今天這篇要來介紹開發 ROS 專案中的非常重要的一環，也就是 ROS 的通訊方式：話題（Topic）和服務（Service）。

ROS 的話題和服務

在 ROS 中，訊息（Message）是節點之間互相傳遞資訊的資料結構，訊息透過兩種管道來傳遞：話題（Topics）和服務（Services），各自適用於不同的通訊情境。

ROS 的話題

在話題（Topic）這個管道中，一個節點傳遞訊息到某個話題上稱為「發布（Publish）」，而其他節點接收這個話題的訊息則是「訂閱（Subscribe）」。話題的通訊方式有點像是一個「討論版」，任何人都能在這個版上發布文章，而訂閱這個版的人可以隨時查看文章內容。在 ROS 的情境中，會稱傳遞訊息的節點為「發布者（Publisher）」，訂閱訊息的節點則是「訂閱者（Subscriber）」。

就像討論版上的發布者通常不知道、不在乎誰正在查看文章，反正文章發出去就沒有他的事了，會看到的人自然就會看到。而 ROS 話題也是一樣，發布者節點也不需要關心其他節點的狀態，它只管發布訊息話題上，其他訂閱者節點就會自己接收到。

這種模式屬於異步通訊機制，適合用於持續傳輸資訊流的情況，像是傳遞和監聽感測器的測量數據。

ROS 的服務

服務（Services）與話題不同，服務傳遞的訊息裡會包含一個「請求（Request）」和一個「回應（Reply）」 ，提供服務的節點被稱為 「服務代理（Service Proxy）」。

服務的通訊方式比較像是「餐廳點菜」，服務生會提供點餐服務，客人必須先呼喚服務生才可以點餐。同樣在 ROS 服務中，當一個服務代理提供了一個服務，而另一個節點需要這個服務時，節點需要向服務代理發送請求並等待回應。

服務屬於同步通訊機制，通常用在需要即時回應的操作，例如無人機起飛降落、保存資料或改變系統狀態。

rqt 圖形介面工具

在繼續介紹話題和服務的指令之前，我還要先介紹一下 rqt 這個圖形介面工具。

rqt 是基於 Qt 框架開發的圖形介面工具。最常使用的是 rqt_graph ，它會以圖形方式顯示所有運行中的節點以及它們之間的通訊連接（包含話題和服務）。

使用以下指令開啟：

$ rosrun rqt_graph rqt_graph

例如，在上一篇使用 TurtleSim 套件的鍵盤控制模組時，同時也開啟 rqt_graph 就可以看到以下的圖形：

在 rqt_graph 生成的圖中，圓圈代表節點，箭頭則表示話題或服務的資料流向，方框是話題或服務名稱。

在下面這張圖裡包含以下資訊：

• /teleop_turtle：

  這個節點是由 rosrun turtlesim turtle_teleop_key 指令啟動的。它負責接收你的鍵盤輸入並將這些輸入轉換成速度指令。

• /turtlesim：

  這是 TurtleSim 套件的主要節點，負責模擬烏龜的行為。

• 箭頭和方框：

  箭頭從 /teleop_turtle 指向 /turtlesim，表示速度的指令是由 /teleop_turtle 發布到 /turtle1/cmd_vel 這個話題，然後被 /turtlesim 訂閱和接收。

• 顏色：

  在 rqt_graph 的預設狀態下，紅色代表當前滑鼠懸停的物件（ 節點、話題或是服務），藍色代表資料流的來處，綠色代表資料流的去處。

由於 ROS 的訊息分成話題和服務這兩種傳遞管道，它們相關的 ROS 命令列工具使用方式也不太一樣。

下一篇就會來介紹如何使用 ROS 命令列工具來讓節點發送和接收訊息，並且透過指令來控制 TurtleSim 的烏龜。