ROS之服务

服务(service)是另一种在节点之间传递数据的方法，服务其实就是同步的跨进程函数调用，它能够让一个节点调用运行在另一个节点中的函数。

我们就像之前消息类型一样定义这个函数的输入/输出。服务端(提供服务的节点)定义了一个回调函数来处理服务的请求，并声明这个服务。

客服端(进行服务请求的节点)通过一个本地的代理调用这个服务。

服务一般只是做哪些偶尔会做的事，或这当你需要同步的响应的时候，服务的回调函数中的计算应该较短，并能够在有限的时间中完成。

定义服务

例:WordCount.srv

string words
---
uint32 count

创建一个服务的第一步是定义服务调用的是输入和输出，定义服务文件就像消息定义文件一样，服务定义文件只是一个消息类型列表，这些类型可以是内建的。

文件中首先是服务调用的输入。直接使用ros内建的string类型，三个小短线(---)表示输入的末尾和输出的开始，我使用一个32位的无符号整数(uint32)作为输出，

这个包含服务定义的文件叫做WordCount.srv并且保存在包目录的一个叫做srv的子目录中(这个目录可以自己设置)

一旦写好文件了定义文件，我们就需要运行catkin_make来创建我们在与服务交互的时候真正会用到的代码和类定义，就像我们创建消息一样。

需要在package.xml文件中调加一些东西来表示对rospy和消息生成系统的依赖。如下

<build_depend>rospy</build_depend>
<evec_depend>rospy</exec_depend>

<build_depend>message_generation</build_depend>
<exec_depend>message_runtime</exec_depend>

需要修改CMakeLists.txt文件

其他修改和前面话题修改的一样，不同的是

需要在CMakeLists.txt文件中使用add_service_files()告诉那些服务定义文件需要编译

add_service_files(
     FILES
    WordCount.srv
)

最后要确保我们的服务定义文件的依赖已经被声明了，使用CMakeLists.txt文件中的generate_message()调用.

generation_message(
    DEPENDENCIES
    std_msgs
)

当所有的这些都完成了，运行catkin_make来生成三个类;WordCount、WordCountRequest和WordCountResponse.

然后使用rossev show WordCount命令可以检测服务的定义

qqtsj@qqtsj-Nitro-AN515-:~/catkin_ws/src/basic$ rossrv show WordCount
[basic/WordCount]:
string words
---
uint32 count

使用rossrv list 命令可查看所有提供服务的包

qqtsj@qqtsj-Nitro-AN515-:~/catkin_ws/src/basic$ rossrv list
basic/WordCount
control_msgs/QueryCalibrationState
control_msgs/QueryTrajectoryState
control_toolbox/SetPidGains
controller_manager_msgs/ListControllerTypes
controller_manager_msgs/ListControllers
controller_manager_msgs/LoadController
controller_manager_msgs/ReloadControllerLibraries
controller_manager_msgs/SwitchController
controller_manager_msgs/UnloadController
diagnostic_msgs/AddDiagnostics
diagnostic_msgs/SelfTest
dynamic_reconfigure/Reconfigure
gazebo_msgs/ApplyBodyWrench
gazebo_msgs/ApplyJointEffort
gazebo_msgs/BodyRequest
gazebo_msgs/DeleteLight
gazebo_msgs/DeleteModel
gazebo_msgs/GetJointProperties
gazebo_msgs/GetLightProperties
gazebo_msgs/GetLinkProperties
gazebo_msgs/GetLinkState
gazebo_msgs/GetModelProperties
gazebo_msgs/GetModelState
gazebo_msgs/GetPhysicsProperties
gazebo_msgs/GetWorldProperties
gazebo_msgs/JointRequest
gazebo_msgs/SetJointProperties
gazebo_msgs/SetJointTrajectory
gazebo_msgs/SetLightProperties
gazebo_msgs/SetLinkProperties
gazebo_msgs/SetLinkState
gazebo_msgs/SetModelConfiguration
gazebo_msgs/SetModelState
gazebo_msgs/SetPhysicsProperties
gazebo_msgs/SpawnModel
laser_assembler/AssembleScans
laser_assembler/AssembleScans2
map_msgs/GetMapROI
map_msgs/GetPointMap
map_msgs/GetPointMapROI
map_msgs/ProjectedMapsInfo
map_msgs/SaveMap
map_msgs/SetMapProjections
nav_msgs/GetMap
nav_msgs/GetPlan
nav_msgs/SetMap
nodelet/NodeletList
nodelet/NodeletLoad
nodelet/NodeletUnload
polled_camera/GetPolledImage
roscpp/Empty
roscpp/GetLoggers
roscpp/SetLoggerLevel
roscpp_tutorials/TwoInts
rospy_tutorials/AddTwoInts
rospy_tutorials/BadTwoInts
sensor_msgs/SetCameraInfo
std_srvs/Empty
std_srvs/SetBool
std_srvs/Trigger
tf/FrameGraph
tf2_msgs/FrameGraph
topic_tools/DemuxAdd
topic_tools/DemuxDelete
topic_tools/DemuxList
topic_tools/DemuxSelect
topic_tools/MuxAdd
topic_tools/MuxDelete
topic_tools/MuxList
topic_tools/MuxSelect
turtlesim/Kill
turtlesim/SetPen
turtlesim/Spawn
turtlesim/TeleportAbsolute
turtlesim/TeleportRelative

