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18. 执行器 — 单线程/多线程与回调组

概述​

本示例通过 demo_xmake_executor 包，演示 ROS 2 的执行器（Executor）和回调组（CallbackGroup）。

ROS 2 知识点：SingleThreadedExecutor、MultiThreadedExecutor、CallbackGroup（MutuallyExclusive vs Reentrant）

xmake 知识点：同包多 binary 构建

ROS 2 知识​

执行器类型​

执行器线程数特点
SingleThreadedExecutor1简单安全，回调串行执行
MultiThreadedExecutorN回调可并行，需注意线程安全

回调组​

// 互斥组 — 同一组的回调不会并行执行
auto exclusive = create_callback_group(MutuallyExclusive);

// 可重入组 — 同一组的回调可以并行执行
auto reentrant = create_callback_group(Reentrant);

使用场景​

  • 多个独立节点共享进程时使用 Executor
  • 需要并行处理回调时使用 MultiThreadedExecutor + Reentrant group
  • 需要保护共享状态时使用 MutuallyExclusive group

构建与运行​

colcon build --packages-select demo_xmake_executor
source install/setup.bash

# 单线程演示
ros2 run demo_xmake_executor single_threaded_demo

# 多线程演示
ros2 run demo_xmake_executor multi_threaded_demo

内容扩展​

以下资源可帮助你深入了解本章涉及的技术领域。

文档与教程​

论文与技术报告​

  • J. Staschulat et al., "The rclcpp Executor", ECRTS 2021 — Executor 调度延迟分析
  • T. Blass et al., "A ROS 2 Response Time Analysis", RTAS 2021

参考​