话题（Topics）¶

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话题是 ROS 2 提供的三种主要接口风格之一。话题适用于连续数据流，例如传感器数据、机器人状态等。

如前所述，ROS 2 是一个强类型、匿名的发布/订阅系统。下面我们将逐句拆解并进一步解释这句话的含义。

发布/订阅系统包含两类实体：数据生产者（发布者，publishers）和数据消费者（订阅者，subscribers）。它们通过“话题”（topic）这一概念相互联系——话题是一个公共名称，使各方能够相互发现。

例如： - 创建发布者时，必须为其指定一个话题名称（字符串） - 创建订阅者时，同样需要指定要订阅的话题名称

所有使用相同话题名称的发布者和订阅者可以直接通信。
任意话题上可以有： - 零个或多个发布者 - 零个或多个订阅者

当任意发布者向该话题发布数据时，系统中所有订阅者都会收到该数据。

这种机制也被称为“总线”（bus），因为它类似于电子工程中的设备总线。
正是这种“总线”概念使 ROS 2 成为一个强大且灵活的系统：
- 发布者和订阅者可以按需动态加入或退出 - 调试和内省（introspection）成为系统的自然延伸

例如，若要记录数据，可使用：

ros2 bag record <topic_name>

其底层原理是：ros2 bag record 会为指定话题创建一个新的订阅者，而不会中断数据流向系统的其他部分。

ROS 2 的另一个特点是“匿名性”。
这意味着：当订阅者收到一条数据时，它通常不知道也不关心该数据最初是由哪个发布者发送的（尽管它可以根据需要查询来源）。

这种架构的优势在于：
- 发布者和订阅者可以随时替换，而不会影响系统其余部分

最后，ROS 2 的发布/订阅系统是“强类型”的，这在此上下文中有两层含义：

ROS 消息中每个字段的类型都是明确的，并在多个层面强制执行。
例如，若某 ROS 消息包含：

uint32 field1
string field2

则系统代码会确保： - field1 始终为无符号整数 - field2 始终为字符串

每个字段的语义含义有明确定义（尽管没有自动化机制强制语义正确性）。
所有核心 ROS 类型都具有清晰的语义约定。

例如： - IMU 消息中包含一个三维向量表示角速度 - 每个维度都明确规定单位为 弧度/秒（radians/second）
- 不应将其他含义或单位填入该字段