1. 学习目标
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什么是 ROS2 Service
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Service 与 Topic 的区别是什么
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Service 的通信流程是什么
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什么是 Service Client 和 Server
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如何编写一个 Service Server 和 Client
2. 什么是 Service
Service 是 ROS2 中的一种 请求-响应通信方式。
通信模型：
Client → Request → Server
Client ← Response ← Server
结构图：
Client
|
| Request
v
Service
|
v
Server
|
| Response
v
Client
简单理解：
Client 发送请求，Server 处理并返回结果。
3. Service 通信示例
例如：
机器人系统中：
navigation_node 请求 当前地图
系统结构：
navigation_node
|
| Request
v
map_service
|
| Response
v
navigation_node
另一个例子：
UI → 请求机器人状态
robot_node → 返回状态
4. Service 的特点
Service 有三个重要特点：
- 同步通信
Client 发送请求后会等待结果。
Request → 等待 → Response
- 一对一通信
一个 Service Server 一次只处理一个请求。
Client -> Server
不像 Topic 支持一对多。
- 适合控制类操作
Service 常用于：
获取状态
设置参数
触发操作
例如：
重置系统
保存地图
获取机器人状态
5. Topic 与 Service 区别
| 特性 | Topic | Service |
|---|---|---|
| 通信方式 | 发布订阅 | 请求响应 |
| 通信模式 | 异步 | 同步 |
| 关系 | 一对多 | 一对一 |
| 应用 | 数据流 | 控制操作 |
简单记忆：
Topic → 持续数据流
Service → 一次请求
6. Service 的组成
一个 Service 包含三个部分：
Service Name
Request
Response
例如：
Service Name: /add_two_ints
Request:
int64 a
int64 b
Response:
int64 sum
7. 查看 ROS2 Service
ROS2 自带很多 Service。
查看 Service：
ros2 service list
查看 Service 类型：
ros2 service type /add_two_ints
查看 Service 结构：
ros2 interface show example_interfaces/srv/AddTwoInts
输出：
int64 a
int64 b
---
int64 sum
上半部分：
Request
下半部分：
Response
8. Service Server 示例（C++）
创建：
add_server.cpp
代码：
#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "example_interfaces/srv/add_two_ints.hpp"
class AddServer : public rclcpp::Node
{
public:
AddServer() : Node("add_server")
{
service_ = this->create_service<example_interfaces::srv::AddTwoInts>(
"add_two_ints",
std::bind(&AddServer::handle_service, this,
std::placeholders::_1, std::placeholders::_2));
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Service Ready");
}
private:
void handle_service(
const std::shared_ptr<example_interfaces::srv::AddTwoInts::Request> request,
std::shared_ptr<example_interfaces::srv::AddTwoInts::Response> response)
{
response->sum = request->a + request->b;
RCLCPP_INFO(this->get_logger(),
"Request: %ld + %ld",
request->a, request->b);
}
rclcpp::Service<example_interfaces::srv::AddTwoInts>::SharedPtr service_;
};
int main(int argc, char ** argv)
{
rclcpp::init(argc, argv);
auto node = std::make_shared<AddServer>();
rclcpp::spin(node);
rclcpp::shutdown();
}
9. Service Client 示例
创建：
add_client.cpp
代码：
#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "example_interfaces/srv/add_two_ints.hpp"
class AddClient : public rclcpp::Node
{
public:
AddClient() : Node("add_client")
{
client_ = this->create_client<example_interfaces::srv::AddTwoInts>("add_two_ints");
auto request = std::make_shared<example_interfaces::srv::AddTwoInts::Request>();
request->a = 10;
request->b = 20;
while (!client_->wait_for_service(std::chrono::seconds(1))) {
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Waiting for service...");
}
auto result = client_->async_send_request(request);
if (rclcpp::spin_until_future_complete(this->get_node_base_interface(), result)
== rclcpp::FutureReturnCode::SUCCESS)
{
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Result: %ld", result.get()->sum);
}
}
private:
rclcpp::Client<example_interfaces::srv::AddTwoInts>::SharedPtr client_;
};
int main(int argc, char ** argv)
{
rclcpp::init(argc, argv);
auto node = std::make_shared<AddClient>();
rclcpp::spin(node);
rclcpp::shutdown();
}
10. 修改 CMakeLists.txt
添加：
add_executable(add_server src/add_server.cpp)
add_executable(add_client src/add_client.cpp)
ament_target_dependencies(add_server rclcpp example_interfaces)
ament_target_dependencies(add_client rclcpp example_interfaces)
install(TARGETS
add_server
add_client
DESTINATION lib/${PROJECT_NAME})
11. 编译运行
编译：
colcon build
加载环境：
source install/setup.bash
运行 Server：
ros2 run my_package add_server
运行 Client：
ros2 run my_package add_client
输出：
Request: 10 + 20
Result: 30
12. Service 调试工具
查看 Service：
ros2 service list
查看 Service 类型：
ros2 service type /add_two_ints
手动调用：
ros2 service call /add_two_ints example_interfaces/srv/AddTwoInts "{a: 5, b: 3}"
输出：
sum: 8
13. Service 总结
Service 通信结构：
Client → Request → Server
Client ← Response ← Server
特点：
同步通信
一对一
适合控制操作
对比：
Topic → 数据流
Service → 请求响应
14. Q&A
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Service 是什么？
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Service 与 Topic 的区别是什么？
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Service 为什么是同步通信？
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Client 和 Server 分别做什么？
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什么场景适合 Service？