ros::spin ros::spinOnce使用细节

Posted 2022-04-16 Overboom

1 ros::spin()

代码示例

Person.msg

string name
uint8  age
uint8  sex

uint8 unknown = 0
uint8 male    = 1
uint8 female  = 2

person_publisher.cpp

#include <ros/ros.h>
#include "learning_topic/Person.h"

int main(int argc, char **argv)

    // ROS节点初始化
    ros::init(argc, argv, "person_publisher");

    // 创建节点句柄
    ros::NodeHandle n;

    // 创建一个Publisher，发布名为/person_info的topic，消息类型为learning_topic::Person，队列长度10
    ros::Publisher person_info_pub = n.advertise<learning_topic::Person>("/person_info", 10);

    // 设置循环的频率
    ros::Rate loop_rate(1);

    int count = 0;
    while (ros::ok())
    
        // 初始化learning_topic::Person类型的消息
    	learning_topic::Person person_msg;
		person_msg.name = "Tom";
		person_msg.age  = 18;
		person_msg.sex  = learning_topic::Person::male;

        // 发布消息
		person_info_pub.publish(person_msg);

       	ROS_INFO("Publish Person Info: name:%s  age:%d  sex:%d", 
				  person_msg.name.c_str(), person_msg.age, person_msg.sex);

        // 按照循环频率延时
        loop_rate.sleep();
    

    return 0;

person_subscriber.cpp

#include <ros/ros.h>
#include "learning_topic/Person.h"

// 接收到订阅的消息后，会进入消息回调函数
void personInfoCallback(const learning_topic::Person::ConstPtr& msg)

    // 将接收到的消息打印出来
    ROS_INFO("Subcribe Person Info: name:%s  age:%d  sex:%d", 
			 msg->name.c_str(), msg->age, msg->sex);


int main(int argc, char **argv)

    // 初始化ROS节点
    ros::init(argc, argv, "person_subscriber");

    // 创建节点句柄
    ros::NodeHandle n;

    // 创建一个Subscriber，订阅名为/person_info的topic，注册回调函数personInfoCallback
    ros::Subscriber person_info_sub = n.subscribe("/person_info", 10, personInfoCallback);

    // 循环等待回调函数
    ros::spin();

    return 0;

程序执行流程分析：

1. 消息发布器在一个while里面一直循环发送“person_msg”到话题（topic）/person_info上。
2. 消息订阅器一旦知道/person_info上面有person_msg，就会将这person_msg作为参数传入callback函数中，但是此时还没有执行callback函数，而是把callback函数放到了一个回调函数队列中。
3. 所以当发布器不断发送person_msg到/person_info上面时，就会有相应的callback函数进入队列中，它们函数名一样，只是实参不一样。

那什么时候处理回调函数队列中的回调函数了？这就是　ros::spin()　需要做的工作了。

1. 对于spin函数，一旦进入spin函数，它就不会返回了，也不继续往后执行了，相当于它在自己的函数里面死循环了（直到ctrl+c　或者程序终止的时候才退出）。
2. 主要的工作，就是不断的检查回调函数队列里面是否有callback函数存在，如果有的话，它就会马上去执行callback函数。如果没有的话，它就会阻塞，不会占用CPU。

2 ros::spinOnce()

消息publish跟上面一样，这里用ros::spinOnce改写subscriber程序
person_subscriber.cpp

#include <ros/ros.h>
#include "learning_topic/Person.h"

// 接收到订阅的消息后，会进入消息回调函数
void personInfoCallback(const learning_topic::Person::ConstPtr& msg)

    // 将接收到的消息打印出来
    ROS_INFO("Subcribe Person Info: name:%s  age:%d  sex:%d", 
			 msg->name.c_str(), msg->age, msg->sex);


int main(int argc, char **argv)

    // 初始化ROS节点
    ros::init(argc, argv, "person_subscriber");

    // 创建节点句柄
    ros::NodeHandle n;

    // 创建一个Subscriber，订阅名为/person_info的topic，注册回调函数personInfoCallback
    ros::Subscriber person_info_sub = n.subscribe("/person_info", 10, personInfoCallback);

#if 0
    // 循环等待回调函数
    ros::spin();
#endif
	ros::Rate loop_rate(5);
    while (ros::ok())
    
        ros::spinOnce();
        loop_rate.sleep(); //配合执行频率，sleep一段时间，然后进入下一个循环。
    
    return 0;

回调函数的队列的创建和上面的分析是一样的，这里讲一讲ros::spinOnce()　的处理流程：

1. 当spinOnce函数被调用时，spinOnce就会调用回调函数队列中第一个callback函数，此时callback函数被执行。
2. spinOnce函数执行一次后，接着执行下面的语句。不像spin函数，进入到自己的内部循环，不往下执行。
3. 等到下次spinOnce函数又被调用时，回调函数队列中第二个callback函数就会被调用，以此类推。

那我们如何控制执行的速度了，也就是执行的频率。从上面的实例中，我们看到了：
ros::Rate loop_rate(5);　设置执行频率
loop_rate.sleep();　配合执行频率，sleep一段时间，然后进入下一个循环。
通过这样的设置，我们就可以设计自己的监听频率了，而不用完全被动的接收topic了。

3 区别

上面其实已经分析到了一个主要区别

• ros::spin()被动的接收topic，或者说纯粹的接收topic.
• ros::spinOnce()可以根据自己的需求设置接收频率。更加主动灵活。

ros::Rate loop_rate(10);
while(ros::ok())

// can add some function
ros::spinOnce();
loop_rate.sleep();

如果退化成下面这样的化，其实和ros::spin()是一样的。
```c
while(ros::ok())

    ros::spinOnce();

从上面的对比中，其实可以看出，ros::spin()和ros::spinOnce() 还有一个重要的区别就是：

ros::spinOnce() 可以配合其它函数，一起放在while循环中处理。也就是说，当程序中除了响应回调函数还有其他重复性工作的时候，那就在循环中做那些工作，然后调用ros::spinOnce()。