ROS教程06：ROS1 Node 启动与停止流程

摘要：围绕 ROS1 roscpp 的 Node 生命周期，说明共享库与 main 前静态初始化、ros::init、NodeHandle、ros::start、shutdown 的关系，并在 Docker 中接入 rqt GUI。

文章目录

[ROS教程06：ROS1 Node 启动与停止流程](#ROS教程06：ROS1 Node 启动与停止流程)
- [1. `.so` 在哪里，`main()` 前的代码又是谁执行的](#1. .so 在哪里，main() 前的代码又是谁执行的)
- - [1.1 当前工程里的 `.so` 在哪里看](#1.1 当前工程里的 .so 在哪里看)
  - [1.2 为什么 `hello_node` 会加载这些 `.so`](#1.2 为什么 hello_node 会加载这些 .so)
- [2. 为什么 `rosconsole.cpp` 会先执行，随后又看到 `master.cpp`、`network.cpp`、`param.cpp`](#2. 为什么 rosconsole.cpp 会先执行，随后又看到 master.cpp、network.cpp、param.cpp)
- - [2.1 `rosconsole.cpp` 为什么能在 `main()` 前执行](#2.1 rosconsole.cpp 为什么能在 main() 前执行)
  - [2.2 `master.cpp`、`network.cpp` 等为什么也会在 `main()` 前出现](#2.2 master.cpp、network.cpp 等为什么也会在 main() 前出现)
  - [2.3 "构建顺序"在哪里看](#2.3 “构建顺序”在哪里看)
  - [2.4 "main 前实际初始化顺序"在哪里看](#2.4 “main 前实际初始化顺序”在哪里看)
- [3. `ros::init()`：显式初始化顺序](#3. ros::init()：显式初始化顺序)
- - `network::init()`
  - `master::init()`
  - [`this_node::init()` 与 `names::init()`](#this_node::init() 与 names::init())
  - `file_log::init()`
  - `param::init()`
- [4. 第一个 `NodeHandle`：从 initialized 进入 started](#4. 第一个 NodeHandle：从 initialized 进入 started)
- - [4.1 `NodeHandle::construct()`](#4.1 NodeHandle::construct())
  - [4.2 `NodeHandle::initRemappings()`](#4.2 NodeHandle::initRemappings())
- [5. `ros::start()`：真正启动运行设施](#5. ros::start()：真正启动运行设施)
- [6. rosconsole：三个 backend 到底用哪一个](#6. rosconsole：三个 backend 到底用哪一个)
- - [`ROSCONSOLE_FORMAT` 默认格式在哪里](#ROSCONSOLE_FORMAT 默认格式在哪里)
- [7. shutdown 怎样进入，`ros::shutdown()` 又做什么](#7. shutdown 怎样进入，ros::shutdown() 又做什么)
- - [Ctrl+C / SIGINT](#Ctrl+C / SIGINT)
  - [`rosnode kill /hello_node`](#rosnode kill /hello_node)
  - 显式调用
  - [`ros::shutdown()` 主干](#ros::shutdown() 主干)
  - [最后一个 `NodeHandle` 析构](#最后一个 NodeHandle 析构)
- [8. 把 `rqt_graph` / `rqt_console` 正式加入 Docker 环境](#8. 把 rqt_graph / rqt_console 正式加入 Docker 环境)
- - [8.1 Dockerfile](#8.1 Dockerfile)
  - [8.2 compose.yaml](#8.2 compose.yaml)
  - [8.3 Host 授权 Container 连接 X server](#8.3 Host 授权 Container 连接 X server)
  - [8.4 重建并启动](#8.4 重建并启动)
  - [8.5 相关资料](#8.5 相关资料)
- [9. 本章源码阅读主线](#9. 本章源码阅读主线)
- 参考源码与文档

