ROS2入门教程—创建一个简单的服务器和客户端（C++版）

  当节点使用服务进行通信时，发送数据请求的节点称为客户端节点，响应请求的节点称为服务器节点。请求和响应的结构由 .srv文件确定。接下来我们就尝试实现一个简单的服务通信模型，客户端发送两个加数，服务器完成加数求和之后应答求和结果。

1 创建功能包

  首先打开一个新终端，并且设置环境变量，以便ros2命令能够正常工作。然后进入到dev_ws/src文件夹，运行创建功能包的指令创建一个新的功能包：

ros2 pkg create --build-type ament_cmake cpp_srvcli --dependencies rclcpp example_interfaces

  您的终端将返回一条消息，验证功能包cpp_srvcli及其所有必要文件和文件夹的创建。

going to create a new package
package name: cpp_srvcli
destination directory: /home/libo/dev_ws/src
package format: 3
version: 0.0.0
description: TODO: Package description
maintainer: ['libo ']
licenses: ['TODO: License declaration']
build type: ament_cmake
dependencies: ['rclcpp', 'example_interfaces']
creating folder ./cpp_srvcli
creating ./cpp_srvcli/package.xml
creating source and include folder
creating folder ./cpp_srvcli/src
creating folder ./cpp_srvcli/include/cpp_srvcli
creating ./cpp_srvcli/CMakeLists.txt

  --dependencies参数会将后边的依赖自动添加到package.xml和CMakeLists.txt中，example_interfaces功能包中提供了接下来要使用的.srv文件，其中有对服务请求和应答数据的描述：

int64 a
int64 b
---
int64 sum

  ---上方是请求的参数，下方是响应的参数。

  记得要修改下功能包中package.xml文件中的功能包信息：

C++ client server tutorial
Your Name
Apache License 2.0

2 创建服务节点

  在dev_ws/src/cpp_srvcli/src路径下，创建一个文件并命名为add_two_ints_server.cpp，拷贝如下代码：

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "example_interfaces/srv/add_two_ints.hpp"

#include 

void add(const std::shared_ptr  request,
               std::shared_ptr response)
{
    response->sum = request->a + request->b;
    RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "Incoming request\na: %ld" " b: %ld", request->a, request->b);
    RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "sending back response: [%ld]", (long int)response->sum);
}

int main(int argc, char **argv)
{
    rclcpp::init(argc, argv);

    std::shared_ptr node = rclcpp::Node::make_shared("add_two_ints_server");

    rclcpp::Service::SharedPtr service =
        node->create_service("add_two_ints", &add);

    RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "Ready to add two ints.");

    rclcpp::spin(node);
    rclcpp::shutdown();
}

  add函数的传入参数是服务的请求和应答数据，在其中实现请求数据的求和，然后把求和结果放到应答数据中，同时在终端中打印信息。

  在main函数中主要实现以下配置：
  $\bullet$ 初始化ROS2的C++客户端库

rclcpp::init(argc, argv);

  $\bullet$ 创建一个叫做add_two_ints_server的节点

std::shared_ptr node = rclcpp::Node::make_shared("add_two_ints_server");

  $\bullet$ 为该节点创建名为add_two_ints的服务，同时绑定add回调函数

rclcpp::Service::SharedPtr service =
node->create_service("add_two_ints", &add);

  $\bullet$ 打印日志信息

RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "Ready to add two ints.");

  $\bullet$ 进入自旋锁，等待客户端请求

rclcpp::spin(node);

  代码编写完成后，需要在CmakeList.txt中设置编译规则：
  add_executable宏生成一个可执行文件，您可以使用ros2 run运行该文件。将以下代码块添加到CMakeLists.txt以创建名为server的可执行文件：

add_executable(server src/add_two_ints_server.cpp)
ament_target_dependencies(server
rclcpp example_interfaces)

  因此，ros2 run可以找到可执行文件，在文件末尾的ament_package()前面添加以下行：

install(TARGETS
  server
  DESTINATION lib/${PROJECT_NAME})

3 创建客户端节点

  在dev_ws/src/cpp_srvcli/src路径下，创建名为add_two_ints_client.cpp的文件，拷贝如下代码：

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "example_interfaces/srv/add_two_ints.hpp"

