cpp_qos_demo — C++ QoS 9 种组合演示

生产级 ROS2 必学:QoS(Quality of Service) 消息传输质量策略。

预计学习时间:1-2 小时。

这是什么?

QoS(服务质量) 控制 Topic 消息的传输行为。9 种组合 = 3 个维度叉乘:

维度	选项	含义
Reliability(可靠性)	`reliable` / `best_effort`	保证送达 vs 丢了就算了
Durability(持久性)	`volatile` / `transient_local`	不保存历史 vs 为晚加入者保留
History(历史)	`keep_last(N)` / `keep_all`	只保留最后 N 条 vs 保留所有

兼容性要求:Publisher 和 Subscriber 的 QoS 必须兼容,否则它们看不到对方!

🎯 学完之后你能做什么?

✅ 理解 3 维 QoS 模型(Reliability / Durability / History)
✅ 用 rclcpp::QoS 构造 QoS profile
✅ 知道 9 种组合的兼容性矩阵
✅ 在生产环境正确选 QoS(传感器用 best_effort,关键控制用 reliable)

🚀 跑起来

启动 Subscriber

终端 1(容器内):

source /opt/ros/humble/setup.bash
source /root/ros2_ws/install/setup.bash

# 默认(reliable + volatile + keep_last(10))
ros2 run cpp_qos_demo qos_demo_subscriber_cpp

启动 Publisher(另开终端)

终端 2:

source /opt/ros/humble/setup.bash
source /root/ros2_ws/install/setup.bash

# 默认(reliable + volatile + keep_last(10))
ros2 run cpp_qos_demo qos_demo_publisher_cpp

# 或用参数切换 QoS
ros2 run cpp_qos_demo qos_demo_publisher_cpp --ros-args \
    -p reliability:=best_effort \
    -p durability:=transient_local \
    -p history:=keep_all \
    -p depth:=10

试不兼容的组合

终端 3(Subscriber 用 reliable,Publisher 用 best_effort):

ros2 run cpp_qos_demo qos_demo_subscriber_cpp --ros-args -p reliability:=reliable

ros2 run cpp_qos_demo qos_demo_publisher_cpp --ros-args -p reliability:=best_effort

预期结果:看不到对方的消息(QoS 不兼容)。

📖 兼容性矩阵

Publisher\Subscriber	Reliable	Best Effort
Reliable	✅ 互通	✅ 互通(reliable ≥ best_effort)
Best Effort	❌ 不兼容	✅ 互通

口诀:reliable 可以向下兼容 best_effort(reliable 一定能发出 best_effort 也能接收的消息),反之不行。

📖 核心代码

// 构造 QoS
rclcpp::QoS qos(depth);
qos.reliable();                 // 或 qos.best_effort()
qos.transient_local();          // 或 qos.durability_volatile()
qos.keep_last(depth);           // 或 qos.keep_all()

// 用 QoS 创建 Publisher
publisher_ = this->create_publisher<std_msgs::msg::String>("/qos_demo_topic", qos);

🧪 跑测试

colcon test --packages-select cpp_qos_demo
colcon test-result --all --verbose

预期:cpp_qos_demo: gtest 4/4 ✓ 全部通过。

📚 深入学习

doc/19-qos.md — QoS 深度(全部 9 种组合详解)
ROS2 QoS 设计稿

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继续学 py_lifecycle_composable — Lifecycle Node(节点生命周期管理)。

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