这一章只建立一个整体模型： 一个 roscpp Node 从进程启动、ROS 初始化、内部运行设施启动，到 shutdown 和资源释放，依次发生什么。

实验继续使用：

text 复制代码

ros_ws/src/ros1_hello          # 业务 Node
ros_debug_ws                   # ROS1 Noetic 上游源码 overlay

先看整条生命周期，后文只展开需要掌握的节点。

需要先抓住四个边界：

main() 之前可能已经执行共享库中的全局/静态对象构造；
ros::init() 只把 roscpp 初始化到 initialized；
第一个 NodeHandle 在 NodeHandle::construct() 中触发 ros::start()；
ros::start() 建立真正的运行设施，shutdown 再按相反方向释放这些资源。

1. `.so` 在哪里，`main()` 前的代码又是谁执行的

1.1 当前工程里的 `.so` 在哪里看

.so 是构建产物，不是在 src/ 目录里阅读的源码文件。

当前 Debug overlay 构建出的 ROS 库主要在：

text 复制代码

/workspace/ros_debug_ws/devel/lib/

例如：

bash 复制代码

ls -lh /workspace/ros_debug_ws/devel/lib/libroscpp.so
ls -lh /workspace/ros_debug_ws/devel/lib/librosconsole*.so
ls -lh /workspace/ros_debug_ws/devel/lib/libxmlrpcpp.so

官方 Noetic underlay 自带的库则在：

text 复制代码

/opt/ros/noetic/lib/

例如：

bash 复制代码

ls -lh /opt/ros/noetic/lib/libroscpp.so
ls -lh /opt/ros/noetic/lib/librosconsole*.so

如果要知道 hello_node 实际声明依赖了哪些共享库：

bash 复制代码

readelf -d /workspace/ros_ws/devel/lib/ros1_hello/hello_node \
    | grep NEEDED

如果要看动态链接器最终解析到了哪一份文件：

bash 复制代码

ldd /workspace/ros_ws/devel/lib/ros1_hello/hello_node

这两条命令的区别是：

text 复制代码

readelf -d
  -> 看 ELF 里的 DT_NEEDED 依赖声明

ldd
  -> 看当前环境下这些依赖最终解析到哪个实际路径

因此在 Debug overlay 环境中，重点确认类似：

text 复制代码

libroscpp.so => /workspace/ros_debug_ws/devel/lib/libroscpp.so
librosconsole.so => /workspace/ros_debug_ws/devel/lib/librosconsole.so

而不是意外回到：

text 复制代码

/opt/ros/noetic/lib/...

程序运行起来之后，还可以直接看进程当前映射了哪些共享库：

bash 复制代码

pid=$(pgrep -n hello_node)
grep '\.so' /proc/$pid/maps

1.2 为什么 `hello_node` 会加载这些 `.so`

业务 package 的 CMake 中：

cmake 复制代码

target_link_libraries(hello_node
  ${catkin_LIBRARIES}
)

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS roscpp std_msgs) 会把 roscpp 等依赖放进 ${catkin_LIBRARIES}。

链接 hello_node 时，链接器把需要的共享库记录到 ELF 的动态段中。Linux 创建进程后，ELF interpreter，也就是动态装载器，会处理这些 DT_NEEDED：

text 复制代码

hello_node ELF
    ↓
动态装载器
    ↓
加载 libroscpp.so / librosconsole.so / 其它依赖
    ↓
重定位
    ↓
执行共享库初始化代码
    ↓
C Runtime
    ↓
main()

所以 main() 并不是 Linux 进程真正的第一条指令。对本章只需要区分：

层次	入口	作用
ELF	`_start` 一类的进程入口	C Runtime 启动前的真正 ELF 入口
C/C++	`main()`	进入用户应用代码
ROS	`ros::init()`	进入 roscpp 的显式初始化

如果想看 ELF 自己记录的入口地址：

bash 复制代码

readelf -h /workspace/ros_ws/devel/lib/ros1_hello/hello_node \
    | grep 'Entry point'

