行为树

1.基本概念

1.1 简介

行为树是控制“任务”执行流的分层节点树。

树节点的类型子节点计数笔记
控制节点1...N通常，根据其兄弟姐妹或/和自己的状态的结果勾选孩子。
装饰器节点1除其他外，它可能会改变孩子的结果或多次勾选它。
条件节点0不应更改系统。不得返回运行。
动作节点0这是“做某事”的节点

注：条件节点和动作节点均为叶子节点。

1.2 基础知识

我们需要写叶子节点（条件节点和动作节点），将他们用逻辑组装成一棵树。这棵树除了利用C++在运行的时候组装，也可以使用 XML 文件直接再部署的时候组装。

每个节点都有回调函数，可以通过回调函数执行我们的代码。

 // The simplest callback you can wrap into a BT Action
 NodeStatus HelloTick()
 {
   std::cout << "Hello World\n"; 
   return NodeStatus::SUCCESS;
 }
 ​
 // Allow the library to create Actions that invoke HelloTick()
 factory.registerSimpleAction("Hello", std::bind(HelloTick));

上述例子用的是 函数指针 ,通常我们使用继承的方式来定义树的节点。一般继承 TreeNode , 特别的，我们也可以继承 ActionNodeBase , ConditionNode 和 DecoratorNode.

2.节点库

2.1 序列:( sequence )

勾选所有子节点，只有所有子节点军返回 SUCCESS 才返回 SUCCESS ，否则返回 FAILURE，过程中为 RUNNING。

共有三种类型，分别如下：

Type of ControlNodeChild returns FAILUREChild returns RUNNING
SequenceRestartTick again
ReactiveSequenceRestartRestart
SequenceWithMemoryTick againTick again

  • "Restart"意思是从第一个子节点重新开始。

  • "Tick again" ： 意思是下一次序列被tick的时候 ，从该节点开始tick，之前的SUCCESS节点不再重复。

Sequence适合狙击手逻辑，ReactiveSequence适用于连续tick ，但是要判断执行时间和tick帧率，SequenceWithMemory适合各个点只执行一次。

2.2 装饰节点 （Decorators)

一个装饰节点只有一个孩子，它可以控制是否，什么时候tick孩子节点多少次。

InvertNode : tick孩子节点一次，孩子节点失败返回SUCCESS，成功返回FAILURE，孩子节点运行则返回RUNNING。

ForceSuccessNode : tick孩子节点一次，孩子节点失败或者成功均返回SUCCESS，孩子节点运行则返回RUNNING。

ForceFailureNode : tick孩子节点一次，孩子节点失败或者成功均返回FAILURE，孩子节点运行则返回RUNNING。

RepeatNode : 最多tick孩子节点n次，（n作为数据输入），直到孩子节点返回失败，则该节点返回FAILURE，若孩子节点返回RUNNING ，则同样返回RUNNING。

RetryNode:最多tick孩子节点n次 ， （n 作为数据输入），直到孩子节点返回成功，则该节点返回 SUCCESS ，若孩子节点返回RUNNING ，则同样返回RUNNING。

2.3 回退（FallBack）

可称之为“选择器”或“优先级”，用于尝试不同策略：1.子项返回FAILURE , 回退并勾选下一个子项。2.若最后一个子项也返回FAILURE，则所有子项停止并回退返回失败。 3.如果有子项返回SUCCESS，停止并返回SUCCESS。

有两个类型：

Type of ControlNodeChild returns RUNNING
FallbackTick again
ReactiveFallbackRestart

ReactiveFallback : 用于中断某异步子节点。

3.接口（Ports） 和 键值对（Blackboard）

Blackboard ： 可以被所有节点共享的键值对（entry）。

Ports : 节点间相互通讯的接口。

Ports 通过 blackboard 的相同的键连接, 输入ports 可以读取 entry , 而输出 Ports 可以写入 entry。

Ports 的数量，名称和类型在编译阶段就需要被知道，ports之间的连接在XML部署的时候完成。

可以通过值储存任意的C++类型。

注：1.输出的时候在文件中用 setOutput(“A”,”B”);

其中A为接口，B为数据.

