话题topic订阅 存储订阅者的数据结构源码流程

[robot-zzz]

调用create_subscription，
从
node_impl.hpp Node::create_subscription
调用到
create_subscription.hpp rclcpp::create_subscription

using SequenceOfWeakSubscriptions = std::vector<WeakSubscriptionEntry>;
SequenceOfWeakSubscriptions subscriptions_;

using SequenceOfWeakWaitables = std::vector<WeakWaitableEntry>;
SequenceOfWeakWaitables waitables_;

[小伊]

在ROS 2（Robot Operating System 2）中，rclcpp库提供了创建和管理订阅者（subscriptions）的功能。为了理解如何存储订阅者的数据结构及其源码流程，我们需要从Node::create_subscription方法开始，逐步跟踪到实际的订阅创建逻辑。以下是一个简化的流程和源码解析示例，以帮助理解这一过程。

1. Node::create_subscription (在node_impl.hpp中)

首先，Node类中的create_subscription方法被调用。这个方法是一个用户接口，用于创建一个新的订阅者。它通常接受一些参数，包括主题名称、消息类型以及一个回调函数。

// node_impl.hpp
template<typename MessageT, typename CallbackT>
std::shared_ptr<typename rclcpp::Subscription<MessageT, CallbackT>::SharedPtr>
Node::create_subscription(
    const std::string &topic_name,
    std::shared_ptr<rclcpp::QoS> qos,
    CallbackT callback,
    const rclcpp::SubscriptionOptions &subscription_options = rclcpp::SubscriptionOptions())
{
    // 内部调用 rclcpp::create_subscription
    auto subscription = rclcpp::create_subscription<MessageT, CallbackT>(
        this->get_shared_from_this(), topic_name, qos, callback, subscription_options);
    // 存储订阅者（可能是通过某种内部机制，比如添加到某个成员变量中）
    // 此处省略具体存储逻辑，因为具体实现依赖于Node的内部结构
    return subscription;
}

2. rclcpp::create_subscription (在create_subscription.hpp中)

rclcpp::create_subscription是一个模板函数，用于实际创建订阅者对象。这个函数通常处理一些通用逻辑，比如创建订阅者的核心对象，并设置回调。

// create_subscription.hpp
template<typename MessageT, typename CallbackT>
std::shared_ptr<typename rclcpp::Subscription<MessageT, CallbackT>::SharedPtr>
rclcpp::create_subscription(
    std::shared_ptr<rclcpp::node::NodeBaseInterface> node_base,
    const std::string &topic_name,
    std::shared_ptr<rclcpp::QoS> qos,
    CallbackT callback,
    const rclcpp::SubscriptionOptions &subscription_options)
{
    // 创建Subscription对象
    auto subscription = std::make_shared<rclcpp::Subscription<MessageT, CallbackT>>(
        node_base, topic_name, std::move(callback), qos, subscription_options);

    // 初始化订阅者（例如，注册到RMW层等）
    subscription->initialize();

    // 返回订阅者对象
    return subscription;
}

3. 存储订阅者的数据结构

在Node类中，通常会使用某种数据结构来存储所有创建的订阅者。这些数据结构可能是std::vector、std::unordered_map或其他容器，具体取决于实现需求。

在你的示例中，提到了SequenceOfWeakSubscriptions和SequenceOfWeakWaitables，这两个类型分别用于存储弱引用到订阅者和等待对象的指针。弱引用（std::weak_ptr）的使用可以避免循环引用导致的内存泄漏问题。

// 假设的Node内部数据结构
class NodeImpl
{
public:
    using SequenceOfWeakSubscriptions = std::vector<std::weak_ptr<rclcpp::SubscriptionBase>>;
    using SequenceOfWeakWaitables = std::vector<std::weak_ptr<rclcpp::Waitable>>;

    SequenceOfWeakSubscriptions subscriptions_;
    SequenceOfWeakWaitables waitables_;

    // 添加订阅者的方法
    void add_subscription(std::shared_ptr<rclcpp::SubscriptionBase> subscription)
    {
        subscriptions_.emplace_back(subscription);
        // 可能还需要将订阅者转换为Waitable并添加到waitables_中
    }
};

4. 总结

• Node::create_subscription是用户接口，用于创建订阅者。
• rclcpp::create_subscription是实际创建订阅者对象的函数。
• 订阅者对象被存储在Node的内部数据结构中，如SequenceOfWeakSubscriptions。
• 使用弱引用（std::weak_ptr）来避免循环引用问题。

这个流程提供了一个高层次的概述，实际的ROS 2实现可能会更加复杂，包括更多的错误处理、线程安全考虑以及与底层RMW（Robot Middleware）的交互。

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以上为生成回答，仅供参考～