VS Code 当前 launch.json 中的：

json 复制代码

"stopAtEntry": false

改成：

json 复制代码

"stopAtEntry": true

即可让 F5 启动后先停在程序入口附近。正常学习 roscpp 生命周期时，从 main() 开始阅读已经足够。

2. 为什么 `rosconsole.cpp` 会先执行，随后又看到 `master.cpp`、`network.cpp`、`param.cpp`

这里要严格区分四种"顺序"：

text 复制代码

CMake 源文件列表
编译/链接顺序
main() 前的 C++ 静态初始化顺序
main() 后 ros::init() 的显式函数调用顺序

它们不是同一个东西。

2.1 `rosconsole.cpp` 为什么能在 `main()` 前执行

rosconsole 是独立共享库。源码中存在：

cpp 复制代码

class StaticInit
{
public:
  StaticInit()
  {
    ROSCONSOLE_AUTOINIT;
  }
};

StaticInit g_static_init;

g_static_init 是全局 C++ 对象。

当动态装载器初始化 librosconsole.so 时，会执行这个对象的构造函数，于是进入：

text 复制代码

ROSCONSOLE_AUTOINIT
    ↓
ros::console::initialize()

所以完全可能看到：

text 复制代码

ros::console::initialize()
    ↓
main()
    ↓
ros::init()

它不是 roscore 调用了 hello_node，而是当前 hello_node 进程自己的共享库初始化。

2.2 `master.cpp`、`network.cpp` 等为什么也会在 `main()` 前出现

这些文件都属于 libroscpp.so。

例如它们包含全局对象：

cpp 复制代码

// master.cpp
std::string g_host;
std::string g_uri;
ros::WallDuration g_retry_timeout;

// network.cpp
std::string g_host;

// param.cpp
M_Param g_params;
boost::recursive_mutex g_params_mutex;
S_string g_subscribed_params;

std::string、std::map、Boost mutex 等都不是简单的纯零初始化对象，它们需要 C++ 构造过程。因此 libroscpp.so 初始化时，也会执行各 translation unit 生成的静态初始化函数。

XMLRPCManager::instance() 本身采用函数内 static：

cpp 复制代码

static XMLRPCManagerPtr xmlrpc_manager = boost::make_shared<XMLRPCManager>();

这一个对象只有第一次真正调用 XMLRPCManager::instance() 时才构造；但 xmlrpc_manager.cpp 里其它具有动态初始化需求的全局/静态对象仍可能产生初始化代码。

2.3 "构建顺序"在哪里看

roscpp 的源码成员直接写在：

text 复制代码

ros_debug_ws/src/ros_comm/clients/roscpp/CMakeLists.txt

其中：

cmake 复制代码

add_library(roscpp
  src/libros/master.cpp
  src/libros/network.cpp
  ...
  src/libros/param.cpp
  ...
  src/libros/xmlrpc_manager.cpp
  ...
  src/libros/init.cpp
  ...
)

这说明这些 .cpp 最终一起组成 libroscpp.so。

每个 .cpp 先独立编译成 .o。并行构建时，不存在值得依赖的"master.cpp 必须先编译、network.cpp 再编译"规则。

当前构建目录下真正的链接命令可以看：

bash 复制代码

cat /workspace/ros_debug_ws/build/roscpp/CMakeFiles/roscpp.dir/link.txt

只看 src/libros 对象文件：

bash 复制代码

tr ' ' '\n' \
  < /workspace/ros_debug_ws/build/roscpp/CMakeFiles/roscpp.dir/link.txt \
  | grep 'src/libros'

