服务通信是ROS中一种及其常用的通信模式，服务通信是基于请求响应模式的，是一种应答机制，也即一个节点A向另一个节点B发送请求，B接收处理请求并产生响应返回给A，比如如下场景：

机器人在巡逻过程中，控制系统分析传感器数据发现可疑物体或人...此时需要拍摄照片留存。

在上述场景中，就用到了服务通信。

一个节点需要向相机节点发送拍照请求， 相机节点处理请求，并返回处理结果。

与上述应用类似的，服务通信更适用于对实时性有要求，具有一定逻辑处理的应用场景

概念

以请求响应的方式实现不同节点之间数据交互的通信模式

作用

用于偶然、对时时性有要求，有一定逻辑处理需求的数据传输场景。

案例

实现两个数字的求和，客户端节点，运行会向服务器发送两个数字，服务器节点接收两个数字求和并将结果响应回客户端。

服务通信理论模型

服务通信较之于话题通信更简单些，理论模型如下图所示，该模型中涉及到三个角色：

• ROS master管理者
• Server服务端
• Client客户端

ROS Master负责保管Server和Client注册的信息，并匹配话题相同的Server与Client，帮助Server与Client建立连接，连接建立后，Client发送请求信息，Server返回响应信息。

现实模型 

 0.Server注册

Server启动后，会通过RPC在ROS Master中注册自身信息，其中包含提供的服务的名称。ROS Master会将节点的注册信息加入到注册表中

1.Client注册

Client 启动后，也会通过RPC在 ROS Master 中注册自身信息，包含需要请求的服务的名称。ROS Master 会将节点的注册信息加入到注册表中。

2.ROS Master实现信息匹配

ROS Master会根据注册表中的信息匹配Server和Client，并通过RPC向Client发送Server的TCP地址

3.Client发送请求

Client 根据步骤2 响应的信息，使用 TCP 与 Server 建立网络连接，并发送请求数据。

4.Server发送响应

Server 接收、解析请求的数据，并产生响应结果返回给 Client。

注意:

1.客户端请求被处理时，需要保证服务器已经启动；

2.服务端和客户端都可以存在多个。

 服务通信自定义srv

需求：服务通信中，客户端提交两个整数至服务端，服务端求和并响应结果到客户端，请创建服务器和客户端通信的数据载体。

流程

srv文件内的可用数据类型与msg文件一致，且定义srv实现流程与自定义msg实现流程类似：

1. 按照固定格式创建srv文件
2. 编辑配置文件
3. 编译生成中间文件

1、定义srv文件

服务通信中，数据分成两部分，请求与响应，在srv文件中请求和响应使用分割线，具体实现如下

功能包下新建目录srv，添加xxx.srv文件，内容：

#客户端请求时发送的两个数字

int32 num1

int32 num2

---

#服务器响应发送的数据

int32 sum

2、编辑配置文件

package.xml中添加编译依赖与执行依赖

<build_depend>message_generation</build_depend>

<exec_depend>message_runtime</exex_depend>

CMakeLists.txt编辑srv相关配置

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
    roscpp
    rospy
    std_msgs
    message_generation
)
 
add_service_files(
  FILES
  AddInts.srv
)
 
generate_messages(
  DEPENDENCIES
  std_msgs
)

 注意: 官网没有在 catkin_package 中配置 message_runtime,经测试配置也可以

3.编译

编译后的中间文件查看:

C++ 需要调用的中间文件(.../工作空间/devel/include/包名/xxx.h)

Python 需要调用的中间文件(.../工作空间/devel/lib/python3/dist-packages/包名/srv) 

后续调用相关 srv 时，是从这些中间文件调用的

服务通信自定义srv调用（C++实现）

需求：

编写服务通信，客户端提交两个整数至服务端，服务端求和并响应结果到客户端。

分析：

在模型实现中，ROS Master上不需要实现，而连接的建立也已经被封装了，需要关注的关键点有3个：

1. 服务端
2. 客户端
3. 数据

流程：

1. 编写服务函数实现
2. 编写客户端实现
3. 编辑配置文件
4. 编译并执行

vscode配置

需要像之前自定义msg实现一样配置c_cpp_properies.json文件，如果以前配置好了，而且没有变更工作空间，可以忽略，如果需要配置，配置方式与之前相同

{
    "configurations": [
        {
            "browse": {
                "databaseFilename": "",
                "limitSymbolsToIncludedHeaders": true
            },
            "includePath": [
                "/opt/ros/noetic/include/**",
                "/usr/include/**",
                "/xxx/yyy工作空间/devel/include/**" //配置 head 文件的路径 
            ],
            "name": "ROS",
            "intelliSenseMode": "gcc-x64",
            "compilerPath": "/usr/bin/gcc",
            "cStandard": "c11",
            "cppStandard": "c++17"
        }
    ],
    "version": 4
}

