Service 與 Action

本頁會先從概念上比較 Service 與 Action，再透過標準 ROS 2 Demo Package，直接從命令列呼叫兩者，讓你實際觀察 Request/Response，以及 Goal/Feedback/Result/Cancel 這兩種不同的通訊模式。

概述

ROS 2 核心概念 已經從較高層次介紹過 Service（同步 Request/Response）與 Action（非同步、以 Goal 為核心，並支援 Feedback 與取消）。

在本頁中，你會使用 Desktop ROS 2 安裝中常見的 Demo Package，實際呼叫一個 Service 並送出一個 Action Goal，進一步觀察 Action Interaction 中各個部分實際是如何運作的。

為什麼重要

只看文件時，Service 與 Action 很容易混淆。

直接觀察 CLI 的實際輸出，可以讓差異更具體：Service Call 只回傳一次結果；Action 則可以在執行期間持續輸出 Feedback，最後再回傳 Result。

理解這個差異，可以避免把長時間執行的任務設計成 Service（會讓 Client 等待），或把只需要單次查詢的操作設計成 Action（增加不必要的複雜度）。

核心概念

Service 快速理解

• 一次 Service Interaction 包含一個 Request 與一個 Response。多個 Client 可以呼叫同一個 Service。
• Service 使用 Request/Response 模式：每一個 Request 都會產生一個 Response。Client 可以同步或非同步呼叫 Service。
• Service Interface 由 .srv 檔案定義，其中 Request 與 Response 兩個區段使用 --- 分隔。

Action 快速理解

• Action Interaction 以 Goal 為核心。多個 Client 可以向同一個 Action Server 傳送 Goal，而 Server 會決定如何處理已接受的 Goal。
• Action Interface 由 .action 檔案定義，其中包含三個以 --- 分隔的區段：Goal、Result 與 Feedback。
• Client 可以要求取消正在執行中的 Goal。Server 會先決定是否接受或拒絕 Goal Request；已接受的 Goal 之後可能成功完成（succeed）、中止（abort）或被取消（cancel）。

比較項目	Service	Action
執行時間	短	可能較長
進度更新	無	Feedback Message
取消	不支援	支援
底層組成	透過 Middleware 進行 Request/Response	底層由 Topic + Service 組成，但對外提供統一 API
常見用途	查詢或觸發操作	Navigation、Trajectory Execution、長時間運算

:::info 與「Arm Action」不是同一個概念 本頁中的 Action 一律指 ROS 2 的通訊機制（Goal/Feedback/Result/Cancel）。

Manipulation 章節中的 Arm Action 則描述一個 Workflow Stage，通常會在內部使用 ROS 2 Action，例如 control_msgs/action/FollowJointTrajectory，但這兩個名詞不能互相替代。

詳細說明請參考 ROS 2 核心概念 中的提示。 :::

實作步驟：Service

demo_nodes_cpp（或 demo_nodes_py）Package 在 Desktop ROS 2 安裝中通常會提供一個簡單的加法 Service，使用 example_interfaces/srv/AddTwoInts。

如果尚未安裝，可以先執行：

sudo apt install ros-${ROS_DISTRO}-demo-nodes-cpp

在一個已經 source ROS 2 環境的 Terminal 中啟動 Server：

ros2 run demo_nodes_cpp add_two_ints_server

在第二個 Terminal 中檢查並呼叫它：

# Discover the service and its type
ros2 service list
ros2 service type /add_two_ints
ros2 interface show example_interfaces/srv/AddTwoInts

# Call it
ros2 service call /add_two_ints example_interfaces/srv/AddTwoInts "{a: 2, b: 3}"

預期成果（Service）

requester: making request: example_interfaces.srv.AddTwoInts_Request(a=2, b=3)

response:
example_interfaces.srv.AddTwoInts_Response(sum=5)

這個 Service Call 只會回傳一次結果。

執行期間不會持續輸出進度資訊，因為這類操作預期會在短時間內完成。

實作步驟：Action

action_tutorials_cpp（或 action_tutorials_py）Package 提供一個簡單的 Fibonacci Sequence Action Server，使用 action_tutorials_interfaces/action/Fibonacci，常用來示範 Action 通訊模式。

如果尚未安裝，可以先執行：

sudo apt install ros-${ROS_DISTRO}-action-tutorials-cpp

在一個已經 source ROS 2 環境的 Terminal 中啟動 Action Server：

ros2 run action_tutorials_cpp fibonacci_action_server

在第二個 Terminal 中檢查並送出 Goal：

# Discover the action and its type
ros2 action list -t
ros2 interface show action_tutorials_interfaces/action/Fibonacci

# Send a goal and watch feedback and result
ros2 action send_goal --feedback /fibonacci action_tutorials_interfaces/action/Fibonacci "{order: 5}"

預期成果（Action）

Sending goal:
     order: 5

Goal accepted with ID: <uuid>

Feedback:
    sequence: [0, 1, 1]

Feedback:
    sequence: [0, 1, 1, 2]

Feedback:
    sequence: [0, 1, 1, 2, 3]

Result:
    sequence: [0, 1, 1, 2, 3, 5]

Goal finished with status: SUCCEEDED

Goal 執行期間會逐步收到 Feedback；最後只會收到一次 Result。

取消也是 ROS 2 Action Protocol 的一部分。Action Client 可以明確要求取消已接受的 Goal，而 Server 會決定是否接受該 Cancellation Request。

常用指令

# Services
ros2 service list -t
ros2 service type <service_name>
ros2 service call <service_name> <srv_type> "<yaml_args>"
ros2 interface show <package>/srv/<Type>

# Actions
ros2 action list -t
ros2 action info <action_name>
ros2 action send_goal [--feedback] <action_name> <action_type> "<yaml_goal>"
ros2 interface show <package>/action/<Type>

常見問題

• ros2 service call 一直等待而沒有回傳 — 一直等待而沒有回傳** — 確認預期的 Server 是否正在執行並正常回應。可以使用 ros2 service list 與 ros2 service type <service_name> 驗證該 Service。如果 Request YAML 無效，CLI 通常會直接回報 Parsing 或 Type Error。
• ros2 action send_goal 顯示 Goal 被拒絕 — Action Server 選擇不接受該 Goal。Goal Acceptance 規則由 Server Implementation 決定，請檢查 Server Log 取得詳細資訊。
• 完全沒有顯示 Feedback — 可能是在 ros2 action send_goal 時忘了加上 --feedback，或該 Server 對這個 Goal Type 不會發布 Feedback。
• Package 'action_tutorials_cpp' not found — 依照上方範例使用 apt 安裝。這是標準 Demo Package，但不一定會包含在 Minimal Installation 中。
• 呼叫 Service / Action 時發生 Type Mismatch — Package 或 Type Name 與 Server 預期的不完全一致。可參考 Troubleshooting。

重點整理

• Service 適合快速的 Request/Response Interaction，不提供進度 Feedback 或取消功能。
• Action 適合可能長時間執行的 Goal，並支援 Goal Acceptance、Feedback、Result 與 Cancellation。
• ros2 service call 與 ros2 action send_goal 可以完全透過 CLI 測試這兩種通訊模式，不需要自行撰寫 Client。
• 「ROS 2 Action」（本頁所介紹的通訊機制）與「Arm Action」（Manipulation Workflow Stage）代表不同概念，雖然後者通常會使用前者來實作。

下一步

接著前往 Parameter 與 Launch，讓 Node 的執行行為可以透過設定調整；也可以回到 ROS 2 核心概念 複習這些基本術語。