每个源文件对应的对象文件则在：

text 复制代码

ros_debug_ws/build/roscpp/CMakeFiles/roscpp.dir/src/libros/

2.4 "main 前实际初始化顺序"在哪里看

最终顺序已经不是 CMake 源码调用链，而是链接器写进 ELF 的初始化表。

可以看：

bash 复制代码

readelf -W -S /workspace/ros_debug_ws/devel/lib/libroscpp.so \
    | grep -E '\.init|\.init_array'

readelf -W -x .init_array \
    /workspace/ros_debug_ws/devel/lib/libroscpp.so

也可以检查各 .o 是否生成了全局初始化函数：

bash 复制代码

nm -aC \
  /workspace/ros_debug_ws/build/roscpp/CMakeFiles/roscpp.dir/src/libros/master.cpp.o \
  | grep -E '_GLOBAL__sub_I_|static_initialization'

把 master.cpp.o 换成 network.cpp.o、param.cpp.o 等即可。

这里最重要的结论是：

不同 .cpp translation unit 之间的全局动态初始化顺序不应作为 ROS API 契约依赖。当前二进制里可以观察它，但业务逻辑不要依赖它。

因此你在 main() 前看到的：

text 复制代码

rosconsole.cpp
master.cpp
network.cpp
param.cpp
xmlrpc_manager.cpp
...

属于"共享库/translation unit 静态初始化"这一层。

它和下面 ros::init() 内真正写死的函数调用顺序是两回事。

3. `ros::init()`：显式初始化顺序

当前应用调用：

cpp 复制代码

ros::init(argc, argv, "hello_node");

本章不展开重载形式，只看最终进入核心初始化后做什么。

源码：

text 复制代码

ros_debug_ws/src/ros_comm/clients/roscpp/src/libros/init.cpp

核心顺序非常明确：

text 复制代码

注册 atexit callback
创建 global CallbackQueue
保存 init options
ROSCONSOLE_AUTOINIT
忽略 SIGPIPE
check_ipv6_environment()
network::init(remappings)
master::init(remappings)
this_node::init(name, remappings, options)
  └─ names::init(remappings)
file_log::init(remappings)
param::init(remappings)
g_initialized = true

这才是本章真正需要记住的 ros::init() 调用顺序。

`network::init()`

主要决定当前 Node 对外使用的 host 和 TCPROS 相关网络配置。

它会考虑：

text 复制代码

__hostname
__ip
__tcpros_server_port
ROS_HOSTNAME
ROS_IP
本机 hostname / 网络接口

这里只需要知道它在准备"本 Node 怎样被其它 ROS 进程访问"的网络身份。

`master::init()`

主要确定 Master URI：

text 复制代码

__master
    ↓ 没有
ROS_MASTER_URI
    ↓ 没有
http://localhost:11311

随后把 URI 拆成 host/port 保存下来。

注意：这里仍只是准备 Master 地址 ，不是在本节展开注册发现过程；注册发现留到 07。

`this_node::init()` 与 `names::init()`

它负责形成当前 Node 的最终名字和 namespace，并在确定 namespace 后初始化 ROS 名称 remapping。

因此 ros::init() 完成以后，this_node::getName()、namespace、全局 name remapping 等基础状态已经建立。

`file_log::init()`

确定当前 Node 的日志目录和日志文件路径。

`param::init()`

建立参数系统当前进程侧需要的初始化状态，例如参数更新回调绑定等。

所以可以把 ros::init() 压缩成一句：

text 复制代码

解析启动参数
  + 建立 Node 名称环境
  + 准备网络/Master/日志/参数基础状态
  = initialized

此时还没有执行 ros::start()。

4. 第一个 `NodeHandle`：从 initialized 进入 started

当前代码：

cpp 复制代码

ros::NodeHandle nh;
ros::NodeHandle pnh("~");

实现：

text 复制代码

ros_debug_ws/src/ros_comm/clients/roscpp/src/libros/node_handle.cpp

构造函数内部顺序是：

text 复制代码

处理 namespace
    ↓
NodeHandle::construct(...)
    ↓
NodeHandle::initRemappings(remappings)

