ROS ros::spin() 和 ros::spineOnce区别
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函数意义
首先要知道,二者都是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 (ROS官方基础教程) 。
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
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。
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。
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:
发送端代码:
#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;
}
接收端代码:
#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;
}
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:
- 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
接收端代码:
/**接收端**/<br>#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;
}
- 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();
}
多线程调用ros::spin()和spinOnce
我们注意到 ros::spin()
只会单独开辟一个单一线程去处理这些回调函数队列,当订阅不同频率
的话题时,那么所有订阅话题的接收频率为所有话题处理最慢的一个
,为了能够让话题接收不同的频率,我们可以使用ros::MultiThreadedSpinner
或者ros::AsyncSpinner
来解决问题.例如:
MultiThreadedSpinner
MultiThreadedSpinner 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); // Use 4 threads
spinner.spin(); // spin() will not return until the node has been shutdown
AsyncSpinner
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();
ros::waitForShutdown();