ROS学习（十四）：ROS Spinning

最新推荐文章于 2025-06-22 19:37:41 发布

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#roscpp #spinning #线程

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本文介绍了ROS中的单线程与多线程Spinning机制，包括ros::spin()与ros::spinOnce()的使用方法，ros::MultiThreadedSpinner与ros::AsyncSpinner的工作原理，以及如何自定义回调序列来实现更复杂的线程管理。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

ROS 单线程与多线程 Spinning

roscpp 不为应用程序指定具体的线程模型。

允许回调函数调用任意数量的线程

必须要调用线程，否则订阅、服务等回调将永远不会被调用

常见的解决方案是，在主函数开头用 ros::spin()

注意：回调序列对内部的网络通讯没有影响，只能影响回调发生的时刻。它们将影响订阅序列，取决于处理回调函数的速度、消息到达的速度、消息是否丢弃等。

1、单线程

最简单最常用的单线程为：ros::spin()

ros::init(argc, argv, "my_node");
ros::NodeHandle nh;
ros::Subscriber sub = nh.subscribe(...);
...
ros::spin();

所有用户的调用程序将从 ros::spin()开始调用。只到节点关闭（ros::shutdown() or a Ctrl-C），ros::spin()才有返回值。

另一个常用的模式是周期性的 ros::spinOnce()

ros::Rate r(10); // 10 hz
while (should_continue)
{
  ... do some work, publish some messages, etc. ...
  ros::spinOnce();
  r.sleep();
}

ros::spinOnce()将在那一刻调用所有等待调用的函数。

执行一个自己的spin()函数很简单：

#include <ros/callback_queue.h>
ros::NodeHandle n;
while (ros::ok())
{
  ros::getGlobalCallbackQueue()->callAvailable(ros::WallDuration(0.1));
}

spinOnce() 类似：

#include <ros/callback_queue.h>

ros::getGlobalCallbackQueue()->callAvailable(ros::WallDuration(0));

注：spin()和spinonce()真的意味着单线程应用程序，而不是从多个线程中调用的一次优化。

2、多线程

ros::MultiThreadedSpinner

阻塞式线程，类似于ros::spin(),你可以在它的构造器上指定一定数量的线程数，但如果不指定或设置为0，则会在每个CPU上执行一个线程。

ros::MultiThreadedSpinner spinner(4); // Use 4 threads
spinner.spin(); // spin() will not return until the node has been shutdown

ros::AsyncSpinner (since 0.10)

一个更有用的线程。它不用spin() 回调，而用start()和stop()，当它销毁时候就会自动关闭

ros::AsyncSpinner spinner(4); // Use 4 threads
spinner.start();
ros::waitForShutdown();

3、回调序列

创建回调序列：


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

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。

callAvailable()和callOne()都会有一个超时选项，在返回前，它会在超时时间内等待回调有效。

如果是0，同时队列没有回调，则直接返回。

4、高级回调序列

上面spin()执行的语句，有调用到 ros::getGlobalCallbackQueue()，默认所有的回调都会放到全局队列，由ros::spin() 处理。

自定义回调序列：

1、subscribe(), advertise(), advertiseService()

2、NodeHandle

ros::AsyncSpinner spinner(0, &my_callback_queue);
spinner.start();

这个可使用所有订阅，服务，定时器等，回调通过my_callback_queue而不是 roscpp的默认队列。意味着ros::spin() 和ros::spinOnce() 不会处理这些回调。你需要单独处理这些回调。

你可以通过手工调用 ros::CallbackQueue::callAvailable() 和ros::CallbackQueue::callOne()方法处理。

my_callback_queue.callAvailable(ros::WallDuration());
// alternatively, .callOne(ros::WallDuration()) to only call a single callback instead of all available

各种*Spinner对象可以使用指向回调队列的指针而不是默认值：

ros::AsyncSpinner spinner(0, &my_callback_queue);
spinner.start();

或者：

ros::MultiThreadedSpinner spinner(0);
spinner.spin(&my_callback_queue);

参考

http://wiki.ros.org/roscpp/Overview/Callbacks%20and%20Spinning