注意：initRemappings() 不在 construct() 内部。二者是构造函数依次调用的两个阶段。

4.1 `NodeHandle::construct()`

核心职责：

检查是否已经执行 ros::init()；
创建 NodeHandleBackingCollection；
解析当前 NodeHandle 的 namespace；
加锁保护全局 g_nh_refcount；
若这是第一个 NodeHandle 且 Node 尚未 started，则调用 ros::start()；
增加全局 NodeHandle 引用计数。

关键判断：

cpp 复制代码

if (g_nh_refcount == 0 && !ros::isStarted())
{
    g_node_started_by_nh = true;
    ros::start();
}

因此当前程序的启动边界非常清楚：

text 复制代码

ros::init()
    ↓
ros::NodeHandle nh
    ↓
NodeHandle::construct()
    ↓
ros::start()

后面再创建 pnh("~") 时，Node 已经 started，不会重复 start。

4.2 `NodeHandle::initRemappings()`

这个函数只处理当前 NodeHandle 自己携带的局部 remapping。

源码逻辑是把每一对映射保存两份：

text 复制代码

原始 from/to
  -> unresolved_remappings_

经过当前 NodeHandle namespace 解析后的 from/to
  -> remappings_

例如：

cpp 复制代码

ros::M_string remaps;
remaps["chatter"] = "/driver/raw";
ros::NodeHandle nh("", remaps);

之后这个 nh 在解析名称时，先检查自己的局部 remapping；没有命中才继续使用 ros::names 的全局 remapping。

当前：

cpp 复制代码

ros::NodeHandle nh;
ros::NodeHandle pnh("~");

都没有显式传入 remappings，所以 initRemappings() 仍会执行，但传入 map 为空。

pnh("~") 中的 ~ 会先解析到当前 Node 的 private namespace，因此：

cpp 复制代码

pnh.param("publish_rate", ...);

位于 /hello_node 的 private namespace 下。

5. `ros::start()`：真正启动运行设施

ros::start() 仍位于：

text 复制代码

ros_comm/clients/roscpp/src/libros/init.cpp

先建立全局运行状态：

text 复制代码

g_shutdown_requested = false
g_shutting_down      = false
g_started            = true
g_ok                 = true

然后建立 shutdown 入口：

text 复制代码

PollManager 注册 checkForShutdown listener
XMLRPCManager 绑定 shutdown callback

再初始化内部 timer manager，并依次启动：

text 复制代码

TopicManager::start()
ServiceManager::start()
ConnectionManager::start()
PollManager::start()
XMLRPCManager::start()

本章对这些 Manager 只建立职责印象：

组件	这里先理解为
`TopicManager`	Topic 发布/订阅状态和相关处理入口
`ServiceManager`	Service server/client 状态
`ConnectionManager`	TCPROS/UDPROS 连接与监听
`PollManager`	网络 fd 事件轮询和 poll listener
`XMLRPCManager`	当前 Node 自己的 XML-RPC server/client 管理

之后 ros::start() 继续完成：

text 复制代码

安装 SIGINT handler
ros::Time::init()
注册 rosout appender
创建 ~get_loggers / ~set_logger_level 等内部 service
按 /use_sim_time 决定是否订阅 /clock
启动 internal callback queue thread
注册 atexit(ros::shutdown)
启用 global CallbackQueue

所以当前阶段只需要形成：

text 复制代码

ros::init()
  -> 准备 Node 的基础状态

第一个 NodeHandle
  -> ros::start()

ros::start()
  -> 把 ROS 通信、轮询、XML-RPC、内部 callback 等运行设施真正启动起来

后续再分别深入 Master/XML-RPC、Topic/TCPROS、CallbackQueue，不需要现在把 start() 中每个 Manager 全部钻完。

