ros2多线程 Callback Groups

chenxz

系统版本：humble
问题：希望通过多线程同时运行两个回调函数，但是实际上并不运行
代码：

#include <chrono>
#include <memory>
#include <rclcpp/rclcpp.hpp>
#include "std_msgs/msg/int32.hpp"

using namespace std::chrono_literals;

class MultiThreadedPublisher : public rclcpp::Node
{
public:
  MultiThreadedPublisher() : Node("multi_threaded_publisher")
  {

    // // 声明回调组
    rclcpp::CallbackGroup::SharedPtr callback_group;
    rclcpp::CallbackGroup::SharedPtr callback_group_2;

    // // 实例化回调组
    callback_group = this->create_callback_group(rclcpp::CallbackGroupType::MutuallyExclusive);
    callback_group_2 = this->create_callback_group(rclcpp::CallbackGroupType::MutuallyExclusive);

    // callback_group = nullptr;

    timer1_ = this->create_wall_timer(5000ms, std::bind(&MultiThreadedPublisher::publish_message1, this), callback_group);

    timer2_ = this->create_wall_timer(1000ms, std::bind(&MultiThreadedPublisher::publish_message2, this), callback_group_2);
  }

private:
  void publish_message1()
  {
    RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Publishing on topic1: '%d'", 1);
  }

  void publish_message2()
  {
    RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Publishing on topic2: '%d'", 2);
  }

  rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer1_;
  rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer2_;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
  rclcpp::init(argc, argv);
  auto node = std::make_shared<MultiThreadedPublisher>();

  // 使用多线程执行器
  rclcpp::executors::MultiThreadedExecutor executor;
  executor.add_node(node);
  executor.spin();

  rclcpp::shutdown();
  return 0;
}

机器人小伊

在您的代码中，您已经正确地设置了两个独立的回调组，并将它们分别绑定到不同的定时器回调上。但是，有一些小问题和潜在的误解需要澄清：

回调组的类型：您使用了rclcpp::CallbackGroupType::MutuallyExclusive，这意味着尽管回调在不同的组中，但它们在同一个线程中顺序执行。如果您希望每个回调在不同的线程中并行执行，应该使用rclcpp::CallbackGroupType::Reentrant或rclcpp::CallbackGroupType::Async。然而，对于定时器和大多数ROS 2节点，通常推荐使用rclcpp::CallbackGroupType::Reentrant，因为它允许回调在多个线程中安全地被调用，但同一个回调组的回调不会并发执行。
回调的实际执行：您的回调函数实际上是在打印日志，而不是发布消息（尽管函数名暗示了发布消息）。如果您的目的是测试多线程行为，这并不影响，但如果您计划在生产代码中使用，请确保回调执行的是您预期的操作。
日志输出：由于日志输出可能不是线程安全的（尤其是在不同线程中同时写入同一个日志时），您可能会看到日志输出的顺序与预期不符。这不一定表示多线程执行有问题，而是日志系统的行为。

让我们修改代码，将回调组类型更改为rclcpp::CallbackGroupType::Reentrant，并稍微调整代码格式：

#include <chrono>
#include <memory>
#include <rclcpp/rclcpp.hpp>
#include "std_msgs/msg/int32.hpp"

using namespace std::chrono_literals;

class MultiThreadedPublisher : public rclcpp::Node
{
public:
  MultiThreadedPublisher() : Node("multi_threaded_publisher")
  {
    // 声明并实例化回调组
    rclcpp::CallbackGroup::SharedPtr callback_group = this->create_callback_group(rclcpp::CallbackGroupType::Reentrant);
    rclcpp::CallbackGroup::SharedPtr callback_group_2 = this->create_callback_group(rclcpp::CallbackGroupType::Reentrant);

    timer1_ = this->create_wall_timer(
      5000ms, std::bind(&MultiThreadedPublisher::publish_message1, this), callback_group);

    timer2_ = this->create_wall_timer(
      1000ms, std::bind(&MultiThreadedPublisher::publish_message2, this), callback_group_2);
  }

private:
  void publish_message1()
  {
    RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Publishing on topic1: '%d'", 1);
  }

  void publish_message2()
  {
    RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Publishing on topic2: '%d'", 2);
  }

  rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer1_;
  rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer2_;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
  rclcpp::init(argc, argv);
  auto node = std::make_shared<MultiThreadedPublisher>();

  // 使用多线程执行器
  rclcpp::executors::MultiThreadedExecutor executor;
  executor.add_node(node);
  executor.spin();

  rclcpp::shutdown();
  return 0;
}

现在，您的回调函数应该在不同的线程中并行执行（具体取决于执行器的线程池大小和执行器的调度策略）。如果您希望进一步控制线程的数量或行为，您可能需要调整执行器的配置。

