ros::spin() 和 ros::spinOnce() 区别及详解

Posted 2020-08-12 小萌是个球

本文详细讲解在机器人操作系统（ROS）中，关于消息回调处理函数 ros::spin() 和 ros::spinOnce() 的意义和区别

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1 函数意义

首先要知道，这俩兄弟学名叫ROS消息回调处理函数。它俩通常会出现在ROS的主循环中，程序需要不断调用ros::spin() 或 ros::spinOnce()，两者区别在于前者调用后不会再返回，也就是你的主程序到这儿就不往下执行了，而后者在调用后还可以继续执行之后的程序。

其实消息回调处理函数的原理非常简单。我们都知道，ROS存在消息发布订阅机制，什么？不知道？不知道还不快去：http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials （ROS官方基础教程) 瞅瞅。

好，我们继续，如果你的程序写了相关的消息订阅函数，那么程序在执行过程中，除了主程序以外，ROS还会自动在后台按照你规定的格式，接受订阅的消息，但是所接到的消息并不是立刻就被处理，而是必须要等到ros::spin()或ros::spinOnce()执行的时候才被调用，这就是消息回到函数的原理，怎么样，简单吧，至于为什么这么设计？咳咳，嗯，肯定有他的道理。。。

2 区别

就像上面说的，ros::spin() 在调用后不会再返回，也就是你的主程序到这儿就不往下执行了，而 ros::spinOnce() 后者在调用后还可以继续执行之后的程序。

其实看函数名也能理解个差不多，一个是一直调用；另一个是只调用一次，如果还想再调用，就需要加上循环了。

这里一定要记住，ros::spin()函数一般不会出现在循环中，因为程序执行到spin()后就不调用其他语句了，也就是说该循环没有任何意义，还有就是spin()函数后面一定不能有其他语句(return 0 除外)，有也是白搭，不会执行的。ros::spinOnce()的用法相对来说很灵活，但往往需要考虑调用消息的时机，调用频率，以及消息池的大小，这些都要根据现实情况协调好，不然会造成数据丢包或者延迟的错误。

3 常见使用方法

这里需要特别强调一下，如果大兄弟你的程序写了相关的消息订阅函数，那千万千万千万不要忘了在相应位置加上ros::spin()或者ros::spinOnce()函数，不然你是永远都得不到另一边发出的数据或消息的，博主血的教训，万望紧记。。。

3.1 ros::spin()

ros::spin()函数用起来比较简单，一般都在主程序的最后，加入该语句就可。例子如下：

发送端：

#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"
#include <sstream>

int main(int argc, char **argv)
{
    ros::init(argc, argv, "talker");
    ros::NodeHandle n;
    ros::Publisher chatter_pub = n.advertise<std_msgs::String>("chatter", 1000);
    ros::Rate loop_rate(10);

    int count = 0;
    while (ros::ok())
    {
        std_msgs::String msg;
        std::stringstream ss;
        ss << "hello world " << count;
        msg.data = ss.str();
        ROS_INFO("%s", msg.data.c_str());

        /**
         * 向 Topic: chatter 发送消息, 发送频率为10Hz（1秒发10次）；消息池最大容量1000。
         */
        chatter_pub.publish(msg);

        loop_rate.sleep();
        ++count;
    }
    return 0;
}

接收端：

#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"

void chatterCallback(const std_msgs::String::ConstPtr& msg)
{
    ROS_INFO("I heard: [%s]", msg->data.c_str());
}

int main(int argc, char **argv)
{
    ros::init(argc, argv, "listener");
    ros::NodeHandle n;
    ros::Subscriber sub = n.subscribe("chatter", 1000, chatterCallback);

    /**
     * ros::spin() 将会进入循环， 一直调用回调函数chatterCallback(),每次调用1000个数据。
     * 当用户输入Ctrl+C或者ROS主进程关闭时退出，
     */
    ros::spin();
    return 0;
}

3.2 ros::spinOnce()

对于ros::spinOnce()的使用，虽说比ros::spin()更自由，可以出现在程序的各个部位，但是需要注意的因素也更多。比如：

1 对于有些传输特别快的消息，尤其需要注意合理控制消息池大小和ros::spinOnce()执行频率; 比如消息送达频率为10Hz, ros::spinOnce()的调用频率为5Hz，那么消息池的大小就一定要大于2，才能保证数据不丢失，无延迟。

 

/**接收端**/
#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"
 
void chatterCallback(const std_msgs::String::ConstPtr& msg)
{
    /*...TODO...*/  
}
 
int main(int argc, char **argv)
{
    ros::init(argc, argv, "listener");
    ros::NodeHandle n;
    ros::Subscriber sub = n.subscribe("chatter", 2, chatterCallback);
 
    ros::Rate loop_rate(5);
    while (ros::ok())
    {
        /*...TODO...*/  

        ros::spinOnce();
        loop_rate.sleep();
    }
    return 0;
}

 

2 ros::spinOnce()用法很灵活，也很广泛，具体情况需要具体分析。但是对于用户自定义的周期性的函数，最好和ros::spinOnce并列执行，不太建议放在回调函数中；

 

/*...TODO...*/
ros::Rate loop_rate(100);
 
while (ros::ok())
{
    /*...TODO...*/
    user_handle_events_timeout(...);

    ros::spinOnce();                  
    loop_rate.sleep();
}