6. rosconsole：三个 backend 到底用哪一个

源码树同时存在：

text 复制代码

rosconsole_log4cxx.cpp
rosconsole_glog.cpp
rosconsole_print.cpp

它们是三个构建期可选 backend，不是运行时三个一起执行。

rosconsole/CMakeLists.txt 定义：

cmake 复制代码

set(ROSCONSOLE_BACKEND "" CACHE STRING
    "Type of rosconsole backend, one of 'log4cxx', 'glog', 'print'")

没有显式指定时，Noetic 的探测顺序是：

text 复制代码

log4cxx
  ↓ 找不到
 glog
  ↓ 找不到
 print

实际选择结果直接看当前 Debug overlay：

bash 复制代码

grep '^ROSCONSOLE_BACKEND:' \
    /workspace/ros_debug_ws/build/rosconsole/CMakeCache.txt

也可以看当前产物和依赖：

bash 复制代码

ls -lh /workspace/ros_debug_ws/devel/lib/librosconsole*.so

ldd /workspace/ros_debug_ws/devel/lib/librosconsole.so \
    | grep -E 'log4cxx|glog|rosconsole_'

如果结果是：

text 复制代码

ROSCONSOLE_BACKEND:STRING=log4cxx

那么本次构建真正走的是 rosconsole_log4cxx.cpp。

只有明确构建成 glog backend 时，rosconsole_glog.cpp 中的：

cpp 复制代码

google::LogMessage(...)

才属于当前运行路径。

`ROSCONSOLE_FORMAT` 默认格式在哪里

Noetic 的 rosconsole.cpp 直接定义：

cpp 复制代码

const char* g_format_string = "[${severity}] [${time}]: ${message}";

Formatter::init() 再解析 ${...} token。

常用 token：

text 复制代码

severity
message
time
walltime
thread
logger
file
line
function
node

主要资料：

ROS Wiki rosconsole：https://wiki.ros.org/rosconsole
Noetic rosconsole 源码：https://github.com/ros/rosconsole/blob/noetic-devel/src/rosconsole/rosconsole.cpp
rosconsole backend 选择：https://github.com/ros/rosconsole/blob/noetic-devel/CMakeLists.txt

7. shutdown 怎样进入，`ros::shutdown()` 又做什么

Ctrl+C / SIGINT

ros::start() 默认安装：

text 复制代码

SIGINT
  -> basicSigintHandler()
  -> requestShutdown()
  -> g_shutdown_requested = true

PollManager 已经注册 checkForShutdown() listener，随后进入：

text 复制代码

checkForShutdown()
  -> ros::shutdown()

`rosnode kill /hello_node`

另一条入口是：

bash 复制代码

rosnode kill /hello_node

对应：

text 复制代码

XML-RPC shutdown request
  -> shutdownCallback()
  -> requestShutdown()
  -> checkForShutdown()
  -> ros::shutdown()

XML-RPC 请求怎样找到 Node 留到 07，这一章只关注它最终怎样进入 shutdown。

显式调用

应用也可以直接：

cpp 复制代码

ros::shutdown();

这条路径不需要经过 requestShutdown()。

`ros::shutdown()` 主干

init.cpp 中的清理顺序可以压缩为：

text 复制代码

设置 g_shutting_down
    ↓
关闭 rosconsole
    ↓
disable + clear global CallbackQueue
    ↓
join internal callback queue thread
    ↓
释放 rosout appender
    ↓
TopicManager::shutdown()
ServiceManager::shutdown()
PollManager::shutdown()
ConnectionManager::shutdown()
XMLRPCManager::shutdown()
    ↓
g_started = false
g_ok = false
    ↓
ros::Time::shutdown()

g_ok = false 后：

cpp 复制代码

while (ros::ok())

会在下一次检查时退出。

最后一个 `NodeHandle` 析构

NodeHandle 用：

text 复制代码

g_nh_refcount

维护全局引用计数。

如果引用计数降到 0，并且这个 Node 原本是由第一个 NodeHandle 自动启动的，则 NodeHandle::destruct() 也会调用 ros::shutdown()。