然后在 XML 中将接口与键值对的 键 相连接。A="{C}"

其中A为接口

2.输入时 InputPort<T>("A") 做声明

通过 getInput<T>("A") 获取键值对的值

输出是往接口输出 ， 输入是从接口读入 。

3.1 Inputs ports

一个有效的输入应该是： 1. 节点将会读取的一段静态字符串 2. 由键定义的对应Blackboard条目的指针。

如下：

 <SaySomething name="fist"   message="hello world" />  #法一：一段静态字符串
 <SaySomething name="second" message="{greetings}" />  #法二：条目“greeting”对应的在blackboard中的指针

注：条目“greeting”对应的值可能在运行期间发生改变。

ActionNode 例子：

 // SyncActionNode (synchronous action) with an input port.
 class SaySomething : public SyncActionNode
 {
 public:
   //如果您的节点具有接口，则必须使用此构造函数标记
   // If your Node has ports, you must use this constructor signature 
   SaySomething(const std::string& name, const NodeConfig& config)
     : SyncActionNode(name, config)
   { }
 ​
   //必须定义此静态方法
   // It is mandatory to define this STATIC method.
   static PortsList providedPorts()
   {
     // This action has a single input port called "message"
     return { InputPort<std::string>("message") };
   }
 ​
   // Override the virtual function tick()
   NodeStatus tick() override
   {
     Optional<std::string> msg = getInput<std::string>("message");
     // Check if optional is valid. If not, throw its error
     if (!msg)
     {
       throw BT::RuntimeError("missing required input [message]: ", 
                               msg.error() );
     }
     //使用方法 value（） 提取有效信息。
     // use the method value() to extract the valid message.
     std::cout << "Robot says: " << msg.value() << std::endl;
     return NodeStatus::SUCCESS;
   }
 };

1.当自定义的节点具有输入输出端口时，这些端口必须是在静态方法中声明。

 static MyCustomNode::PortsList providedPorts();

2.使用模板方法读取来自端口的输入。

TreeNode::getInput<T>(key) ， 建议在 tik() 中使用，在运行时周期性的进行更改。

3.失败返回的情况很多，具体要怎么操作需要我们自己去判断确定。

3.2 Output ports

Input ports 要起作用必须用Output Ports 对 blackboard进行写入，使用对应的条目进行读取。

以下是例程：

 class ThinkWhatToSay : public SyncActionNode
 {
 public:
   ThinkWhatToSay(const std::string& name, const NodeConfig& config)
     : SyncActionNode(name, config)
   { }
 ​
   static PortsList providedPorts()
   {
     return { OutputPort<std::string>("text") };
   }
 ​
   // This Action writes a value into the port "text"
   NodeStatus tick() override
   {
     // the output may change at each tick(). Here we keep it simple.
     setOutput("text", "The answer is 42" );
     return NodeStatus::SUCCESS;
   }
 };

注：写入只需要 接口名 和 写入的数据 ，键值对对应的键名不需要在此声明，直接在xml文件中声明即可。

有时候处于调试目的，我们可以编写 Script 使用内置操作把静态值放入条目中。

<Script code=" the_answer:='The answer is 42' " />

3.3 整体架构

 <root BTCPP_format="4" >
     <BehaviorTree ID="MainTree">
        <Sequence name="root_sequence">
            <SaySomething     message="hello" />
            <ThinkWhatToSay   text="{the_answer}"/>
            <SaySomething     message="{the_answer}" />
        </Sequence>
     </BehaviorTree>
 </root>
 #include "behaviortree_cpp/bt_factory.h"
 ​
 // file that contains the custom nodes definitions
 #include "dummy_nodes.h"
 using namespace DummyNodes;
 ​
 int main()
 {  
   BehaviorTreeFactory factory;
   factory.registerNodeType<SaySomething>("SaySomething");
   factory.registerNodeType<ThinkWhatToSay>("ThinkWhatToSay");
 ​
   auto tree = factory.createTreeFromFile("./my_tree.xml");
   tree.tickWhileRunning();
   return 0;
 }
 ​
 /*  Expected output:
   Robot says: hello
   Robot says: The answer is 42
 */

注：所有接口通过 键名 连接，前提是 类型相同 ，否则将会报错。

3.4 具有泛型类型的接口

BehaviorTree.CPP支持将字符串转化为各种普通类型，例如 int long double bool 等。同时用户自己定义的数据类型也能很好地被支持。

比如：

 // We want to use this custom type
 struct Position2D 
 { 
   double x;
   double y; 
 };

为了允许 XML 从 string 实例化需要的类型，我们需要提供模板特例，比如：

Position2D BT::convertFromString<Position2D>(StringView)

其中如何进行操作取决于我们要怎么样去处理该字符串，比如：

 // Template specialization to converts a string to Position2D.
 namespace BT
 {
     template <> inline Position2D convertFromString(StringView str)
     {
         // We expect real numbers separated by semicolons
         auto parts = splitString(str, ';');
         if (parts.size() != 2)
         {
             throw RuntimeError("invalid input)");
         }
         else{
             Position2D output;
             output.x     = convertFromString<double>(parts[0]);
             output.y     = convertFromString<double>(parts[1]);
             return output;
         }
     }
 } // end namespace BT

