2.4　ROS-2客戶端庫

正如我們在前一章中所看到的，ROS客戶端庫只是用于實現(xiàn)ROS概念的API。因此，我們可以在用戶代碼中直接訪問ROS客戶端庫實現(xiàn)的ROS的相關(guān)概念，如節(jié)點、服務(wù)和話題。ROS客戶端庫提供了對多種編程語言的支持。

由于每種編程語言都有各自的優(yōu)缺點，所以用戶可以根據(jù)需要來決定選擇哪種語言。例如：如果系統(tǒng)關(guān)注效率和更快的響應(yīng)速度，則可以選擇rclcpp；如果系統(tǒng)考慮有限的開發(fā)時間要求原型開發(fā)優(yōu)先，則可以選擇rclpy。

ROS-2中的ROS客戶端庫分為兩部分：一部分是面向特定于語言的（如rclcpp、rclpy和rcljava），另一部分則是用C語言實現(xiàn)的通用功能。這種實現(xiàn)機制使得客戶端庫具有精簡、輕量級和易于開發(fā)的優(yōu)點。

開發(fā)人員在ROS中編寫代碼時，很有可能會對代碼進行各種迭代，有時還需要改變與網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點或參與者的連接方式。為了滿足這些需求，可能需要更改在代碼中實現(xiàn)ROS概念的邏輯。由于接口層具有不同的語言支持，因此使用不同編程語言的開發(fā)人員僅需要關(guān)心代碼中的進程內(nèi)通信和線程處理，這是因為這些處理是基于特定語言實現(xiàn)的。例如，ros::spin()在C++和Python中可能有不同的實現(xiàn)方法。

ROS-2客戶端中的兩層實現(xiàn)機制使得上述在編程語言層所做的變化將不會影響到ROS概念層，因此當進行錯誤修復時，僅維護為數(shù)不多的幾個客戶端庫相對容易。

圖2.5展示了ROS-2的客戶端庫的結(jié)構(gòu)，其中所有特定語言的ROS組件接口（rclcpp、rclpy、rcljava和rclcs）都位于用戶代碼下面的層上。下一個公共層rcl由C語言實現(xiàn)，由特定的ROS函數(shù)組成，如名稱、名稱空間、服務(wù)、話題、時間、參數(shù)和日志信息。這種結(jié)構(gòu)使得任何特定語言接口層都能與rcl層連接，從而輕松地在不同節(jié)點或參與者之間建立通信。

圖2.5　ROS-2的客戶端庫架構(gòu)圖示

本節(jié)對ROS-2的基礎(chǔ)原理進行了概要論述，下面我們將對ROS-2工具進行介紹。