ros::spin() 和 ros::spinOnce() 区别及详解
转载自: http://www.cnblogs.com/liu-fa/p/5925381.html
提示：本文基于ROS Kinetic Kame，如有更(gèng)新版本，可能存在细微差别，请大兄弟以官方资料为准。
向来愚钝，若大兄弟发现该文章有不妥之处，还请速速告知。
1 函数意义
首先要知道，这俩兄弟学名叫ROS消息回调处理函数。它俩通常会出现在ROS的主循环中，程序需要不断调用ros::spin() 或 ros::spinOnce()，两者区别在于前者调用后不会再返回，也就是你的主程序到这儿就不往下执行了，而后者在调用后还可以继续执行之后的程序。
其实消息回调处理函数的原理非常简单。我们都知道，ROS存在消息发布订阅机制，什么？不知道？不知道还不快去：http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials （ROS官方基础教程) 瞅瞅。
好，我们继续，如果你的程序写了相关的消息订阅函数，那么程序在执行过程中，除了主程序以外，ROS还会自动在后台按照你规定的格式，接受订阅的消息，但是所接到的消息并不是立刻就被处理，而是必须要等到ros::spin()或ros::spinOnce()执行的时候才被调用，这就是消息回到函数的原理，怎么样，简单吧，至于为什么这么设计？咳咳，嗯，肯定有他的道理。。。
2 区别
就像上面说的，ros::spin() 在调用后不会再返回，也就是你的主程序到这儿就不往下执行了，而 ros::spinOnce() 后者在调用后还可以继续执行之后的程序。
其实看函数名也能理解个差不多，一个是一直调用；另一个是只调用一次，如果还想再调用，就需要加上循环了。
这里一定要记住，ros::spin()函数一般不会出现在循环中，因为程序执行到spin()后就不调用其他语句了，也就是说该循环没有任何意义，还有就是spin()函数后面一定不能有其他语句(return 0 除外)，有也是白搭，不会执行的。ros::spinOnce()的用法相对来说很灵活，但往往需要考虑调用消息的时机，调用频率，以及消息池的大小，这些都要根据现实情况协调好，不然会造成数据丢包或者延迟的错误。
3 常见使用方法
这里需要特别强调一下，如果大兄弟你的程序写了相关的消息订阅函数，那千万千万千万不要忘了在相应位置加上ros::spin()或者ros::spinOnce()函数，不然你是永远都得不到另一边发出的数据或消息的，博主血的教训，万望紧记。。。
3.1 ros::spin()
ros::spin()函数用起来比较简单，一般都在主程序的最后，加入该语句就可。例子如下：
发送端：
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#include "ros/ros.h"#include "std_msgs/String.h"#include <sstream>int main(int argc, char **argv){ ros::init(argc, argv, "talker"); ros::NodeHandle n; ros::Publisher chatter_pub = n.advertise<std_msgs::String>("chatter", 1000); ros::Rate loop_rate(10); int count = 0; while (ros::ok()) { std_msgs::String msg; std::stringstream ss; ss << "hello world " << count; msg.data = ss.str(); ROS_INFO("%s", msg.data.c_str()); /** * 向 Topic: chatter 发送消息, 发送频率为10Hz（1秒发10次）；消息池最大容量1000。 */ chatter_pub.publish(msg); loop_rate.sleep(); ++count; } return 0;} |
接收端：
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#include "ros/ros.h"#include "std_msgs/String.h"void chatterCallback(const std_msgs::String::ConstPtr& msg){ ROS_INFO("I heard: [%s]", msg->data.c_str());}int main(int argc, char **argv){ ros::init(argc, argv, "listener"); ros::NodeHandle n; ros::Subscriber sub = n.subscribe("chatter", 1000, chatterCallback); /** * ros::spin() 将会进入循环， 一直调用回调函数chatterCallback(),每次调用1000个数据。 * 当用户输入Ctrl+C或者ROS主进程关闭时退出， */ ros::spin(); return 0;} |
3.2 ros::spinOnce()
