3.4.3系统信息获取与发布——c++版本代码

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背景：

【《ROS 2机器人开发从入门到实践》3.4.3系统信息获取与发布】 https://www.bilibili.com/video/BV1GnH5eGEC3/?share_source=copy_web&vd_source=1a420da13de2005a4b95c85b21a48ff4

目前，该视频只有python版本的发布者代码，我已经照着视频改了一版cpp的代码。测试通过，可以正常运行。运行依赖于3.4.2节的接口和3.4.5的消息展示，这两节的内容课程中都有对应的cpp实现，所以，本篇文章只针对3.4.3节只有python实现的代码进行cpp实现。

代码：

src/status_publisher/src/sys_status_pub.cpp

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "status_interfaces/msg/system_status.hpp"
#include "sys/sysinfo.h"
#include <bits/local_lim.h>
#include <cstring>
#include <ctime>
#include <fstream>
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
#include <unistd.h>

using namespace std::chrono_literals;

using SystemStatus = status_interfaces::msg::SystemStatus;

class SysStatusPub : public rclcpp::Node {
  private:
    rclcpp::Publisher<SystemStatus>::SharedPtr _status_publiser;
    rclcpp::TimerBase::SharedPtr _timer;

    void timer_callback() {
        struct sysinfo info;
        if (sysinfo(&info) != 0) {
            RCLCPP_ERROR(this->get_logger(), "获取系统信息失败");
            return;
        }

        /*TODO:计算CPU使用率*/
        float cpu_percent = (float)(info.loads[0] * 100 / (1 << SI_LOAD_SHIFT));

        /*获取内存信息*/
        float memory_percent = (float)(info.totalram - info.freeram) / info.totalram * 100;
        float memory_total = (float)info.totalram / (1024 * 1024);
        float memory_available = (float)info.freeram / (1024 * 1024);

        /*获取网络I/O计数器*/
        float net_sent = 0.0;
        float net_recv = 0.0;
        getNetworkIO(net_sent, net_recv);

        auto msg = std::make_shared<SystemStatus>();
        /*获取当前时间并设置消息的时间戳*/
        msg->stamp = this->get_clock()->now();
        /*获取主机名*/
        char hostname[HOST_NAME_MAX];
        if (gethostname(hostname, HOST_NAME_MAX) == 0) {
            msg->host_name = hostname;

        } else {
            msg->host_name = "unknown";
        }
        msg->cpu_percent = cpu_percent;
        msg->memory_percent = memory_percent;
        msg->memory_total = memory_total;
        msg->memory_available = memory_available;
        msg->net_sent = net_sent;
        msg->net_recv = net_recv;

        // RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "发布:%s", rclcpp::tostring(*msg).c_str());
        // std::cout<<msg<<std::endl;
        // rclcpp::fromStdstring
        /*发布消息*/
        _status_publiser->publish(*msg);
    }

    /*从/proc/net/dev文件读取网络I/O信息并汇总字节数*/
    void getNetworkIO(float &net_sent, float &net_recv) {
        std::ifstream file("/proc/net/dev");
        if (!file) {
            RCLCPP_ERROR(this->get_logger(), "无法打开/proc/net/dev文件");
            return;
        }

        std::string line;
        /*跳过文件头两行，头两行为标题信息等，不是具体数据*/
        std::getline(file, line);
        std::getline(file, line);

        while (std::getline(file, line)) {
            std::stringstream iss(line);
            std::string interface;
            /*读取网络接口名称*/
            std::getline(iss, interface, ':');
            /*去除接口名称后的空格*/
            interface.erase(interface.find_last_not_of(" \n\\t") + 1);

            /*对应接受和发送字节的位置，在文件中固定顺序*/
            long long int bytes_recv, bytes_sent;
            iss >> bytes_recv;
            /*跳过中间其他统计数据，直接读取发送字节数*/
            for (int i = 0; i < 7; ++i) {
                long long int t;
                iss >> t;
            }
            iss >> bytes_sent;

            net_recv += (float)bytes_recv / (1024 * 1024);
            net_sent += (float)bytes_sent / (1024 * 1024);
        }
        file.close();
    }

  public:
    SysStatusPub() : Node("sys_status_pub") {
        /*创建发布者，话题名称为“sys_status”，队列长度为10*/
        _status_publiser = this->create_publisher<SystemStatus>("sys_status", 10);
        /*创建定时器，每隔1s触发一次回调函数*/
        _timer = this->create_wall_timer(std::chrono::seconds(1), std::bind(&SysStatusPub::timer_callback, this));
    }
};

int main(int argc, char **argv) {
    rclcpp::init(argc, argv);
    auto node = std::make_shared<SysStatusPub>();
    rclcpp::spin(node);
    rclcpp::shutdown();

    return 0;
}

src/status_publisher/CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.8)
project(status_publisher)

if(CMAKE_COMPILER_IS_GNUCXX OR CMAKE_CXX_COMPILER_ID MATCHES "Clang")
  add_compile_options(-Wall -Wextra -Wpedantic)
endif()

# find dependencies
find_package(ament_cmake REQUIRED)
find_package(rclcpp REQUIRED)
find_package(status_interfaces REQUIRED)
# find_package(rosidl_default_generators REQUIRED)

add_executable(sys_status_pub src/sys_status_pub.cpp)
ament_target_dependencies(sys_status_pub rclcpp status_interfaces)

if(BUILD_TESTING)
  find_package(ament_lint_auto REQUIRED)
  # the following line skips the linter which checks for copyrights
  # comment the line when a copyright and license is added to all source files
  set(ament_cmake_copyright_FOUND TRUE)
  # the following line skips cpplint (only works in a git repo)
  # comment the line when this package is in a git repo and when
  # a copyright and license is added to all source files
  set(ament_cmake_cpplint_FOUND TRUE)
  ament_lint_auto_find_test_dependencies()
endif()

install(TARGETS sys_status_pub
DESTINATION lib/${PROJECT_NAME}
)

ament_package()

启动

打开两个终端，分别进入你的工作空间目录下，分别执行sys_status_pub和sys_status_display。

wd@ubuntu22:~/cpp_proj/241224/topic_practice_workspace$ colcon build

wd@ubuntu22:~/cpp_proj/241224/topic_practice_workspace$ source install/setup.bash

在第一个终端运行：

wd@ubuntu22:~/cpp_proj/241224/topic_practice_workspace$ ros2 run  status_display sys_status_display

在第二个终端运行：

wd@ubuntu22:~/cpp_proj/241224/topic_practice_workspace$ ros2 run status_publisher sys_status_pub

运行结果

因为图片用外链工具生成，不保证时效性，大家可以自己运行一下，看看结果。

[admin_]

在msg获取到系统状态信息后，python用RCLCPP_INFO输出msg内容，cpp不太会把共享指针指向的内容换成字符串输出。所以该部分没有实现，但是不打印msg并不影响发布msg的内容，对于结果是没有影响的。希望有大佬可以看看应该这里怎么做

[小鱼]

@admin_ 不借助些复杂手段，没办法直接序列化msg成字符串并打印（C++中很不好做），只能自己手动拆msg，按照消息结构数据类型打印。

[admin_]

@小鱼 好滴，谢谢鱼总