Topics

Topics 是 ROS 2 提供的三种主要接口形式之一。 Topics 应该被用来传递连续的数据流，比如传感器数据、机器人状态等。

如之前提到的，ROS 2 是一个类型严格、匿名的发布/订阅系统。 让我们把这句话拆开来仔细解释一下。

发布/订阅(Publish/Subscribe)

发布/订阅系统是一个包含数据生产者（发布者）和数据消费者（订阅者）的系统。 发布者和订阅者通过一个同名的“topic”来找到彼此。 例如，当你创建一个发布者时，你必须给它的 topic 设置一个字符串组成的名字；订阅者也是一样。 任何在同一个 topic 名字上的发布者和订阅者都可以直接相互通信。 在同一个 topic 上的发布者和订阅者数量都有可能是零或者任意多。 当任何一个发布者发布数据到 topic 时，系统中的所有订阅者都会接收到这个数据。 这样的系统也被称为“总线”（bus），因为它有点像电气工程中的设备总线。 这样的总线式概念使得 ROS 2 系统变得强大和灵活。 发布者和订阅者可以随时连接或退出系统，这就意味着调试和 introspection （译者注：此处是想表达在运行时很容易查看 topic 有关的数据内容、类型、格式等）是系统的自然扩展。 例如，如果你想记录数据，你可以使用 ros2 bag record 命令。 ros2 bag record 的实现就是在系统中创建一个新的订阅者来订阅你指定的 topic，而不会打断系统中各部分的数据流传递过程。

匿名(Anonymous)

在介绍中提到的另一个特征是 ROS 2 是“匿名”的。 这意味着当一个订阅者接收到一条数据时，它通常不知道或者不关心这条数据是哪个发布者发送的（尽管如果它想知道的话是可以找到的）。 这种匿名性使得发布者和订阅者之间的连接变得更加灵活。

类型严格(Strongly-typed)

简介中提到的发布/订阅系统的最后一个特征是“类型严格”的。 在这里，“类型严格”有两个含义：

1. ROS 消息中的每个字段都是有类型的，并且这个类型在所有层面上都是严格要求的。 例如，如果 ROS 消息包含：

   uint32 field1
   string field2
   

   那么代码将确保 field1 总是一个无符号整数，而 field2 总是一个字符串。

2. 每个字段的语义都是明确的。 虽然没有自动化的机制来确保这一点，但是所有核心 ROS 类型都有与之相关的强耦合语义。

   例如，IMU 消息包含一个用于测量角速度的三维向量，每个维度都被指定为弧度/秒。 其他的无关表述不应该放入此消息中。