因此生命周期首尾正好对应：

text 复制代码

第一个 NodeHandle
  -> ros::start()

最后一个 NodeHandle 析构
  -> ros::shutdown()

8. 把 `rqt_graph` / `rqt_console` 正式加入 Docker 环境

这两个工具都是 GUI：

rqt_graph：Qt GUI，用于查看 ROS computation graph；
rqt_console：Qt GUI，用于显示和过滤 ROS log messages。

因此它们不能只靠一个纯字符终端完成可视化。需要有可用的图形显示服务。

当前环境是 Ubuntu 桌面 + Docker，最简单的方式是让 Container 连接 Host 的 X11/XWayland display：

text 复制代码

rqt Qt GUI in Container
    ↓ DISPLAY
/tmp/.X11-unix
    ↓
Ubuntu Host Xorg / XWayland
    ↓
桌面窗口

如果 Host 的 GNOME 会话使用 Wayland，也通常可以通过 XWayland 兼容层运行这类 Qt/X11 应用。本工程先使用 X11 socket 转发，不额外引入原生 Wayland socket。

8.1 Dockerfile

已经把：

text 复制代码

ros-noetic-rqt-graph
ros-noetic-rqt-console

加入原有 apt-get install：

dockerfile 复制代码

RUN apt-get update && \
    apt-get install -y --no-install-recommends \
        ... \
        ros-noetic-rqt-graph \
        ros-noetic-rqt-console \
        ... \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

只安装这两个具体 package 即可，它们会通过 Debian/ROS package dependency 拉取 rqt_gui、python_qt_binding 等运行依赖。

8.2 compose.yaml

给 ros1-dev 增加：

yaml 复制代码

environment:
  DISPLAY: ${DISPLAY:-:0}
  QT_X11_NO_MITSHM: "1"

并把 Host 的 X11 Unix socket bind mount 到 Container：

yaml 复制代码

volumes:
  - type: bind
    source: /tmp/.X11-unix
    target: /tmp/.X11-unix

其中：

text 复制代码

DISPLAY
  -> 告诉 Qt 应用连接哪个 X display

/tmp/.X11-unix
  -> 本地 X server 的 Unix domain socket

QT_X11_NO_MITSHM=1
  -> 容器场景下不使用 X11 MIT-SHM，减少共享内存相关兼容问题

DISPLAY: ${DISPLAY:-:0} 表示：

Compose 启动环境已经有 DISPLAY：直接继承；
没有：先默认使用常见的 :0。

如果 Ubuntu 桌面实际不是 :0，以桌面终端执行：

bash 复制代码

echo "$DISPLAY"

看到的值为准。

8.3 Host 授权 Container 连接 X server

在 Ubuntu 图形桌面里的终端执行：

bash 复制代码

xhost +si:localuser:$(whoami)

