怎样写一个类似ROS的易用的android机器人框架（2）
接下来，我们一步步来实现这个几个目标
ROS式节点通讯的Android实现
相关代码实现位于 ai.easy.robot.framework包内
首先，我们需要开启一个常驻运行的 MasterService，在机器人运行的这个生命周期内保持活动，每个节点（不管进程内还是进程外）都可以连接此Service，向其发送消息，MasterService负责将这些消息转发给已经订阅了该消息主题的节点。
我们选用 Messenger：
- Messenger可跨进程传递数据
- 相比socket通讯方式，没有管理和建立socket的麻烦，没有必要单独再定义普通数据到socket包的序列化。
- 底层实现了AIDL,不需要在每个节点定义数据接口，所有数据统一为 Message
- Messenger发送的消息数据是放在一个消息循环中统一分发处理的，不存在多线程的数据不同步问题
实现过程
MasterService 类在 onCreate() 之后开启一个线程运行消息循环
thread(start=true,name = "master"){
try {
Looper.prepare()
//TODO
h = MyHandler(this, Looper.myLooper())
//
messenger = Messenger(h)
mtx.release()
//
logd("start loop")
Looper.loop()
logd("stop loop")
}catch (e:Exception){
e.printStackTrace()
}
}
这里，MyHandler负责所有消息的接收，解析，转发，messenger则通过 onBind()暴露给连接的外界节点
override fun onBind(intent: Intent?): IBinder = synchronized(this){
if(!this::messenger.isInitialized){
//mtx.wait()
mtx.acquire()
}
messenger.binder
}
MasterConnector 是负责普通节点和 MasterService 连接的中介，其connect()函数通过bindService方式获取 MasterService 的 messenger，从而可以想MasterService发送 Message
private val conn =
object : ServiceConnection {
override fun onServiceDisconnected(name: ComponentName?) {
logd("service disconnected")
isConnected = false
messenger = null
}
override fun onServiceConnected(name: ComponentName?, service: IBinder?) {
logd("service connected")
messenger = Messenger(service)
isConnected = true
onConnected?.invoke()
}
}
fun connect(servClass:Class<*>) {
if (!isConnected && !isBounded) {
val i = Intent()
i.setClass(ctx, servClass)
ctx.bindService(i, conn, Context.BIND_AUTO_CREATE)
isBounded = true
}
}
MasterService的消息的处理过程
每个Message的 what 属性说明消息的作用，obj属性指明节点名称或者消息主题，data属性封装消息数据
what的取值定义为
const val NODE_MGR_REG = 1 //节点注册指令消息
const val NODE_MGR_UN_REG = 2 //节点注销指令消息
const val NODE_MGR_LIST = 3 //查询节点列表指令消息
const val NODE_MGR_CLR = 4 //清除所有节点指令
const val NODE_MSG_PUB = 5 //节点发布消息
const val NODE_MSG_SUB = 6 //节点订阅消息
const val NODE_MSG_UN_SUB = 7 //取消订阅
const val NODE_MSG_ON_REG = 8 //注册成功事件
const val NODE_MSG_ON_NODE_CHANGED = 9 //节点列表发生变化事件
const val NODE_MSG = 16 //MasterService转发的消息
节点注册指令消息
表示有外部节点要加入整个节点消息通讯体系，该消息中有个 replyTo属性，传入的是该节点接收 MasterService发送数据的Messenger对象，MaserService就是通过他再给目标节点发送消息的。这个Messenger对象需要放入nodeMap中保存。
节点注销指令消息
删除nodeMap中存放的Messenger对象，释放其内存。
节点订阅消息
表示节点想接收某个主题的消息。将节点名称和订阅主题存入nodeSubMap
节点发布消息
拥有消息主题和消息数据，通过nodeSubMap查询订阅了该消息的节点的Messenger对象，再通过该Messenger对象发送该消息。实现消息转发。
查询节点列表指令消息
查询已经注册的节点列表
清除所有节点指令
强迫所有节点注销
普通节点的消息处理过程
BaseNode是所有普通节点的基类，实现消息的收发
注册节点
fun register() {
val m = Message.obtain()
m.what = MasterService.NODE_MGR_REG
m.obj = name
m.replyTo = receiver
connector.messenger?.send(m)
}
注册需要将自身的Messenger对象 receiver传递给 MasterService,其中
private val receiver = Messenger(
object : Handler() {
override fun handleMessage(msg: Message?) {
logd("msg>>")
when (msg?.what) {
MasterService.NODE_MSG -> onMessageReceive("${msg.obj}", msg?.data)
MasterService.NODE_MSG_ON_REG -> onNodeRegisted()
else -> {
}
}
}
})
receiver接收到 MasterService 的消息后调用响应的回调函数
注销节点
fun unregister()
订阅消息
fun subscribe(topic: String)
发布消息
fun publish(topic: String, msg: Bundle)
所有节点的数据消息封装在Bundle对象中。
至此，android版的类似ROS通讯框架就实现了
多进程机器人系统的通讯
系统中只有一个进程运行MasterService 跟MasterService不在同一个进程的节点的消息收发不需要改变，只是其connect方法做些改动
fun connect(masterPackageName:String,masterServiceName:String) {
if (!isConnected && !isBounded) {
val i = Intent()
i.setComponent(ComponentName(masterPackageName,masterServiceName))
ctx.bindService(i, conn, Context.BIND_AUTO_CREATE)
isBounded = true
}
}
多主板机器人系统的通讯
多主板分布的节点需要通过网络进行通讯了。考虑到这种应用场景不多。所以MasterService暂时还不支持这样的操作，因此还需要实现一个适配器，以便能够注册和管理网络上的节点。