我们知道ROS有消息机制，有服务机制。一个同步的通讯机制，一个异步的通讯机制，难道这还不够用吗？答案是不够,因为服务机制在要求异步而且响应时间不定的场景下有先天的劣势，如果服务端迟迟没有响应，那么客户端程序将处于阻塞状态，直到超时。这会使操作变得相当耗时。

那么action机制的用武之地就来了。

0.什么叫action？：

action机制从原理上看的话，其实是基于topic实现的，相当于制定了一套由目标话题，反馈话题，结果话题组成的高级协议。action实现了一种类似于service的请求/响应通讯机制，区别在于action带有反馈机制，用来不断向客户端反馈任务的进度，并且还支持在任务中途中止运行。
操作起来就像这样子，客户端给服务端抛出一个目标，然后客户端就可以去干别的事情了，在任务执行期间，客户端会以消息的形式，周期性地接收到来自服务端的进度反馈，如果没有终止任务的话这个过程会一直延续到收到最终的结果。当然也可以随时终止当前的操作，开始一个全新的操作。
图片来自guyuehome.com

1.如何定义action？：

想要创建一个action，首先需要在action定义文件中定义三个消息格式，分别是：目标，结果，反馈。
action的定义文件后缀格式为.action。action的定义文件看起来和server的定位文件很相似。在编译过程中该文件也会被打包生成为一个消息类型。

tip:
    在ROS功能包中：
        msg/ ：我们需要把自己定义的.msg文件放在这里
        srv/：我们需要把自己定义的.srv文件放在这里
        action/：我们需要把自己定义的.action文件放在这里

第一步肯定是要创建一个新的ROS包

catkin_create_pkg s_c_demo roscpp actionlib actionlib_msgs

我们需要在与src/同等目录下新建一个action/文件夹，用来放我们的.action定义文件。
cd 到你自己的ROS包目录下

cd catkin_ws/s_c_demo/
mkdir action

接着就新建一个.action文件,文件格式如下

#part1: the goal, to be sent by the client

---
#part2: the result, to be sent by the server upon completion

---
#part3: the feedback, to be sent by server during execution

作为demo，我们来写一个计数器。功能很简单：client给sever一个目标数字，server由0开始++，直到等于目标数字。
那么我们的.action文件就该这么写

#part1: the goal message, to be sent by the client
int32 goal_num
---
#part2: the result message, to be sent by the server upon completion
bool finsh
---
#part3: the feedback message, to be sent by server during execution
float32 complete_percent

ok,一个简单的.action文件就这样完成了
接下来就要将这个文件加入编译。那么查看CMakeLists.txt文件，find_package应该已经在创建包时已经配置完成，所以我们只需要将剩下的add_action_files和generate_message去掉注释并且修改成下面这样子。

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
  actionlib_msgs
  roscpp
  actionlib
)

add_action_files(
   FILES
   demo.action
)

generate_messages(
   DEPENDENCIES
   actionlib_msgs
)

这是到此为止我生成的package.xml和CMakeLists.txt简洁起见，我去掉了一大段注释。

<?xml version="1.0"?>
<package format="2">
  <name>s_c_demo</name>
  <version>0.0.0</version>
  <description>The s_c_demo package</description>

  <maintainer email="[email protected]">tloinny</maintainer>

  <license>BSD</license>

  <buildtool_depend>catkin</buildtool_depend>
  <build_depend>actionlib</build_depend>
  <build_depend>actionlib_msgs</build_depend>
  <build_depend>roscpp</build_depend>
  <build_export_depend>actionlib</build_export_depend>
  <build_export_depend>actionlib_msgs</build_export_depend>
  <build_export_depend>roscpp</build_export_depend>
  <build_depend>message_generation</build_depend>
  <exec_depend>actionlib</exec_depend>
  <exec_depend>actionlib_msgs</exec_depend>
  <exec_depend>roscpp</exec_depend>
  <exec_depend>message_runtime</exec_depend>


  <!-- The export tag contains other, unspecified, tags -->
  <export>
    <!-- Other tools can request additional information be placed here -->

  </export>
</package>

到此，我们就可以开始编译了，编译成功以后会生成一系列的.msg文件
可以在类似这样的目录下catkin_ws/devel/share/s_c_demo/msg找到。
这里写图片描述
而且在类似catkin_ws/devel/include/s_c_demo/的目录下还可以找到刚刚生成的头文件。

2. 开始coding

前面的准备工作做足了，现在我们可以开始打码了。
这里我用C++为例
首先在src/目录下新建两个cpp文件
我起名为action_server.cpp和action_client.cpp
action server 节点源码

/*
 *action服务端
 */
#include <ros/ros.h>
#include <actionlib/server/simple_action_server.h>
#include "s_c_demo/demoAction.h"    /* 这个头文件每个人写的的名字都可能不同，package name/header file name.h */

typedef actionlib::SimpleActionServer<s_c_demo::demoAction> Server;

/*
 *action 接口
 */
void execute(const s_c_demo::demoGoalConstPtr& demo_goal, Server* as)
{
    ros::Rate r(1); /* 设置运行频率，这里设置为1hz */
    s_c_demo::demoFeedback feedback;    /* 创建一个feedback对象 */

    ROS_INFO("THE GOAL IS: %d", demo_goal -> goal);

    int count = 0;
        for (; count < demo_goal -> goal; ++count)
        {
            feedback.complete_percent = count;
            as -> publishFeedback(feedback);

            r.sleep();
        }

    ROS_INFO("COUNT DONE");

    as -> setSucceeded();   /* 发送result */
}

int main(int argc, char **argv)
{
    ros::init(argc, argv, "action_server_demo");
    ros::NodeHandle nh;

    /* 创建server对象; */
    Server server(nh, "action_demo", boost::bind(&execute, _1, &server), false);

    server.start();

    ros::spin();
    return 0;
}

action client 节点源码

/*
 *action客户端
 */
#include <ros/ros.h>
#include <actionlib/client/simple_action_client.h>
#include "s_c_demo/demoAction.h"    /* 这个头文件每个人写的的名字都可能不同，package name/header file name.h */

typedef actionlib::SimpleActionClient<s_c_demo::demoAction> Client;

/*
 *action完成时的回调函数，一次性
 */
void doneCd(const actionlib::SimpleClientGoalState& state, const s_c_demo::demoResultConstPtr& result)
{
    ROS_INFO("DONE");
    ros::shutdown();
}

/*
 *action启动时的回调函数，一次性
 */
void activeCd()
{
    ROS_INFO("ACTIVE");
}

/*
 *action收到反馈时的回调函数
 */
void feedbackCb(const s_c_demo::demoFeedbackConstPtr& feedback)
{
    ROS_INFO("THE NUMBER RIGHT NOM IS: %f", feedback -> complete_percent);
}

int main(int argc, char **argv)
{
    ros::init(argc, argv, "action_client_demo");

    /* 定义一个客户端 */
    Client client("action_demo", true); /* 这里的第一次参数要特别注意，我这里起名为action_demo，这个名称关系到server和client之间的配对通讯，两边代码对于这个名称必须要一致，否则两个节点无法相互通讯。 */

    /* 等待服务端响应 */
    ROS_INFO("WAITING FOR ACTION SERVER TO START !");
    client.waitForServer();
    ROS_INFO("ACTION SERVER START !");

    /* 创建一个目标对象 */
    s_c_demo::demoGoal demo_goal;
    demo_goal.goal = 100;   /* 设置目标对象的值 */

    /* 发送目标，并且定义回调函数 */
    client.sendGoal(demo_goal, &doneCd, &activeCd, &feedbackCb);

    ros::spin();
    return 0;
}