前言
上一篇我们讲解了话题（Topic），它是异步单向的数据广播通道；
但机器人开发中还有一类场景：需要主动发起请求、等待对方返回结果，比如节点B请求苹果位置执行单次坐标更新、节点A返回苹果位置坐标。
针对这种一问一答、同步交互 的需求，ROS2 提供了服务（Service） 通信模型。
本文结合加法器完整案例，拆解服务通信原理、客户端 / 服务器完整编程流程，最后对比话题与服务的核心差异，帮你分清两种通信方式的适用场景。
一、两数之和 服务通信核心：客户端 Client + 服务器 Server
1. 角色定义
服务器 Server
服务的提供方，持续后台运行，监听指定服务名称。一旦收到客户端请求，自动执行回调函数处理数据，计算完成后返回应答结果。
python
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
import rclpy # ROS2 Python接口库
from rclpy.node import Node # ROS2 节点类
from learning_interface.srv import AddTwoInts # 自定义的服务接口
class adderServer(Node):
def __init__(self, name):
super().__init__(name) # ROS2节点父类初始化
self.srv = self.create_service(AddTwoInts, 'add_two_ints', self.adder_callback) # 创建服务器对象（接口类型、服务名、服务器回调函数）
def adder_callback(self, request, response): # 创建回调函数，执行收到请求后对数据的处理
response.sum = request.a + request.b # 完成加法求和计算，将结果放到反馈的数据中
self.get_logger().info('Incoming request\na: %d b: %d' % (request.a, request.b)) # 输出日志信息，提示已经完成加法求和计算
return response # 反馈应答信息
def main(args=None): # ROS2节点主入口main函数
rclpy.init(args=args) # ROS2 Python接口初始化
node = adderServer("service_adder_server") # 创建ROS2节点对象并进行初始化
rclpy.spin(node) # 循环等待ROS2退出
node.destroy_node() # 销毁节点对象
rclpy.shutdown() # 关闭ROS2 Python接口客户端 Client
服务的请求方，主动向指定服务发送携带参数的请求，阻塞等待服务器返回结果，拿到应答后程序完成单次交互。
python
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
import sys
import rclpy # ROS2 Python接口库
from rclpy.node import Node # ROS2 节点类
from learning_interface.srv import AddTwoInts # 自定义的服务接口
class adderClient(Node):
def __init__(self, name):
super().__init__(name) # ROS2节点父类初始化
self.client = self.create_client(AddTwoInts, 'add_two_ints') # 创建服务客户端对象（服务接口类型，服务名）
while not self.client.wait_for_service(timeout_sec=1.0): # 循环等待服务器端成功启动
self.get_logger().info('service not available, waiting again...')
self.request = AddTwoInts.Request() # 创建服务请求的数据对象
def send_request(self): # 创建一个发送服务请求的函数
self.request.a = int(sys.argv[1])
self.request.b = int(sys.argv[2])
self.future = self.client.call_async(self.request) # 异步方式发送服务请求
def main(args=None):
rclpy.init(args=args) # ROS2 Python接口初始化
node = adderClient("service_adder_client") # 创建ROS2节点对象并进行初始化
node.send_request() # 发送服务请求
while rclpy.ok(): # ROS2系统正常运行
rclpy.spin_once(node) # 循环执行一次节点
if node.future.done(): # 数据是否处理完成
try:
response = node.future.result() # 接收服务器端的反馈数据
except Exception as e:
node.get_logger().info(
'Service call failed %r' % (e,))
else:
node.get_logger().info( # 将收到的反馈信息打印输出
'Result of add_two_ints: for %d + %d = %d' %
(node.request.a, node.request.b, response.sum))
break
node.destroy_node() # 销毁节点对象
rclpy.shutdown() # 关闭ROS2 Python接口服务 Service
同步交互的中间载体，拥有固定名称（本例 add_two_ints）；
python
int64 a # 第一个加数
int64 b # 第二个加数
---
int64 sum # 求和结果服务接口分为两部分：Request（请求数据）、Response（应答数据），收发两端必须使用完全一致的 .srv 接口文件。
通俗类比
服务就像线下柜台办事窗口：
- 服务器 = 窗口工作人员，全天在岗等待来人；
- 客户端 = 办事群众，主动上前提交材料（请求参数 a、b）；
- 工作人员处理材料、算出结果（a+b），把回执单（sum）交还给群众；
- 群众拿到回执就完成本次交互，离开窗口；工作人员继续等待下一位群众。
完整数据流（加法案例）
- 服务器提前启动，监听服务 add_two_ints；
- 客户端启动时传入参数 2 3，封装为 Request 发送给服务；