StringView str 是C++11的一种类型，我们也可以使用 std::string 和 const char *。

splitString 是BehaviorTree提供的一种简单函数，也可以使用其他函数，比如 boost::algorithm::split。

convertFromString<double>() 是公共模板的特殊化。

例程：

 class CalculateGoal: public SyncActionNode
 {
   public:
     CalculateGoal(const std::string& name, const NodeConfig& config):
       SyncActionNode(name,config)
     {}
 ​
     static PortsList providedPorts()
     {
       return { OutputPort<Position2D>("goal") };
     }
 ​
     NodeStatus tick() override
     {
       Position2D mygoal = {1.1, 2.3};
       setOutput<Position2D>("goal", mygoal);
       return NodeStatus::SUCCESS;
     }
 };
 ​
 class PrintTarget: public SyncActionNode
 {
   public:
     PrintTarget(const std::string& name, const NodeConfig& config):
         SyncActionNode(name,config)
     {}
 ​
     static PortsList providedPorts()
     {
       // Optionally, a port can have a human readable description
       const char*  description = "Simply print the goal on console...";
       return { InputPort<Position2D>("target", description) };
     }
       
     NodeStatus tick() override
     {
       auto res = getInput<Position2D>("target");
       if( !res )
       {
         throw RuntimeError("error reading port [target]:", res.error());
       }
       Position2D target = res.value();
       printf("Target positions: [ %.1f, %.1f ]\n", target.x, target.y );
       return NodeStatus::SUCCESS;
     }
 };
 static const char* xml_text = R"(
 ​
  <root BTCPP_format="4" >
      <BehaviorTree ID="MainTree">
         <Sequence name="root">
             <CalculateGoal goal="{GoalPosition}" />
             <PrintTarget   target="{GoalPosition}" />
             <Script        code=" OtherGoal:='-1;3' " /> 
             #直接采用内置操作将 otherGoal 条目放入 blackboard 中
             <PrintTarget   target="{OtherGoal}" />
         </Sequence>
      </BehaviorTree>
  </root>
  )";
 ​
 int main()
 {
   BT::BehaviorTreeFactory factory;
   factory.registerNodeType<CalculateGoal>("CalculateGoal");
   factory.registerNodeType<PrintTarget>("PrintTarget");
 ​
   auto tree = factory.createTreeFromText(xml_text);
   tree.tickWhileRunning();
 ​
   return 0;
 }
 /* Expected output:
 ​
     Target positions: [ 1.1, 2.3 ]
     Converting string: "-1;3"
     Target positions: [ -1.0, 3.0 ]
 */

string 类型 和 自定义类型会在存储，读取过程中自动进行转化。（转换目的类型是我们的模板特例类型，库中自带了模板可直接使用，但是自定义类型要自己写convertFromString<T>()。

4. XML

4.1 架构

  <root BTCPP_format="4"> 
      <BehaviorTree ID="MainTree">
         <Sequence name="root_sequence">
             <SaySomething   name="action_hello" message="Hello"/>
             <OpenGripper    name="open_gripper"/>
             <ApproachObject name="approach_object"/>
             <CloseGripper   name="close_gripper"/>
         </Sequence>
      </BehaviorTree>
  </root>

树的第一个tag为 <root>.它至少应该包含1个tag.

这个tag应该有属性 <BehaviorTree>[ID].

每个树节点都应该有一个标签，特别的：

1.标签的名字用于 factory 中注册该节点。

2.Ports 时使用属性配置的。如 Saysomething message

在子女方面：ControlNode 包含1个到多个子项，DecoratorNode 包含1个子树，ActionNode 没有孩子。

4.2 Ports重新映射

  <root BTCPP_format="4" >
      <BehaviorTree ID="MainTree">
         <Sequence name="root_sequence">
             <SaySomething message="Hello"/>
             <SaySomething message="{my_message}"/>
         </Sequence>
      </BehaviorTree>
  </root>

可以在 xml 中使用 Ports 读取键值对。{key_name}

如例程中使用 message = “{my_message}” 来读取了blackboards 中的键值对。

4.3 紧凑（Compact）和显式（Explicit ）的表示

以下种表示方式均正确：

  <SaySomething               name="action_hello" message="Hello World"/>
  <Action ID="SaySomething"   name="action_hello" message="Hello World"/>

第一为紧凑，第二种为显式。

以下为第一个例程用显式语法表达：

  <root BTCPP_format="4" >
      <BehaviorTree ID="MainTree">
         <Sequence name="root_sequence">
            <Action ID="SaySomething"   name="action_hello" message="Hello"/>
            <Action ID="OpenGripper"    name="open_gripper"/>
            <Action ID="ApproachObject" name="approach_object"/>
            <Action ID="CloseGripper"   name="close_gripper"/>
         </Sequence>
      </BehaviorTree>
  </root>