对于ros::spinOnce()的使用，虽说比ros::spin()更自由，可以出现在程序的各个部位，但是需要注意的因素也更多。比如：
1 对于有些传输特别快的消息，尤其需要注意合理控制消息池大小和ros::spinOnce()执行频率; 比如消息送达频率为10Hz, ros::spinOnce()的调用频率为5Hz，那么消息池的大小就一定要大于2，才能保证数据不丢失，无延迟。
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/**接收端**/<br>#include "ros/ros.h"#include "std_msgs/String.h" void chatterCallback(const std_msgs::String::ConstPtr& msg){ /*...TODO...*/ } int main(int argc, char **argv){ ros::init(argc, argv, "listener"); ros::NodeHandle n; ros::Subscriber sub = n.subscribe("chatter", 2, chatterCallback); ros::Rate loop_rate(5); while (ros::ok()) { /*...TODO...*/ ros::spinOnce(); loop_rate.sleep(); } return 0;} |
2 ros::spinOnce()用法很灵活，也很广泛，具体情况需要具体分析。但是对于用户自定义的周期性的函数，最好和ros::spinOnce并列执行，不太建议放在回调函数中；
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/*...TODO...*/ros::Rate loop_rate(100); while (ros::ok()){ /*...TODO...*/ user_handle_events_timeout(...); ros::spinOnce(); loop_rate.sleep();} |
扩展补充
我们知道ROS的主循环中需要不断调用ros::spin() 或 ros::spinOnce()，两者区别在于前者调用后不会再返回，而后者在调用后还可以继续执行之后的程序。
在使用ros::spin()的情况下，一般来说在初始化时已经设置好所有消息的回调，并且不需要其他背景程序运行。这样以来，每次消息到达时会执行用户的回调函数进行操作，相当于程序是消息事件驱动的；而在使用ros::spinOnce()的情况下，一般来说仅仅使用回调不足以完成任务，还需要其他辅助程序的执行：比如定时任务、数据处理、用户界面等。
关于消息接收回调机制在ROS官网上略有说明 (callbacks and spinning)。总体来说其原理是这样的：除了用户的主程序以外，ROS的socket连接控制进程会在后台接收订阅的消息，所有接收到的消息并不是立即处理，而是等到spin()或者spinOnce()执行时才集中处理。所以为了保证消息可以正常接收，需要尤其注意spinOnce()函数的使用 (对于spin()来说则不涉及太多的人为因素)。
I. 对于速度较快的消息，需要注意合理控制消息队列及spinOnce()的时间。例如，如果消息到达的频率是100Hz，而spinOnce()的执行频率是10Hz，那么就要至少保证消息队列中预留的大小大于10。
II. 如果对于用户自己的周期性任务，最好和spinOnce()并列调用。即使该任务是周期性的对于数据进行处理，例如对接收到的IMU数据进行Kalman滤波，也不建议直接放在回调函数中：因为存在通信接收的不确定性，不能保证该回调执行在时间上的稳定性。
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// 示例代码ros::Rate r(100);while (ros::ok()){ libusb_handle_events_timeout(...); // Handle USB events ros::spinOnce(); // Handle ROS events r.sleep();} |
III. 最后说明一下将ROS集成到其他程序架构时的情况。有些图形处理程序会将main()包裹起来，此时就需要找到一个合理的位置调用ros::spinOnce()。比如对于OpenGL来说，其中有一个方法就是采用设置定时器定时调用的方法：
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// 示例代码void timerCb(int value) { ros::spinOnce();}glutTimerFunc(10, timerCb, 0);glutMainLoop(); // Never returns |
所以要想对一个系统架构游刃有余，必须了解底层API的基本运作形式，否则整个程序漏洞百出，自然不能按照预期执行。
【参考资料】
[1] wiki.ROS.org, “Significance of ros::spinOnce()”，http://answers.ros.org/question/11887/significance-of-rosspinonce/
浙公网安备 33010602011771号