ROS和ROS2的区别

ROS (Robot Operating System) 和 ROS 2 在构建功能包时有一些重要的区别，主要体现在构建系统、依赖管理和工具链等方面。以下是这两者的主要差异：

1. 构建系统的变化

ROS 1：
构建工具：ROS 1 使用 catkin 作为默认的构建工具。

构建命令：通常使用 catkin_make 或 catkin build 来构建工作空间。

catkin_make 是一个脚本，它结合了 CMake 和 Python，适用于相对简单的 ROS 1 包。
catkin build 是 catkin_tools 工具的功能，提供了更强的并行构建支持和更好的工作空间管理。

ROS 2：
构建工具：ROS 2 使用 colcon 作为默认的构建工具。

构建命令：使用 colcon build 来构建 ROS 2 工作空间。

colcon 是 ROS 2 的主要构建工具，它支持更复杂的工作空间管理、并行构建和更好的扩展性。它同时支持 ament_cmake 和 ament_python 等构建类型。

2. 包的结构和构建类型

ROS 1 (catkin)：
构建类型：ROS 1 包的构建通常依赖于 CMakeLists.txt 文件，使用 catkin 工具进行构建。
包依赖声明：通过 package.xml 声明包的依赖关系，使用 catkin 进行依赖解析和管理。
ROS 2 (ament)：
构建类型：ROS 2 使用 ament 作为构建系统，支持更灵活的构建类型。常见的构建类型有：

ament_cmake：使用 CMake 进行构建，通常用于 C++ 包。
ament_python：用于 Python 包。
ament_lldb、ament_vscode 等其他工具类型也有所支持。
ROS 2 默认采用的是 ament_cmake 构建类型，但您可以为特定的语言或需求选择其他构建工具。

包依赖声明：ROS 2 同样使用 package.xml 文件声明包的依赖，但 ament 对依赖的管理更加严格，支持更多功能，如分离构建依赖和运行时依赖。

3. 依赖管理

ROS 1 (catkin)：
catkin 在 ROS 1 中管理的依赖关系相对简单，构建过程中会将所有包一起构建，但有时可能出现依赖冲突问题，特别是在大型项目中。
ROS 2 (ament)：
ROS 2 引入了更加细致的依赖管理。ament 在构建时根据包的构建类型来管理依赖，并且支持严格区分构建时依赖和运行时依赖。

通过 ament 构建，包的依赖关系和编译选项得到了更加清晰的分离，便于管理大型项目。

4. 命名空间和文件结构

ROS 1：
ROS 1 的工作空间通常使用 catkin_make 生成的 build 和 devel 目录进行管理。devel 目录用于存放编译的包文件、设置脚本等。
ROS 2：
ROS 2 使用 colcon 构建工具时，工作空间中的文件结构有所不同，生成的文件目录为 build、install 和 log。install 目录用于存放安装后的文件，包含所有包的可执行文件、库和配置文件等，build 用于存放构建过程中的临时文件。

5. 并行构建和优化

ROS 1：
catkin_make 支持并行编译，但它的并行化程度和灵活性相对较低，尤其是在大型工作区时。
ROS 2：
colcon 对并行构建进行了优化，它支持高度的并行编译，并且能够根据包之间的依赖关系动态地调整构建顺序。这样可以显著提高构建速度，尤其是在包含多个包的大型工作区中。

6. 支持的语言和工具

ROS 1：
主要支持 C++ 和 Python，其他语言的支持较少。
ROS 2：
ROS 2 对多语言的支持更加完善。除了 C++ 和 Python，ROS 2 还在逐步增加对其他语言（如 Rust）的支持。此外，ROS 2 提供了更多工具，例如支持与 ament 配合使用的 ament_tools 和更强大的命令行工具。

特性	ROS 1 (catkin)	ROS 2 (ament/colcon)
构建工具	catkin_make、catkin build	colcon build
包结构	CMakeLists.txt、package.xml	CMakeLists.txt、package.xml
构建类型	catkin	ament_cmake、ament_python、其他
依赖管理	相对简单，依赖解析可能不够严格	更细致的依赖管理，支持区分构建时和运行时依赖
并行构建	支持并行构建，但功能较为简单	高度优化的并行构建，支持动态依赖排序
工作空间结构	build、devel	build、install、log
支持语言	C++、Python	C++、Python、Rust等多语言支持

从 ROS 1 到 ROS 2 的迁移不仅仅是构建工具的变化，还涉及了对系统架构、性能和可扩展性的优化。ROS 2 的构建系统更加灵活、强大，适应现代机器人的需求。