服务通信
目标
- 学习如何使用命令行工具了解 ROS 2 中的服务（Services）。
理解 ROS 2 服务 (Services)
服务是 ROS 图中的节点之间进行通信的另一种方法。服务基于调用 - 响应模型，与主题的发布 - 订阅模型相对。当主题允许节点订阅数据流并持续更新时，服务仅在被客户端特别调用时提供数据。
本教程中提到的一些概念，如节点 (Node)和主题 (Topic)，已在系列教程的前几部分中介绍过。
你需要turtlesim 包。
一如既往，不要忘记在你打开的每个新终端中源入 ROS 2 环境 (配置 ROS 2 环境)。
1. 设置
启动两个 turtlesim 节点，/turtlesim 和 /teleop_turtle。
打开一个新终端并运行：
ros2 run turtlesim turtlesim_node
再打开另一个终端并运行：
ros2 run turtlesim turtle_teleop_key
2. ros2 service list
在一个新终端中运行 ros2 service list 命令：
ros2 service list
它将返回系统中当前所有活动的服务列表：
/clear
/kill
/reset
/spawn
/teleop_turtle/describe_parameters
/teleop_turtle/get_parameter_types
/teleop_turtle/get_parameters
/teleop_turtle/get_type_description
/teleop_turtle/list_parameters
/teleop_turtle/set_parameters
/teleop_turtle/set_parameters_atomically
/turtle1/set_pen
/turtle1/teleport_absolute
/turtle1/teleport_relative
/turtlesim/describe_parameters
/turtlesim/get_parameter_types
/turtlesim/get_parameters
/turtlesim/get_type_description
/turtlesim/list_parameters
/turtlesim/set_parameters
/turtlesim/set_parameters_atomically
3. ros2 service type
要找出服务的类型，可以使用以下命令：
ros2 service type <service_name>
让我们来看看 turtlesim 的 /clear 服务。在新终端中输入命令：
ros2 service type /clear
终端输出为：
std_srvs/srv/Empty
Empty 类型意味着服务调用在发送请求时不发送任何数据，在接收响应时也不接收任何数据。
3.1 ros2 service list -t
要同时查看所有活动服务的类型，可以在 list 命令后附加 --show-types 选项（简写为 -t）：
ros2 service list -t
终端输出为：
/clear [std_srvs/srv/Empty]
/kill [turtlesim_msgs/srv/Kill]
/reset [std_srvs/srv/Empty]
/spawn [turtlesim_msgs/srv/Spawn]
/teleop_turtle/describe_parameters [rcl_interfaces/srv/DescribeParameters]
/teleop_turtle/get_parameter_types [rcl_interfaces/srv/GetParameterTypes]
/teleop_turtle/get_parameters [rcl_interfaces/srv/GetParameters]
/teleop_turtle/get_type_description [type_description_interfaces/srv/GetTypeDescription]
/teleop_turtle/list_parameters [rcl_interfaces/srv/ListParameters]
/teleop_turtle/set_parameters [rcl_interfaces/srv/SetParameters]
/teleop_turtle/set_parameters_atomically [rcl_interfaces/srv/SetParametersAtomically]
/turtle1/set_pen [turtlesim_msgs/srv/SetPen]
/turtle1/teleport_absolute [turtlesim_msgs/srv/TeleportAbsolute]
/turtle1/teleport_relative [turtlesim_msgs/srv/TeleportRelative]
/turtlesim/describe_parameters [rcl_interfaces/srv/DescribeParameters]
/turtlesim/get_parameter_types [rcl_interfaces/srv/GetParameterTypes]
/turtlesim/get_parameters [rcl_interfaces/srv/GetParameters]
/turtlesim/get_type_description [type_description_interfaces/srv/GetTypeDescription]
/turtlesim/list_parameters [rcl_interfaces/srv/ListParameters]
/turtlesim/set_parameters [rcl_interfaces/srv/SetParameters]
/turtlesim/set_parameters_atomically [rcl_interfaces/srv/SetParametersAtomically]
4. ros2 service info
要查看特定服务的信息，可以使用以下命令：
ros2 service info <service_name>
例如，你可以找到 /clear 服务的客户端和服务端数量：
ros2 service info /clear
它的输出如下：
Type: std_srvs/srv/Empty
Clients count: 0
Services count: 1
5. ros2 service find
如果你想查找特定类型的所有服务，可以使用以下命令：
ros2 service find <type_name>
例如，你可以这样查找所有 Empty 类型的服务：
ros2 service find std_srvs/srv/Empty
