的顺序。由于包被合并到一个单独的CMake调用中，这种方法还要求开发人员在其依赖项内的某些目标上指定显式的依赖项。
合并构建过程的另一个缺点是，它只能在只有Catkin CMake包组成的同构工作区中工作。 其他类型的包，如普通的CMake包和autotools包不能集成到单个配置和单个构建步骤中。
合并构建过程和catkin——make工具的众多缺陷促使catkin_make_isolated工具的开发。与catkin_make不同，catkin_make_isolated命令使用一个隔离的构建过程，其中每个包都是独立配置、构建和加载到环境中的。
这样，每个包都是独立构建的，下一个包构建在当前包的原子结果上。这解决了目标冲突、目标依赖项管理和项目之间其他不希望的交叉对话的问题。这也允许其他构建工具的同构自动化，如普通CMake或autotools。
catkin_make_isolated的工作流程还启用了以下功能：
然而，catkin_make_isolated仍然存在一些问题。首先，**它比catkin_make慢得多，因为它不能并行地构建相互不依赖的目标甚至包。它还缺乏对工作空间中包列表的更改的健壮性。**因为它是一个发布的工具，所以它也有严格的API稳定性要求。
catkin_make_isolated的局限性和需要额外的高级构建工具的需求，导致了并行版本的catkin make isolated，或pcmi的开发，作为Project Tango的一部分。pcmi后来成为这个项目中包含的catkin命令的构建动词。
除了catkin_make和 catkin_make_isolated的功能catkin build还有如下功能:
与catkin_make不同**，catkin命令行工具不仅仅是一个简单的cmake和make命令的包装。** catkin构建命令 **在工作空间的源空间中单独构建每个包，以防止构建时的cross-talk。**因此，在其最简单的使用中，catkin build的行为类似于并行版本的catkin_make_isolatied
虽然文档的其余部分描述了catkin工具中更多的特性，但本章详细介绍了如何从使用catkin_make和catkin_make_isolated换到使用catkin make。本章不描述catkin工具在catkin_make和catkin_make_isolated上提供的高级特性。要快速了解如何使用catkin构建，请参阅cheat_sheet。
对于catkin_make_isolated和catkin build来讲，隔离编译(build isolation)有如下含义
catkin系列工具的产生是为了更好的build使用cmake构建的pkg，catkin_make是cmake的升级版，可以认为是对cmake进一步封装的高级命令。然后是catkin_make_isolated，相比catkin_make的一个改进是将工作空间下的所有的pkg进行独立编译，缺点就是编译时间比catkin_make更长。最后就是catkin build，改进了catkin_make_isolated和catkin_make，能够对工作空间下每个pkg独立编译，并且使用更方便，对用户来讲命令更友好
mkdir -p /tmp/quickstart_ws/src # Make a new workspace and source space
cd /tmp/quickstart_ws # Navigate to the workspace root
catkin init # Initialize it with a hidden marker file
catkin create pkg pkg_a # Populate the source space with packages...
catkin create pkg pkg_b
catkin create pkg pkg_c --catkin-deps pkg_a
catkin create pkg pkg_d --catkin-deps pkg_a pkg_b
catkin list # List the packages in the workspace
catkin build # Build all packages in the workspace
source /tmp/quickstart_ws/devel/setup.bash # Load the workspace's environment
catkin clean # Clean all the build products
调用catkin init通过创建一个名为.catkintools的隐藏目录来标记目录路径。此隐藏目录用于将父目录指定为Catkin工作区的根目录，并存储有关工作区配置的持久信息。
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