4. Cyber RT核心概念

Apollo Cyber RT 是面向自动驾驶场景的高性能运行时框架。它把“谁在运行、数据如何流动、模块如何被调度、参数如何被管理”抽象为一组稳定的核心术语。理解这些术语及其通信模型，是后续进行模块治理、性能调优和故障排查的基础。本节将围绕 Node、Channel、Reader、Writer、Service、Client、Component、Timer 与参数服务展开，并给出它们之间的协作关系。

一、核心术语与职责边界

Cyber RT 的通信模型可以概括为“节点承载参与者，通道承载数据流，读写器完成收发，服务/客户端完成请求响应，组件与定时器负责调度，参数服务负责配置”。各术语的职责如下：

• Node（节点）：通信的基本参与单元，是创建 Reader、Writer、Service、Client 的入口。一个进程可以创建多个 Node，通常按功能域划分，例如感知节点、规划节点、控制节点。
• Channel（通道）：具名的数据管道，是发布/订阅的中间抽象。通道名全局唯一，例如 /apollo/perception/obstacles，消息类型在通道上固定。
• Writer（写者）：向某个 Channel 发布消息的句柄，一个 Writer 对应一个通道，可被多个 Reader 订阅。
• Reader（读者）：从某个 Channel 订阅消息的句柄，支持回调触发或主动轮询，可配置历史缓存与 QoS 策略。
• Service（服务端）：提供请求-响应式通信的服务对象，注册服务名并处理 Client 请求。
• Client（客户端）：向 Service 发起请求并等待响应的调用方，适合低频、需确认结果的交互。
• Component（组件）：Cyber RT 的模块封装单元，内部可声明 Reader、Writer、Service、Client 与 Timer，由框架统一加载和调度。
• Timer（定时器）：按周期或定时触发回调的调度工具，常用于周期控制、状态上报与心跳检测。
• 参数服务（Parameter Service）：集中管理运行期参数的键值服务，支持参数设置、查询与变更通知。

二、通信模型：发布/订阅与请求/响应

Cyber RT 主要提供两类通信模型。第一类是发布/订阅模型，由 Channel + Writer + Reader 构成，适合高频、异步、一对多的数据流，例如传感器数据、障碍物列表、规划轨迹。第二类是请求/响应模型，由 Service + Client 构成，适合低频、需要明确返回结果的交互，例如查询地图、请求标定、触发诊断。

发布/订阅模型中，Writer 将消息写入 Channel，框架根据订阅关系把消息分发给所有 Reader。Reader 可以注册回调函数，消息到达时自动触发；也可以主动轮询。Channel 是解耦的关键：发布者不需要知道订阅者是谁，订阅者也不需要知道发布者是谁，从而降低模块间耦合。

请求/响应模型中，Client 发起请求后会阻塞或异步等待 Service 返回响应。Service 通常由某个 Component 提供，服务名全局唯一。与发布/订阅相比，请求/响应有明确的调用边界和结果确认，但吞吐量较低，不适合高频数据流。

三、Component 与 Timer：模块化与调度

Component 是 Cyber RT 推荐的模块封装方式。一个 Component 继承自框架基类，在初始化阶段声明自己需要的 Reader、Writer、Service、Client 和 Timer。框架根据配置加载 Component，并为其分配线程资源。Component 内部通常包含一个或多个数据处理回调，由 Reader 或 Timer 触发。

Timer 是周期任务的核心工具。例如控制模块需要以 100 Hz 运行，可以创建一个周期为 10 ms 的 Timer，在回调中读取最新规划轨迹、计算控制指令并通过 Writer 发布。Timer 的周期、回调执行时间与线程池配置直接影响实时性，是运行时调优的重要参数。

// 伪代码：Component 中声明 Reader、Writer 与 Timer
class ControlComponent : public cyber::Component<ControlCommand> {
 public:
  bool Init() override {
    reader_ = node_->CreateReader<PlanningTrajectory>(
        "/apollo/planning/trajectory",
        [this](const std::shared_ptr<PlanningTrajectory>& msg) {
          latest_trajectory_ = msg;
        });
    writer_ = node_->CreateWriter<ControlCommand>(
        "/apollo/control/command");
    timer_ = node_->CreateTimer(10, [this]() { OnTimer(); });
    return true;
  }
 private:
  void OnTimer() {
    // 以 100 Hz 计算并发布控制指令
    writer_->Write(ComputeCommand(latest_trajectory_));
  }
};

四、参数服务：运行期配置管理

参数服务用于集中管理运行期可调参数，例如控制增益、滤波系数、阈值和开关。参数以键值形式存储，支持设置、查询和变更通知。模块可以在启动时读取参数，也可以在运行中监听参数变化并动态调整行为。相比硬编码或重启生效的配置文件，参数服务更适合需要在线调优的场景。

使用参数服务时需要注意：参数名应具备命名空间，避免冲突；参数变更通知应轻量，避免在回调中执行耗时操作；关键参数变更应记录日志，便于复盘。参数服务不是高频数据通道，不应承载传感器数据或控制指令。

五、核心对象对照与协作关系

六、常见误区与复盘要点

复盘时建议检查：Node 与 Component 的职责是否清晰；Channel 命名与消息类型是否统一；Reader 回调是否轻量；Timer 周期与回调耗时是否匹配；Service 调用是否设置了超时与重试；参数变更是否有日志与回滚机制。通过这些检查，可以把 Cyber RT 的核心术语真正落到工程治理中，而不是停留在概念记忆层面。