1、服务端

/*

需求：编写两个节点实现服务通信，客户端节点需要提交两个数据到服务器

服务器需要解析客户端提交的数据，相加后，将结果响应回客户端，客户端再解析。

服务器实现：

包含头文件
初始化ROS节点
创建ROS句柄
创建服务对象
回调函数处理请求并响应
由于请求有多个，需要调用ros::spin()
*/

#include “ros/ros.h”
#include "demo03_server_client/AddInts.h"
 
bool doReq(demo03_server_client::AddInts::Request&req,demo03_server_client::AddInts::Request&resp)
{
    int num1    =    req.num1;
    int num2    =    req.num2;
 
    ROS_INFO("服务器接收到的请求数据为：num1=%d,num2=%d",num1,num2);
    //逻辑处理
    if(num1<0||num2<0)
    {   
        ROS_ERROR("提交的数据异常，数据不可以为负数");
        return false;
    }
    //如果没有异常，那么相加并将结果赋值给resq
    resp.sum    =    num1+num2;
    return true;
 
}
int main(int argc,char *argv[])
{
 
    setlocale(LC_ALL,"");
    ros::init(argc,argv,"AddInts_Server");
 
    ros::NodeHandle nh;
    ros::ServiceServer server = nh.advertiseService("AddInts",doReq);
 
    ROS_INFO("服务已经启动...");
    ros::spin();
    return 0;
 
 
}

2、客户端

/*
    需求: 
        编写两个节点实现服务通信，客户端节点需要提交两个整数到服务器
        服务器需要解析客户端提交的数据，相加后，将结果响应回客户端，
        客户端再解析
 
    服务器实现:
        1.包含头文件
        2.初始化 ROS 节点
        3.创建 ROS 句柄
        4.创建 客户端 对象
        5.请求服务，接收响应
 
*/
// 1.包含头文件
#include "ros/ros.h"
#include "demo03_server_client/AddInts.h"
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    setlocale(LC_ALL,"");
 
    // 调用时动态传值,如果通过 launch 的 args 传参，需要传递的参数个数 +3
    if (argc != 3)
    // if (argc != 5)//launch 传参(0-文件路径 1传入的参数 2传入的参数 3节点名称 4日志路径)
    {
        ROS_ERROR("请提交两个整数");
        return 1;
    }
 
 
    // 2.初始化 ROS 节点
    ros::init(argc,argv,"AddInts_Client");
    // 3.创建 ROS 句柄
    ros::NodeHandle nh;
    // 4.创建 客户端 对象
    ros::ServiceClient client = nh.serviceClient<demo03_server_client::AddInts>("AddInts");
    //等待服务启动成功
    //方式1
    ros::service::waitForService("AddInts");
    //方式2
    // client.waitForExistence();
    // 5.组织请求数据
    demo03_server_client::AddInts ai;
    ai.request.num1 = atoi(argv[1]);
    ai.request.num2 = atoi(argv[2]);
    // 6.发送请求,返回 bool 值，标记是否成功
    bool flag = client.call(ai);
    // 7.处理响应
    if (flag)
    {
        ROS_INFO("请求正常处理,响应结果:%d",ai.response.sum);
    }
    else
    {
        ROS_ERROR("请求处理失败....");
        return 1;
    }
 
    return 0;
}

3、配置CMakeLists文件

add_executable(AddInts_Server src/AddInts_Server.cpp)
add_executable(AddInts_Client src/AddInts_Client.cpp)


add_dependencies(AddInts_Server ${PROJECT_NAME}_gencpp)
add_dependencies(AddInts_Client ${PROJECT_NAME}_gencpp)


target_link_libraries(AddInts_Server
  ${catkin_LIBRARIES}
)
target_link_libraries(AddInts_Client
  ${catkin_LIBRARIES}
)

4、执行

流程：

• 需要先启动服务，rosrun 包名 服务
• 然后再调用客户端：rosrun 客户端 参数1 参数2

结果;

会根据提交的数据响应相加后的结果。

注意:

如果先启动客户端，那么会导致运行失败

优化:

在客户端发送请求前添加:client.waitForExistence();

或:ros::service::waitForService("AddInts");

这是一个阻塞式函数，只有服务启动成功后才会继续执行

此处可以使用 launch 文件优化，但是需要注意 args 传参特点