ROS2 多线程

0. 简介

我们在开发ROS2程序时会发现，当面对只有一个node节点时，程序的调用是线性的，这个时候就会有两种解决方式，一种就是使用rclcpp_components来完成对子节点的注册，并完成类似ROS1中Nodelets的操作。另外一种就是使用执行器和回调组完成多线程的创建。

1. ROS2中多线程–callback_group

相较于ROS1中使用MultiThreadedSpinner完成多线程调用而言，ROS2在程序中自带了callback_group。callback_group为所有的callback分了组别，分别为：

• MutuallyExclusive；互斥，即这个组别中每时刻只允许1个线程，一个callback在执行时，其他只能等待
• Reentrant；可重入，这个组别中每时刻允许多个线程，一个Callback在执行时，其他callback可开启新的线程

这样也以为这我们可以有效地对ROS2中的callback程序进行控制。在ROS2的node中默认组别是MutuallyExclusive类型，即便使用了multiThreadedExecutor，也依然默认MutuallyExclusive类型，所以我们可以按照我们的需求来进行设置。

Node::create_subscription(
  const std::string & topic_name,  //topic名称
  const rclcpp::QoS & qos,
  CallbackT && callback,
  const SubscriptionOptionsWithAllocator<AllocatorT> & options,  //选项
  typename rclcpp::message_memory_strategy::MessageMemoryStrategy<
    typename rclcpp::subscription_traits::has_message_type<CallbackT>::type, AllocatorT>::SharedPtr
  msg_mem_strat)
//-------->
this->create_subscription<std_msgs::msg::Int32>("int1",qos,
			std::bind(&PathSearcherNode::int1Sub, this,
	        std::placeholders::_1),
			rclcpp::SubscriptionOptions());

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

值得一提的是当我们不依赖ros时，可以选择thread完成多线程的创立。具体的操作可以从众多的SLAM项目中总结出来。

2. 多线程的大致流程

上面的图片展示了多线程的整体流程，回调组会在程序创立时初始化。

// 声明回调组
rclcpp::CallbackGroup::SharedPtr callback_group_service_;
// 实例化回调组，类型为：互斥的
callback_group_service_ = this->create_callback_group(rclcpp::CallbackGroupType::MutuallyExclusive);
1
2
3
4

在后面会实例化回调组，通过服务端完成对回调组的调用，从而告诉ROS2的执行器，当你要调用回调函数处理请求时，请把它放到单独线程的回调组中。

// 声明占位符
using std::placeholders::_1;
using std::placeholders::_2;
// 声明服务端
// 声明一个服务端
rclcpp::Service<village_interfaces::srv::SellNovel>::SharedPtr server_;
// 实例化卖二手书的服务
server_ = this->create_service<village_interfaces::srv::SellNovel>("sell_novel",
                            std::bind(&SingleDogNode::sell_book_callback,this,_1,_2),
                            rmw_qos_profile_services_default,
                            callback_group_service_);
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

最后一步就是将单线程执行器换为多线程执行器

auto node = std::make_shared<SingleDogNode>("wang2");
/* 运行节点，并检测退出信号*/
rclcpp::executors::MultiThreadedExecutor exector;
exector.add_node(node);
exector.spin();
1
2
3
4
5

…详情请参照古月居