服务通信：一个电话问清楚，一个电话接明白

比起话题通信的"一直在喊"（发布/订阅），服务通信更像你拿起电话问一个问题，对方立刻回答。这个模式叫"请求-响应"，适合需要确认和返回结果的场景，比如发指令给电机："转到90度"——然后收到"转到位了"。

技术定义

服务通信是ROS2中一对一的同步通信方式：一个节点作为服务端（Server）提供功能，另一个节点作为客户端（Client）发起请求，收到响应后完成交互。底层依赖DDS的请求-响应机制，但接口对用户屏蔽了DDS细节。

表：服务器与客户端消息结构对比

消息类型	方向	包含内容	是否必须
请求(Request)	客户端→服务端	输入参数（如目标角度）	必须
响应(Response)	服务端→客户端	输出结果（如状态码、实际位置）	必须

服务的定义与接口文件

服务接口用文件定义，格式类似话题的消息，但分两部分，用---分隔。上部分定义请求字段，下部分定义响应字段。

# example_interfaces/srv/AddTwoInts.srv
int64 a
int64 b
---
int64 sum

实际的.srv文件放在服务的功能包中的srv/目录下，并在CMakeLists.txt中注册。常用内置服务在example_interfaces包和std_srvs包中。

服务端编程：接电话的那个

服务端节点负责接收请求，处理逻辑，返回响应。核心是定义一个回调函数，每次收到请求时调用。

class ServerNode : public rclcpp::Node
{
public:
    ServerNode() : Node("server_node")
    {
        service_ = create_service<example_interfaces::srv::AddTwoInts>(
            "add_two_ints",
            std::bind(&ServerNode::handle_request, this, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2));
    }

private:
    void handle_request(
        const std::shared_ptr<example_interfaces::srv::AddTwoInts::Request> req,
        std::shared_ptr<example_interfaces::srv::AddTwoInts::Response> res)
    {
        res->sum = req->a + req->b;
        RCLCPP_INFO(get_logger(), "收到请求: %ld + %ld = %ld", req->a, req->b, res->sum);
    }

    rclcpp::Service<example_interfaces::srv::AddTwoInts>::SharedPtr service_;
};

回调函数中的两个参数分别是请求和响应。请求是常量指针，不能修改；响应是共享指针，你负责填充。服务端不需要任何额外的spin等待，rclcpp默认会在后台处理服务请求。

客户端编程：打电话的那个

客户端节点发起请求，然后等待响应。响应可以同步等待（阻塞当前线程）或异步等待（不阻塞）。

class ClientNode : public rclcpp::Node
{
public:
    ClientNode() : Node("client_node")
    {
        client_ = create_client<example_interfaces::srv::AddTwoInts>("add_two_ints");
    }

    void send_request()
    {
        while (!client_->wait_for_service(std::chrono::seconds(1))) {
            RCLCPP_WARN(get_logger(), "等待服务端就绪...");
        }

        auto request = std::make_shared<example_interfaces::srv::AddTwoInts::Request>();
        request->a = 3;
        request->b = 5;

        auto result = client_->async_send_request(request);
        // 处理响应...建议用回调或spin_until_future_complete
    }

private:
    rclcpp::Client<example_interfaces::srv::AddTwoInts>::SharedPtr client_;
};

完整工作流程

1. 服务端节点创建并注册服务，等待请求到来。
2. 客户端节点创建，等待服务端就绪（通过wait_for_service()）。
3. 客户端发送异步请求（async_send_request），立即返回，不阻塞。
4. 服务端收到请求，触发回调，处理后返回响应。
5. 客户端通过回调或spin_until_future_complete收到响应。

如果客户端先启动但服务端还没起来，wait_for_service会循环等待，避免段错误。这是实际开发中必须处理的情况。

表：服务通信与话题通信关键区别

特征	话题通信	服务通信
模式	发布/订阅	请求/响应
是否等待	不等待，消息可能丢失	等待响应（超时可设）
并发连接	一对多、多对多	一对一（一客户端一服务端）
适用场景	传感器数据、系统状态	命令控制、调用服务

多客户端场景

同一个服务端可以同时被多个客户端调用。默认情况下，ROS2服务端是线程安全的，多个请求会依次处理。如果你需要并发处理，可以使用rclcpp::NodeOptions设置CallbackGroup。

实际项目里，我见过一个机器人节点提供"舵机角度设定"服务，多个控制节点同时发送请求。服务端一个接一个处理，如果处理时间短（<1ms），感觉是并发的；如果处理时间长，客户端会超时，要在客户端设置超时参数。