ros 多线程模式

ros::spin() 的作用

在 ROS 中，ros::spin() 的主要作用是：

• 让 ROS 节点持续运行，并处理所有注册的回调函数。
• 在内部，它不断地检查 ROS 网络中的消息、服务请求，并调用相应的回调函数来处理它们。

内部原理

1. 事件循环 (Event Loop)：

   • ros::spin() 进入一个事件循环。这个循环不断地轮询 ROS 网络，检查是否有新的消息到达或者服务请求到达。
   • 如果有消息到达，它会触发与该消息相关联的回调函数。
   • 这个循环会持续运行，直到程序结束或者节点被关闭。

2. 消息队列 (Message Queue)：

   • ROS 使用消息队列来存储接收到的消息。每个订阅者都与其订阅的主题关联，并将收到的消息放入队列中。
   • ros::spin() 从队列中获取消息，并调用相应的回调函数来处理这些消息。

3. 线程与多任务处理：

   • ROS 的实现通常是单线程的，但可以通过 ros::AsyncSpinner 来支持多线程处理，以便并发处理消息和服务请求。

使用 ros::spin() 的情境

• 单线程节点：如果你的节点需要处理多个订阅者的回调，并且你希望在主线程中处理所有的回调，可以使用 ros::spin()。
• 多线程节点：如果你希望你的节点能够在多个线程中处理回调，可以使用 ros::AsyncSpinner，它允许你创建多个线程来并发处理消息。

ros::AsyncSpinner 是 ROS 提供的一个工具，用于在多个线程中并发地处理消息和服务请求。它适用于需要在节点中并发处理多个回调函数的场景，尤其是当你希望在后台线程中处理消息或服务请求时。

为什么使用 ros::AsyncSpinner?

• 并发处理：ros::AsyncSpinner 允许你创建多个线程来处理消息，这样可以提高程序的响应性，尤其是在消息处理比较复杂或计算密集型的情况下。
• 非阻塞的 spin：与 ros::spin() 不同，ros::AsyncSpinner 不会阻塞主线程。这使得你可以在主线程中执行其他任务（如周期性计算、控制逻辑等）。

#include <ros/ros.h>
#include <std_msgs/String.h>
#include <iostream>

void messageCallback(const std_msgs::String::ConstPtr& msg)
{
    ROS_INFO("Received message: [%s]", msg->data.c_str());
}

int main(int argc, char** argv)
{
    ros::init(argc, argv, "async_spinner_example");
    ros::NodeHandle nh;

    // 创建订阅者
    ros::Subscriber sub = nh.subscribe("chatter", 1000, messageCallback);

    // 创建 AsyncSpinner 对象，指定使用 4 个线程
    ros::AsyncSpinner spinner(4);

    // 启动 spinner
    spinner.start();

    // 主线程可以执行其他操作
    ros::Rate rate(1);  // 1 Hz
    while (ros::ok())
    {
        ROS_INFO("Main thread doing other work...");
        rate.sleep();
    }

    // 停止 spinner
    spinner.stop();

    return 0;
}