实现服务

下面举一个例子（一个简单的实现了单词计数服务的服务端程序）

例:service_server.py

  #!/usr/bin/env python
  import rospy
  from basic.srv import WordCount,WordCountResponse

  def count_words(request):
      return WordCountResponse(len(request.words.split()))
  rospy.init_node('service_server')
  service=rospy.Service('word_count',WordCount,count_words)
  rospy.spin()

第一.首先需要导入catkin生成的代码：

from basic.src import WordCount,WordCountResponse

注意需要同时导入WordCount和WordCountRseponse.

第二.回调函数只接受一个WordCountRequest类型的参数并返回一个WordCountResponse类型的值：

def count_words(request):

return WordCountResponse(len(request.words.split()))

WordCountResponse的构造函数接受与服务定义文件中的类型相匹配的参数。

第三.我们声明这个服务，并且给他一个名字(word_count)和一个类型(WordCount)，同时指定实现这一服务的回调函数：

service=rospy.Service('word_count',WordCount,count_words)

最后，我们调用rospy.spin()，将程序的执行转交给ros，只有当节点即将要退出的时候才会返回。

使用rospy.spin()是一种方便的方式来保证节点直到需要退出的时候才退出。

检查一切是否工作正常

首先在一个终端运行：roscore

然后在另一个终端运行服务节点:rosrun basic service_server.py

另一个终端查看服务:rosservice list

qqtsj@qqtsj-Nitro-AN515-:~/catkin_ws/src/basic$ rosservice list
/rosout/get_loggers
/rosout/set_logger_level
/service_server/get_loggers
/service_server/set_logger_level
/word_count

使用服务

使用时都需要运行服务节点： rosrun basic service_server.py

使用服务最简单的方式使用rosservice命令直接调用它，对于我们这个单词计数服务，如下

qqtsj@qqtsj-Nitro-AN515-:~/catkin_ws/src/basic$ rosservice call word_count 'one two three'
count: 

这个命令使用的是call子命令，服务名字，以及参数。尽管这种方式允许我们调用服务并确认他在正常工作，但是他不如直接运行在另一个节点中调用有用。

我们创建一个客服端节点

例：service_client.py

  #!/usr/bin/env python
  import rospy
  from basic.srv import WordCount
  import sys

  rospy.init_node('service_client')

  rospy.wait_for_service('word_count')

 word_counter =rospy.ServiceProxy('word_count',WordCount)

 words=''.join(sys.argv[:])

 word_count=word_counter(words)

 print words,'->',word_count.count  

首先等待服务端声明这个服务：rospy.wait_for_service('word_count')

如果我们尝试在服务被声明之前使用它，这个调用会失败，并抛出异常，这是话题和服务的一个主要区别。即使一个人话题还没声明，我们也可以订阅他，一旦服务被声明，我们可以给他配置一个本地代理；

word_counter= rospy.ServiceProxy('word_count',WordCount)

我们需要指定服务的名字(word_count)和类型(WordCount)

然后使用catkin_make命令和source devel/setup.bash命令编译并配置文件

再运行服务节点和客服端节点

qqtsj@qqtsj-Nitro-AN515-:~/catkin_ws/src/basic$ rosrun basic service_server.py 

qqtsj@qqtsj-Nitro-AN515-:~/catkin_ws/src/basic$ rosrun basic service_client.py 'one two three five'
one two three five -> 

服务就实现了

小结

在这之前，已经学会话题发布和订阅消息，现在已经了解了关于服务的一切内容，这是ROS中的第二种的主要通信机制。服务只是进程间的同步调用并且允许显示的节点间双向通信。

服务一般只是做哪些偶尔会做的事，或这当你需要同步的响应的时候，服务的回调函数中的计算应该较短，并能够在有限的时间中完成。