节点

ROS2中，节点是一个抽象的实体，可以代表某类特定功能的抽象集合体，可以存在于进程或线程中
是ROS2的基础功能的载体，所有通信都需要通过节点来实现

节点和节点执行器

节点执行器executor是协调和调度节点运作的实体，并响应各类通信的回调结果
每个进程有一个或多个节点执行器，每个节点执行器有一个或多个节点

节点执行器有以下几种

• 单线程节点执行器
  将所有已添加到维护队列的节点限制在一个线程内处理，占用一个线程资源，并根据其指定的规则对回调顺序和优先级进行设定
• 多线程节点执行器
  负责管理的回调函数可以占用多个线程，根据设备性能，动态分配线程数，为队列中的节点处理回调，默认为CPU核心数
  std::thread::hardware_concurrency()获取线程最大数量
  线程回调的内容均来自于通信和等待任务，通信包含着订阅、服务、客户端和等待任务
• 静态单线程节点执行器
  仅存在于rclcpp中，相对于普通单线程节点执行器可以有更低的CPU和内存占用率

ROS discourse社区的工程师每年在ROS论坛都会讨论新的节点执行器，为了提高其实效率和确定性等指标

建立节点

C++项目中，需要继承rclcpp::Node基类，Python项目中，需要继承rclcpp.Node基类

rclcpp默认方式是单线程节点执行器

节点命名规则

• 不能为空
• 第一个字符必须是字母、下划线、波浪号或斜杠
• 后面的字符可以是字母、数字、下划线或斜杠
• 使用下划线开头的节点是隐藏节点

节点执行器不会直接运行，需要通过节点执行器的spin()函数完成节点的所有回调工作
在rclcpp中提供了多种节点执行器的回调操作模式，常用的spin，spin_all和spin_some等

• spin()
  该函数会阻塞其他操作，节点执行器会完全并持续地执行回调工作直到被中断
  通常在其后面的内容都是结束进程的回收工作
• spin_all()
  该函数不会阻塞其他操作，节点执行器会持续执行所有回调工作，直到超时或无其他工作可做
• spin_some()
  该函数不会阻塞其他操作，节点执行器会完成执行所有在调用spin_some()时已准备就绪的回调，直到超时或无其他工作可做
  与spin_all()的区别是spin_some()不会执行在执行过程中产生的回调
• spin_once()
  该函数不会阻塞其他操作，只会执行已准备就绪的第一个回调，直到超时或无其他工作可做
• spin_node_once()
  该函数会令节点执行器临时添加节点，执行一次spin_once()后，移除节点
• spin_node_some()
  该函数会令节点执行器临时添加节点，执行一次spin_once()后，移除节点
• spin_until_future_complete()
  该函数会令节点执行器执行回调直到future的内容完成，或超时，或被中断

调试节点

ros2 node list
ros2 node info

进程、线程与节点的关系

按线程数量分为：单线程节点执行器和多线程节点执行器

使用命令行参数，指定节点数量和使用的执行器
s表示单线程执行器
m表示多线程执行器

ros2 run multi_node_cpp multinode 5 s
ros2 run multi_node_cpp multinode 2 m

若不增加节点数量，只增加回调函数和定时器数量，在多线程执行器的维护下，会不会产生更多线程？

创建节点文件

ros2 pkg create test --build-type ament_cmake
--node-name lifecycle --dependencies std_msgs rclcpp

ros2 pkg create node_cpp --node-name node2go
在命令中ros2 pkg create可选--node-name参数创建节点文件
或在功能包的src下手动新建节点文件

发布者节点

修改package.xml

若想发布功能包，需修改package.xml文件中的description,license标签
在ament_cmake下边添加

<buildtool_depend>rclcpp</buildtool_depend>
<buildtool_depend>std_msgs</buildtool_depend>

添加依赖
<depend>rclcpp</depend>

修改CMakeLists.txt

find_package(rclcpp)
获取依赖软件包，用于查找当前环境已有的软件包，后期构建使用
会引入一系列变量，如头文件路径和库文件路径等

新增依赖项，用于动态链接和关系导出

ament_target_dependencies是ament构建体系中快速动态链接的方法
是ament构建体系中用于快速动态链接的方法，所有通过ament_cmake构建的软件包都可以通过其进行链接

导出依赖关系
为了其他依赖当前功能包的项目
导出ament依赖项可以使基于ament_cmake构建的功能包具备递归依赖的能力

添加软件包

find_package(rclcpp REQUIRED)
find_package(std_msgs REQUIRED)

设置编译规则

add_executable(talker src/publisher_member_function.cpp)
ament_target_dependencies(talker rclcpp std_msgs)

设置安装规则，这样ros2 run命令才能找到可执行文件

install(TARGETS
  talker
  DESTINATION lib/${PROJECT_NAME})

编译运行

确认功能包依赖项
在工作空间dev_ws下运行rosdep install -i --from-path src --rosdistro eloquent -y

在工作空间目录dev_ws下使用colcon build编译
若只想编译指定的包时，可使用colcon build --packages-select <my_package>

在工作空间目录下，使用. install/setup.bash命令，将工作空间添加到路径

ros2 run my_package my_node