ros2中的话题、订阅、发布和服务简介

1. 话题 (Topic)

话题 是ROS 2中最基本的通信方式，采用发布/订阅（Publish/Subscribe）模式，是一种异步、单向、多对多的通信机制。

• 特点：

  • 发布者和订阅者解耦（不需要知道对方是否存在）
  • 支持多个发布者向同一个话题发布消息
  • 支持多个订阅者接收同一个话题的消息
  • 数据流是单向的（持续传输）

• 适用场景：传感器数据流（如摄像头图像、激光雷达点云）、状态广播等持续更新的数据

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2. 发布 (Publisher)

发布者是向特定话题发送消息的节点。

# Python示例
from std_msgs.msg import String

# 创建发布者
publisher = node.create_publisher(String, 'topic_name', 10)  # 队列大小为10

# 发布消息
msg = String()
msg.data = 'Hello ROS 2'
publisher.publish(msg)

• 10 是**QoS（服务质量）**的队列深度，用于控制消息缓存

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3. 订阅 (Subscription)

订阅者是接收特定话题消息的节点。

# Python示例
def callback(msg):
    node.get_logger().info(f'Received: {msg.data}')

# 创建订阅者
subscription = node.create_subscription(
    String, 
    'topic_name', 
    callback, 
    10
)

• 当有新消息到达时，自动触发回调函数（callback）
• 订阅是被动的，不需要轮询检查

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4. 服务 (Service)

服务 采用请求/响应（Request/Response）模式，是一种同步、双向、一对一的通信机制。

特性	话题	服务
通信模式	发布/订阅	请求/响应
方向性	单向	双向
关系	多对多	一对一
实时性	异步	同步（阻塞等待）
适用场景	持续数据流	偶尔调用、需要反馈的操作

• 服务客户端（Client）：发送请求并等待响应
• 服务端（Server）：接收请求，处理完成后返回响应

# 服务端示例
from example_interfaces.srv import AddTwoInts

def add_callback(request, response):
    response.sum = request.a + request.b
    return response

service = node.create_service(AddTwoInts, 'add_two_ints', add_callback)

# 客户端示例
client = node.create_client(AddTwoInts, 'add_two_ints')
request = AddTwoInts.Request()
request.a = 2
request.b = 3
future = client.call_async(request)  # 异步调用

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总结对比

话题通信（异步广播）：
[传感器节点] ──publish──► [/camera/image] ◄──subscribe── [处理节点A]
                                                    ◄──subscribe── [处理节点B]

服务通信（同步调用）：
[控制节点] ──request──► [计算节点] ──response──► [控制节点]
     "请计算路径"              处理中...           "这是路径结果"

选择建议：

• 需要持续传输数据 → 使用话题
• 需要偶尔调用并获取结果 → 使用服务（如获取参数、执行特定动作）
• 需要长时间运行并可能反馈进度 → 考虑Action（服务的扩展版）