@[TOC]ROS源代码之Publish底层实现

ROS源代码之Publish底层实现

在之前对ROS的源码的学习中，基本弄清楚了ROS的topic通信方式中，节点发布/订阅的机制和原理，可以说解释了节点与master之间的交流方式。但是对于节点与节点之间通信的具体过程，却一笔带过，所以这次通过再次阅读这部分源码，来明确节点在advertise之后，注册完成之后，publish消息时底层通信的逻辑和形式。
本次源码阅读主要通过dfs的方式来进行。首先是ROS wiki提供的发布者节点发布信息时的最表层调用：

#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"
#include <sstream>

int main(int argc, char **argv)
{
    ros::init(argc, argv, "talker");
  
    ros::NodeHandle n;
    
    ros::Publisher chatter_pub = n.advertise<std_msgs::String>("chatter", 1000);
    
    ros::Rate loop_rate(10);
    int count = 0;
    while (ros::ok())
    {
        std_msgs::String msg;
        std::stringstream ss;
        ss << "hello world " << count;
        msg.data = ss.str();
        ROS_INFO("%s", msg.data.c_str());
        chatter_pub.publish(msg);
        ros::spinOnce();
        loop_rate.sleep();        
    }

    return 0;
}

可以看到，其中调用publish函数的正是之前我们使用nodehandle对象的advertise注册发布者时所返回的publisher类对象chatter_pub,传入的参数时我们自定义的msg类型。
我们在roscpp包中寻找相关的代码，如下是在publisher.h中所定义的两种重载的模板函数，分别用来应传入参数类型不同的的两种情况。

······
//共享指针类型的引用传参
    template <typename M>
      void publish(const boost::shared_ptr<M>& message) const
    {
      using namespace serialization;

      if (!impl_)
        {
          ROS_ASSERT_MSG(false, "Call to publish() on an invalid Publisher");
          return;
        }

      if (!impl_->isValid())
        {
          ROS_ASSERT_MSG(false, "Call to publish() on an invalid Publisher (topic [%s])", impl_->topic_.c_str());
          return;
        }

      ROS_ASSERT_MSG(impl_->md5sum_ == "*" || std::string(mt::md5sum<M>(*message)) == "*" || impl_->md5sum_ == mt::md5sum<M>(*message),
                     "Trying to publish message of type [%s/%s] on a publisher with type [%s/%s]",
                     mt::datatype<M>(*message), mt::md5sum<M>(*message),
                     impl_->datatype_.c_str(), impl_->md5sum_.c_str());

      SerializedMessage m;
      m.type_info = &typeid(M);
      m.message = message;

      // 这里使用ref函数是给bind绑定的参数传入ref()引用包装类型，使参数为引用传递；
      // 使用bind应该是为了把message绑定给serializeMessage
      publish(boost::bind(serializeMessage<M>, boost::ref(*message)), m);
    }
// M类型的引用传参 泛型
    template <typename M>
      void publish(const M& message) const
    {
      using namespace serialization;
      namespace mt = ros::message_traits;

      if (!impl_)
        {
          ROS_ASSERT_MSG(false, "Call to publish() on an invalid Publisher");
          return;
        }

      if (!impl_->isValid())
        {
          ROS_ASSERT_MSG(false, "Call to publish() on an invalid Publisher (topic [%s])", impl_->topic_.c_str());
          return;
        }

      ROS_ASSERT_MSG(impl_->md5sum_ == "*" || std::string(mt::md5sum<M>(message)) == "*" || impl_->md5sum_ == mt::md5sum<M>(message),
                     "Trying to publish message of type [%s/%s] on a publisher with type [%s/%s]",
                     mt::datatype<M>(message), mt::md5sum<M>(message),
                     impl_->datatype_.c_str(), impl_->md5sum_.c_str());

      SerializedMessage m;
      publish(boost::bind(serializeMessage<M>, boost::ref(message)), m);
    }
······

他们最终都调用的publish函数在publisher.cpp中实现，具体如下：

    ········
// publish函数
void Publisher::publish(const boost::function<SerializedMessage(void)>& serfunc, SerializedMessage& m) const
{
    // impl是否存在
  if (!impl_)
  {
    ROS_ASSERT_MSG(false, "Call to publish() on an invalid Publisher (topic [%s])", impl_->topic_.c_str());
    return;
  }
  // impl是否可用
  if (!impl_->isValid())
  {
    ROS_ASSERT_MSG(false, "Call to publish() on an invalid Publisher (topic [%s])", impl_->topic_.c_str());
    return;
  }
  // topicManager的单例调用publish
  TopicManager::instance()->publish(impl_->topic_, serfunc, m);
}
    ···········

其中的impl是publisher类在传参构造时的生成一个内部类对象，一般是由nodehandle类中的advertise函数，获取到ops的相关信息并传进来生成的impl_对象。也就是说在注册成功后才会存在的一个对象。
显然之后，Publisher.publish()函数让TopicManager的唯一实例调用了