#include 
#include 
#include 

using namespace std::chrono_literals;

int main(int argc, char **argv)
{
    rclcpp::init(argc, argv);

    if (argc != 3) {
        RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "usage: add_two_ints_client X Y");
        return 1;
    }

    std::shared_ptr node = rclcpp::Node::make_shared("add_two_ints_client");
    rclcpp::Client::SharedPtr client =
        node->create_client("add_two_ints");

    auto request = std::make_shared();
    request->a = atoll(argv[1]);
    request->b = atoll(argv[2]);

    while (!client->wait_for_service(1s)) {
        if (!rclcpp::ok()) {
            RCLCPP_ERROR(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "Interrupted while waiting for the service. Exiting.");
            return 0;
        }
        RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "service not available, waiting again...");
    }

    auto result = client->async_send_request(request);
    // Wait for the result.
    if (rclcpp::spin_until_future_complete(node, result) == rclcpp::executor::FutureReturnCode::SUCCESS)
    {
        RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "Sum: %ld", result.get()->sum);
    } 
    else 
    {
        RCLCPP_ERROR(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "Failed to call service add_two_ints");
    }

    rclcpp::shutdown();
    return 0;
}

  $\bullet$ 首先创建一个节点，然后创建一个客户端实例

std::shared_ptr node = rclcpp::Node::make_shared("add_two_ints_client");
rclcpp::Client::SharedPtr client =
  node->create_client("add_two_ints");

  $\bullet$ 接下来创建一个请求数据，包括两个加数的数值

auto request = std::make_shared();
request->a = atoll(argv[1]);
request->b = atoll(argv[2]);

  $\bullet$ while循环给客户端1秒的时间来搜索网络中的服务节点。如果找不到，它将继续等待。

RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "service not available, waiting again...");

  $\bullet$ 如果客户端被取消（例如，通过在终端中输入Ctrl+C），它将返回一条错误日志消息，说明客户端被中断

RCLCPP_ERROR(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "Interrupted while waiting for the service. Exiting.");
return 0;

  $\bullet$ 当服务端启动之后，客户端发送请求，并且进入自旋锁状态，等待服务端的响应，当成功时返回求和的结果，否则打印失败的日志

auto result = client->async_send_request(request);
    // Wait for the result.
    if (rclcpp::spin_until_future_complete(node, result) == rclcpp::executor::FutureReturnCode::SUCCESS)
    {
        RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "Sum: %ld", result.get()->sum);
    } 
    else 
    {
        RCLCPP_ERROR(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "Failed to call service add_two_ints");
    }

  返回CMakeLists.txt以添加新节点的可执行文件等配置信息。从自动生成的文件中删除一些不必要的样板文件后，您的CMakeLists.txt应该如下所示：

cmake_minimum_required(VERSION 3.5)
project(cpp_srvcli)

find_package(ament_cmake REQUIRED)
find_package(rclcpp REQUIRED)
find_package(example_interfaces REQUIRED)

add_executable(server src/add_two_ints_server.cpp)
ament_target_dependencies(server
  rclcpp example_interfaces)

add_executable(client src/add_two_ints_client.cpp)
ament_target_dependencies(client
  rclcpp example_interfaces)

install(TARGETS
  server
  client
  DESTINATION lib/${PROJECT_NAME})

ament_package()

4 编译运行

  首先确认下所有的依赖是否都安装了：

rosdep install -i --from-path src --rosdistro eloquent -y

  然后在工作空间的根目录下执行如下编译命令：

colcon build --packages-select cpp_srvcli

  打开一个新终端，进入到工作空间的根目录dev_ws，设置环境变量：

. install/setup.bash

  先运行服务端节点：

ros2 run cpp_srvcli server

  终端中可以看到提示信息：

[INFO] [rclcpp]: Ready to add two ints.

  再打开一个新终端，进入到工作空间的根目录dev_ws，设置环境变量，启动客户端节点，后跟由空格分隔的任意两个整数：

. install/setup.bash
ros2 run cpp_srvcli client 2 3

  例如，如果选择2和3，客户端将收到如下响应：

[INFO] [rclcpp]: Sum: 5

  返回运行服务节点的终端，您将看到有如下日志信息更新：

[INFO] [rclcpp]: Incoming request
a: 2 b: 3
[INFO] [rclcpp]: sending back response: [5]

  以上我们就创建了两个节点实现了服务通信的功能。