当前 Dockerfile 会让 Container 用户 UID/GID 与 Host 对齐，因此这个 local-user 授权方式适合当前开发环境。

不要使用：

bash 复制代码

xhost +

它会直接关闭 X server 的访问控制，范围过大。

如果 Host 没有 xhost：

bash 复制代码

sudo apt update
sudo apt install x11-xserver-utils

8.4 重建并启动

修改 Dockerfile 后需要重新 build 镜像：

bash 复制代码

cd /home/wdfk/share/ros1-docker

docker compose build ros1-dev
docker compose up -d --force-recreate ros1-dev

确认 Container 能看到 display：

bash 复制代码

docker compose exec ros1-dev bash

echo "$DISPLAY"
ls -l /tmp/.X11-unix

然后先启动 roscore 和实验 Node，再执行：

bash 复制代码

rqt_graph

或：

bash 复制代码

rqt_console

窗口应该出现在 Ubuntu VM 的桌面环境中，而不是嵌在 VS Code Terminal 里面。

rqt_graph 当前主要用来看：

text 复制代码

/hello_node
    -> /chatter

以及后续 listener 加入后的发布/订阅连接关系。

rqt_console 用来看和过滤 ROS 日志，可以按 Node、Severity、Message 等维度观察。

8.5 相关资料

ROS Wiki rqt_graph：https://wiki.ros.org/rqt_graph
ROS Wiki rqt_console：https://wiki.ros.org/rqt_console
ROS Wiki rqt：https://wiki.ros.org/rqt
rqt_graph Noetic 源码：https://github.com/ros-visualization/rqt_graph/tree/noetic-devel
rqt_console Noetic 源码：https://github.com/ros-visualization/rqt_console/tree/noetic-devel
X.Org xhost：https://www.x.org/releases/X11R7.0/doc/html/xhost.1.html
Docker bind mounts：https://docs.docker.com/engine/storage/bind-mounts/

9. 本章源码阅读主线

按下面的符号顺序阅读即可：

text 复制代码

hello_node.cpp
  -> ros::init()
  -> network::init()
  -> master::init()
  -> this_node::init() / names::init()
  -> file_log::init()
  -> param::init()
  -> ros::NodeHandle::NodeHandle()
  -> NodeHandle::construct()
  -> ros::start()
  -> NodeHandle::initRemappings()
  -> shutdownCallback() / basicSigintHandler()
  -> requestShutdown()
  -> checkForShutdown()
  -> ros::shutdown()
  -> NodeHandle::destruct()

这里有一个时序细节：构造函数中 construct() 先执行，而第一个 construct() 会在内部调用 ros::start()；返回以后才执行 initRemappings()。因此当前源码真实顺序是：

text 复制代码

NodeHandle constructor
  -> construct()
      -> first NodeHandle ? ros::start()
  -> initRemappings()

本章真正需要建立的是：

text 复制代码

进程装载与静态初始化
    ↓
main()
    ↓
ros::init()             initialized
    ↓
第一个 NodeHandle
    ↓
ros::start()            started
    ↓
应用运行
    ↓
shutdown request
    ↓
ros::shutdown()
    ↓
NodeHandle / 进程退出

能把这条链解释清楚后，再进入 07 的 Master/XML-RPC 注册发现机制。

参考源码与文档

roscpp CMakeLists.txt：https://github.com/ros/ros_comm/blob/noetic-devel/clients/roscpp/CMakeLists.txt
roscpp init.cpp：https://github.com/ros/ros_comm/blob/noetic-devel/clients/roscpp/src/libros/init.cpp
roscpp node_handle.cpp：https://github.com/ros/ros_comm/blob/noetic-devel/clients/roscpp/src/libros/node_handle.cpp
roscpp node_handle.h：https://github.com/ros/ros_comm/blob/noetic-devel/clients/roscpp/include/ros/node_handle.h
roscpp master.cpp：https://github.com/ros/ros_comm/blob/noetic-devel/clients/roscpp/src/libros/master.cpp
roscpp network.cpp：https://github.com/ros/ros_comm/blob/noetic-devel/clients/roscpp/src/libros/network.cpp
roscpp param.cpp：https://github.com/ros/ros_comm/blob/noetic-devel/clients/roscpp/src/libros/param.cpp
roscpp xmlrpc_manager.cpp：https://github.com/ros/ros_comm/blob/noetic-devel/clients/roscpp/src/libros/xmlrpc_manager.cpp
rosconsole CMakeLists.txt：https://github.com/ros/rosconsole/blob/noetic-devel/CMakeLists.txt
rosconsole rosconsole.cpp：https://github.com/ros/rosconsole/blob/noetic-devel/src/rosconsole/rosconsole.cpp
ROS1 Names：https://wiki.ros.org/Names
ROS1 rosconsole：https://wiki.ros.org/rosconsole
ROS1 rqt_graph：https://wiki.ros.org/rqt_graph
ROS1 rqt_console：https://wiki.ros.org/rqt_console

ROS教程06：ROS1 Node 启动与停止流程