它的输出如下：
/clear
/reset
6. ros2 interface show
你可以从命令行调用服务，但首先需要知道输入参数的结构。
ros2 interface show <type_name>
尝试对 /clear 服务的类型 Empty 执行此操作：
ros2 interface show std_srvs/srv/Empty
它的输出如下：
---
--- 将请求结构（上方）与响应结构（下方）分开。正如你之前所学的， Empty 类型不发送或接收任何数据。因此，其结构自然是空的。
让我们分析一个发送和接收数据的服务的类型，比如 /spawn 。从 ros2 service list -t 的结果中，我们知道 /spawn 的类型是 turtlesim_msgs/srv/Spawn 。
要查看 /spawn 服务的请求和响应参数，请运行命令：
ros2 interface show turtlesim_msgs/srv/Spawn
它的输出如下：
float32 x
float32 y
float32 theta
string name # Optional. A unique name will be created and returned if this is empty
---
string name
--- 线上方的信息告诉我们调用 /spawn 所需的参数。 x 、 y 和 theta 确定了生成的乌龟的 2D 姿态，而 name 显然是可选的。
线下方的信息在这种情况下不是你需要了解的内容，但它可以帮助你理解从调用中获取的响应的数据类型。
7. ros2 service call
现在你知道了服务类型是什么，如何找到服务的类型，以及如何找到该类型参数的结构，你可以使用以下命令调用服务：
ros2 service call <service_name> <service_type> <arguments>
例如，你知道 Empty 类型的服务没有任何参数：
ros2 service call /clear std_srvs/srv/Empty
这将清除 turtlesim 窗口中乌龟绘制的任何线条。
现在让我们通过调用 /spawn 并设置参数来生成一个新的乌龟。命令行中的 <arguments> 需要用 YAML 语法编写。
输入命令：
ros2 service call /spawn turtlesim_msgs/srv/Spawn "{x: 2, y: 2, theta: 0.2, name: ''}"
你的 turtlesim 窗口将立即更新，显示新生成的乌龟：
8. ros2 service echo
要查看服务客户端和服务服务器之间的数据通信，可以使用 echo 来回显服务：
ros2 service echo <service_name | service_type> <arguments>
ros2 service echo 依赖于服务客户端和服务器的服务内省，默认情况下是禁用的。要启用它，用户必须在创建服务客户端或服务器后调用 configure_introspection 。
启动 introspection_client 和 introspection_service 服务内省演示。
ros2 launch demo_nodes_cpp introspect_services_launch.py
打开另一个终端并运行以下命令以启用 introspection_client 和 introspection_service 的服务内省功能。
ros2 param set /introspection_service service_configure_introspection contents
ros2 param set /introspection_client client_configure_introspection contents
现在我们可以通过 ros2 service echo 看到 introspection_client 和 introspection_service 之间的服务通信。
ros2 service echo --flow-style /add_two_ints
它的输出如下：
info:
event_type: REQUEST_SENT
stamp:
sec: 1767078307
nanosec: 328133096
client_gid: [1, 15, 165, 41, 232, 99, 26, 240, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 19, 4]
sequence_number: 441
request: [{a: 2, b: 3}]
response: []
---
info:
event_type: REQUEST_RECEIVED
stamp:
sec: 1767078307
nanosec: 328438722
client_gid: [1, 15, 165, 41, 232, 99, 26, 240, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 19, 4]
sequence_number: 441
request: [{a: 2, b: 3}]
response: []
---
info:
event_type: RESPONSE_SENT
stamp:
sec: 1767078307
nanosec: 328799033
client_gid: [1, 15, 165, 41, 232, 99, 26, 240, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 19, 4]
sequence_number: 441
request: []
response: [{sum: 5}]
---
info:
event_type: RESPONSE_RECEIVED
stamp:
sec: 1767078307
nanosec: 328986207
client_gid: [1, 15, 165, 41, 232, 99, 26, 240, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 19, 4]
sequence_number: 441
request: []
response: [{sum: 5}]
---
小结
节点可以通过服务在 ROS 2 中进行通信。不同于主题——一种单向通信模式，其中节点发布的消息可以被一个或多个订阅者消费——服务是一种请求/响应模式，其中客户端向提供服务的节点发出请求，服务处理请求并生成响应。
通常不希望对连续调用使用服务；主题甚至动作会更适合。
在本教程中，你使用命令行工具识别、内省和调用了服务。
在下一个章节理解 ROS 2 参数 (Understanding-ROS2-Parameters)中，你将学习如何配置节点设置。