- 服务器触发回调函数，执行 request.a + request.b = 5，封装进 Response；
- 服务器将应答返回客户端；
- 客户端接收结果并打印 2 + 3 = 5，程序结束。
二、服务器端完整流程解析（adderServer）
对应 「创建服务服务器的程序流程」，代码执行顺序：
- 编程接口初始化：rclpy.init(args=args)，初始化 ROS2 运行环境；
- 创建节点并初始化：自定义类继承Node，节点命名service_adder_server；
- 创建服务器对象：create_service(接口类型, 服务名, 回调函数)，绑定AddTwoInts接口、服务名add_two_ints；
- 通过回调函数处理服务请求：adder_callback(request, response)，自动接收客户端传入的 a、b，求和赋值给response.sum；
- 向客户端反馈应答结果：return response，把计算结果回传给发起请求的客户端；
- 销毁节点并关闭接口：程序终止时释放节点、关闭 ROS2 环境。
服务器核心代码解读
python
# 创建服务，绑定接口、服务名、回调
self.srv = self.create_service(AddTwoInts, 'add_two_ints', self.adder_callback)
# 收到请求自动执行回调
def adder_callback(self, request, response):
response.sum = request.a + request.b # 处理请求数据
self.get_logger().info('Incoming request\na: %d b: %d' % (request.a, request.b))
return response # 返回应答关键特性：服务器必须持续运行，依靠rclpy.spin(node)循环监听请求，不会主动退出。
三、客户端完整流程解析（adderClient）
对应 PPT「创建服务客户端的程序流程」，代码执行顺序：
- 编程接口初始化：rclpy.init(args=args)；
- 创建节点并初始化：节点命名service_adder_client；
- 创建客户端对象：create_client(接口类型, 服务名)，绑定和服务器完全一致的服务名与接口；
- 循环等待服务器上线：wait_for_service()，避免服务器未启动直接发送请求报错；
- 创建并发送请求数据：读取终端传入的两个数字，封装进Request，异步调用call_async()发送；
- 等待服务器应答数据：循环spin_once，判断future.done()，拿到返回的response.sum；
- 销毁节点并关闭接口：单次交互完成后直接释放资源。
客户端核心代码解读
python
# 1. 创建客户端
self.client = self.create_client(AddTwoInts, 'add_two_ints')
# 等待服务可用
while not self.client.wait_for_service(timeout_sec=1.0):
self.get_logger().info('service not available, waiting again...')
# 2. 封装请求、异步发送
self.request.a = int(sys.argv[1])
self.request.b = int(sys.argv[2])
self.future = self.client.call_async(self.request)
# 3. 阻塞等待应答
while rclpy.ok():
rclpy.spin_once(node)
if node.future.done():
response = node.future.result()
self.get_logger().info(f'结果：{node.request.a}+{node.request.b}={response.sum}')
break关键特性：客户端是一次性交互，拿到结果后程序直接退出。
四、实操运行命令
第一步：启动服务器（必须先开）
bash
ros2 run learning_service service_adder_server终端持续等待，无输出，监听服务请求。
第二步：新开终端，启动客户端并传入两个数字
bash
ros2 run learning_service service_adder_client 2 3客户端终端输出：
bash
Result of add_two_ints: for 2 + 3 = 5服务器终端同步打印收到的请求：
Incoming request
a: 2 b: 3五、话题 Topic 与服务 Service 核心区别（重点区分）
| 对比维度 | 话题 Topic | 服务 Service |
|---|---|---|
| 通信模式 | 异步单向广播 | 同步一问一答 |
| 数据流向 | 发布者持续推送，无返回 | 客户端发请求 → 服务器处理 → 返回应答 |
| 运行生命周期 | 发布 / 订阅节点可长期独立运行，互不影响 | 服务器长期运行；客户端单次请求后自动退出 |
| 数据收发关系 | 一对多、多对多（一个话题多个订阅者） | 一对一单次交互，一次请求对应一次应答 |
| 适用场景 | 持续流式数据：相机图像、雷达点云、底盘速度指令、传感器实时读数 | 单次查询 / 单次操作：加法计算、单次传感器读数、机械臂单次动作、开关设备 |
| 阻塞特性 | 非阻塞，发布者定时推送，订阅者被动接收 | 客户端发送请求后会阻塞等待返回结果 |
| 消息 / 接口结构 | 单一消息（只有 data，无请求应答区分） | 双段接口：Request（入参）+ Response（返回结果） |
场景选择口诀
- 持续不断输出数据流 → 用话题（摄像头、雷达、里程计）
- 单次主动查询、需要返回结果 → 用服务（参数读取、设备控制、运算请求）
六、常见踩坑点
- 客户端、服务器服务名、接口文件不匹配，客户端会一直打印waiting again；
- 先启动客户端、后启动服务器：客户端会持续等待，直到服务器上线才会处理请求；
- 客户端忘记传入终端参数sys.argv1，运行直接报索引错误；
- 服务器缺少rclpy.spin(node)，无法监听任何请求；
- 自定义srv接口未在package.xml、setup.py中配置，编译后找不到接口文件。
七、完整开发流程闭环
- 自定义服务接口 .srv 文件，配置功能包编译规则；
- 编写服务器代码，创建服务与处理回调；
- 编写客户端代码，实现等待服务、发送请求、接收应答逻辑；
- colcon build 编译，source 刷新环境变量；
- 先启动服务器，再启动客户端携带参数发起请求；
- 搭配 rqt_graph 可视化查看服务的客户端、服务器绑定关系。