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百科不全书之ROS函数解析

2023-05-16

1. ROS的回调函数

/************单线程***************/
ros::spin()  单线程回调函数
ros::spin()在节点关闭或ros::shutdown()或按下Ctrl-C才会返回。
ros::spinOnce() 单线程回调函数
ros::spinOnce()在那个时间点，会调用所有的回调函数。

/************多线程***************/
// 类似于ros::spin()，在构造过程中可以指定它所用线程数，但如果不指定线程数或者线程数设置为0，它将在每个cpu内核开辟一个线程。
ros::MultiThreadedSpinner spinner(4); 

AsyncSpinner比MultiThreadedSpinner更优，它有start() 和stop() 函数，并且在销毁的时候会自动停止。
ros::AsyncSpinner spinner(4); // Use 4 threads
spinner.start();
spinner.stop();
ros::waitForShutdown();

// CallbackQueue  创建回调队列   CallbackQueue 有两种方法调用回调函数： callAvailable() 和callOne()
// callAvailable()调用队列里所有的。 callone()只会调用回调在队列最旧的。

#include <ros/callback_queue.h>
ros::CallbackQueue my_queue;

2. ROS中的订阅(Subscribe)和发布(Publisher)

参考链接：CSDN博主「西涯先生」link

ros::Publisher pub_ = n.advertise<std_msgs::String>("char", 1000);
ros::Subscriber sub = nh_.subscribe<uhf_rfid_api::UhfRfid>("messageepc", 0, rfid_callback) ; //正常用
ros::Subscriber sub_= nh_.subscribe<std_msgs::String>("char", 1, &Recognition::cloudCallBack, this);  // 类中用

// 如果想要给回调函数传参数可以用C++ 的boost库中的boost::bind() 函数  这里，boost::bind中的第一个参数是回调函数名，第二个 _1 是一个占位符，因为回调函数image_callback的第一个参数是msg，要给它留位置。第三个，就是传的一个参数。以此扩展，如果想要传两个参数，这样：boost::bind(image_callback, _1, &pub_vt, &pub_odo)，不要把_1当做参数个数哈
ros::Subscriber sub = nh_.subscribe("/camera/image", 0, boost::bind(image_callback, _1, &pub_vt));

在ROS的回调函数中，遇到运算很费时的操作时，因为这些操作的运算速度达不到消息发布的速度，所以，我们需要每次回调函数都处理当前时刻最新的一个消息。
要达到这个目标有三点，第一点是要设置Publisher的queue_size等于1；第二点是要设置Subscriber的queue_size（消息队列大小）等于1；第三点非常重要，要设置Subscriber的buff_size（缓冲区大小）足够大，大于一个消息的大小。像这样：

pcdpub = rospy.Publisher("lidardata", PointCloud, queue_size=1)
rospy.Subscriber("lidardata", PointCloud, self.pcd_resolve_callback,queue_size=1,buff_size=52428800)

Subscriber和Publisher的消息队列起什么作用，队列的大小有什么影响？

简单描述一下，Publisher的消息队列是为了缓存发布节点发布的消息，一旦队列中消息的数量超过了queue_size，那么最先进入队列的（最老的）消息被舍弃。Subscriber的消息队列是为了缓存节点接收到的信息，一旦自己处理的速度过慢，接收到的消息数量超过了queue_size，那么最先进入队列的（最老的）消息会被舍弃。所以，我们想只处理最新的消息，实际上只需要把两个queue_size都设置成1，那么系统不会缓存数据，自然处理的就是最新的消息。

Subscriber有消息队列缓存消息了，为什么Publisher还要有消息队列？

在我看来，Publisher的消息队列是一定要有的，因为ROS中发布节点往外发送消息是基于Topic发送，而不是直接向Subscriber订阅者发送，所以必须要有一个消息队列来存放发布的消息，以供订阅者来获取。而且这个消息队列的好处是在网络差、带宽小、延时高的时候，保证数据不容易丢失。
既然Publisher有消息队列了，为什么Subscriber还要有消息队列？

这个问题比较难一点。我的理解是，由于ROS毕竟是分布式系统，Publisher和Subscriber不一定在同一台主机上，因此消息需要通过网络来交换。但是网络的性能时好时坏，如果Subscriber没有消息队列，那么每次运行Callback函数前都要先通过网络取回消息，然后才能处理。当网络很差时，就会让系统堵塞。而有消息队列的话，Subscriber就可以一边处理队列中的消息，一边通过网络缓存新的消息，而不用每次处理消息前都要临时去读一个回来。这样就增加了系统的可靠性。

为什么要设置缓冲区的大小？

这个缓冲区的大小是指消息队列使用的缓冲区物理内存空间大小。如果这个空间小于一个消息所需要的空间，比如消息是一副图片或者一帧点云，数据量超过了缓冲区的大小。这个时候为了保证通信不发生错误，就会触发网络通信的保护机制，TCP的Buffer会为你缓存消息。这种机制就会导致每一帧消息都被完整的缓存下来，没有消息被丢弃，感觉上就像queue_size被设置成了无穷大。详细说明请参考：

3. ddd

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  2. fff
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  4. ddfff
  5. fff
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