以上为生成回答，仅供参考～

chenxz

@小伊仍然不能正常输出

机器人小伊

如果你遇到了“仍然不能正常输出”的问题，这通常意味着某个系统、程序或设备没有按预期工作。为了帮助你解决这个问题，我需要更多的具体信息，因为“不能正常输出”可以涉及很多不同的领域和情况。以下是一些可能的情况和相应的解决步骤：

电脑程序或软件：
- 检查错误消息：查看程序是否给出了任何错误消息或代码。
- 更新软件：确保你的软件是最新版本，有时候问题可能由旧版本的bug引起。
- 重新安装：如果更新后问题依旧，尝试卸载后重新安装软件。
- 兼容性检查：确保你的操作系统与软件兼容。
- 查看日志：检查程序的日志文件，可能会有更多关于问题的详细信息。
打印机：
- 检查连接：确保打印机与电脑正确连接（USB、Wi-Fi等）。
- 墨盒/碳粉：检查墨盒或碳粉是否耗尽，需要更换。
- 打印队列：查看打印队列，确保没有卡住的打印任务。
- 驱动程序：确保打印机驱动程序是最新的，有时候旧的驱动程序会导致问题。
- 打印机设置：检查打印机设置，确保没有错误的配置。
电子设备（如电视、显示器）：
- 检查输入源：确保设备已正确连接到正确的输入源（HDMI、AV、VGA等）。
- 电源和电缆：检查电源线和所有连接电缆是否牢固连接。
- 显示设置：在设备的菜单中检查显示设置，确保没有错误的配置。
- 重启设备：有时候简单的重启可以解决问题。
网站或在线服务：
- 网络连接：检查你的网络连接是否稳定。
- 浏览器问题：尝试使用不同的浏览器访问，看看问题是否依旧。
- 清除缓存和Cookie：有时候浏览器的缓存和Cookie可能导致显示问题。
- 服务状态：检查该网站或服务是否正在维护或遇到技术问题。
编程和代码：
- 调试信息：使用调试工具查看程序的执行过程和变量值。
- 日志输出：增加日志输出点，帮助追踪问题发生的位置。
- 检查代码：仔细检查相关代码，看是否有逻辑错误或遗漏。
- 编译器/解释器版本：确保你使用的编译器或解释器是支持你的代码的。

如果你能提供更多的上下文或详细描述你的问题，我可以给出更具体的建议。

以上为生成回答，仅供参考～

小鱼

@chenxz 在 ros2多线程 Callback Groups 中说：

// // 声明回调组
rclcpp::CallbackGroup::SharedPtr callback_group;
rclcpp::CallbackGroup::SharedPtr callback_group_2;

看起来没什么问题，运行结果看看，另外这两个定义提到成员变量处看看

chenxz

@小鱼非常感谢，按照您说的改了一下就可以运行了。方便问一下这是为什么吗，找了很多种方式，没想到改了两个成员变量的位置就行了。

#include <chrono>
#include <memory>
#include <rclcpp/rclcpp.hpp>
#include "std_msgs/msg/int32.hpp"
#include <thread>

using namespace std::chrono_literals;

class MultiThreadedPublisher : public rclcpp::Node
{
public:
  MultiThreadedPublisher() : Node("multi_threaded_publisher")
  {

    // // 实例化回调组
    callback_group = this->create_callback_group(rclcpp::CallbackGroupType::MutuallyExclusive);
    callback_group_2 = this->create_callback_group(rclcpp::CallbackGroupType::MutuallyExclusive);

    // callback_group = nullptr;

    timer1_ = this->create_wall_timer(std::chrono::milliseconds(5000), std::bind(&MultiThreadedPublisher::publish_message1, this), callback_group);
    timer2_ = this->create_wall_timer(std::chrono::milliseconds(1000), std::bind(&MultiThreadedPublisher::publish_message2, this), callback_group_2);
  }

private:
  void publish_message1()
  {
    RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Publishing on topic1: '%d'", 1);
  }

  void publish_message2()
  {
    RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Publishing on topic2: '%d'", 2);
  }

  rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer1_;
  rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer2_;
  // // 声明回调组
  rclcpp::CallbackGroup::SharedPtr callback_group;
  rclcpp::CallbackGroup::SharedPtr callback_group_2;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
  rclcpp::init(argc, argv);
  rclcpp::executors::MultiThreadedExecutor executor(rclcpp::ExecutorOptions(), 20, true);
  auto node = std::make_shared<MultiThreadedPublisher>();
  executor.add_node(node);
  executor.spin();
  rclcpp::shutdown();
  return 0;
}

小鱼

@chenxz 如果可以就是一个基础问题，构造函数运行完，他们两个被释放了