显然紧凑的更容易写，但是记录的TreeNode模型的信息较少。像 Groot 这样的工具需要显式的信息，我们可以通过 tag 来添加。如下：

  <root BTCPP_format="4" >
      <BehaviorTree ID="MainTree">
         <Sequence name="root_sequence">
            <SaySomething   name="action_hello" message="Hello"/>
            <OpenGripper    name="open_gripper"/>
            <ApproachObject name="approach_object"/>
            <CloseGripper   name="close_gripper"/>
         </Sequence>
     </BehaviorTree>
     
     <!-- the BT executor don't require this, but Groot does -->     
     <TreeNodeModel>
         <Action ID="SaySomething">
             <input_port name="message" type="std::string" />
         </Action>
         <Action ID="OpenGripper"/>
         <Action ID="ApproachObject"/>
         <Action ID="CloseGripper"/>      
     </TreeNodeModel>
  </root>

4.4 子树 Subtrees

为简化代码的复杂性，我们可以将一棵树作为子树放到另一棵树下。如下：

  <root BTCPP_format="4" >
  
      <BehaviorTree ID="MainTree">
         <Sequence>
            <Action  ID="SaySomething"  message="Hello World"/>
            <SubTree ID="GraspObject"/>
         </Sequence>
      </BehaviorTree>
      #简化起见没有加上属性 "name"
      <BehaviorTree ID="GraspObject">
         <Sequence>
            <Action ID="OpenGripper"/>
            <Action ID="ApproachObject"/>
            <Action ID="CloseGripper"/>
         </Sequence>
      </BehaviorTree>  
  </root>

可以看出整棵树都在 saysomething动作后面。

4.5 包含外部文件

可以使用标签轻松做到这一点。

   <include path="relative_or_absolute_path_to_file">

例程如下：

  <!-- file maintree.xml -->
  <root BTCPP_format="4" >
      
      <include path="grasp.xml"/> #这里
      
      <BehaviorTree ID="MainTree">
         <Sequence>
            <Action  ID="SaySomething"  message="Hello World"/>
            <SubTree ID="GraspObject"/>
         </Sequence>
      </BehaviorTree>
   </root>
  <!-- file grasp.xml -->
  <root BTCPP_format="4" >
      <BehaviorTree ID="GraspObject">
         <Sequence>
            <Action ID="OpenGripper"/>
            <Action ID="ApproachObject"/>
            <Action ID="CloseGripper"/>
         </Sequence>
      </BehaviorTree>  
  </root>

如果要在ROS包下查找文件，可以使用以下语法：

 <include ros_pkg="name_package"  path="path_relative_to_pkg/grasp.xml"/>

5. 创建行为树

5.1 创建 ActionNode

推荐使用继承创建。

 // Example of custom SyncActionNode (synchronous action)
 // without ports.
 class ApproachObject : public BT::SyncActionNode
 {
 public:
   ApproachObject(const std::string& name) :
       BT::SyncActionNode(name, {})
   {}
 ​
   // You must override the virtual function tick()
   BT::NodeStatus tick() override
   {
     std::cout << "ApproachObject: " << this->name() << std::endl;
     return BT::NodeStatus::SUCCESS;
   }
 };

注意：必须重写 tick()虚函数。

TreeNode的任何实例都有name，意在人类可读，没有什么实际意义。

方法 tick() 是实际操作发生的地方，它必须返回 NodeStatus

我们也可以使用给函子依赖注入来创建给定的 TreeNode，（其实就是直接将某个类中的函数作为拿出来作为树节点）。

函子要求具有以下签名之一：

 BT::NodeStatus myFunction()
 BT::NodeStatus myFunction(BT::TreeNode& self)

例如：

 using namespace BT;
 ​
 // Simple function that return a NodeStatus
 BT::NodeStatus CheckBattery()
 {
   std::cout << "[ Battery: OK ]" << std::endl;
   return BT::NodeStatus::SUCCESS;
 }
 ​
 // We want to wrap into an ActionNode the methods open() and close()
 class GripperInterface
 {
 public:
   GripperInterface(): _open(true) {}
     
   NodeStatus open() 
   {
     _open = true;
     std::cout << "GripperInterface::open" << std::endl;
     return NodeStatus::SUCCESS;
   }
 ​
   NodeStatus close() 
   {
     std::cout << "GripperInterface::close" << std::endl;
     _open = false;
     return NodeStatus::SUCCESS;
   }
 ​
 private:
   bool _open; // shared information
 };

以上任意一个函子均可用于构建 SimpleActionNode 。（注意：不同类型的节点我们创建的方式也不同）。

5.2 使用 XML 动态创建树

以my_tree.xml为文件命名。

  <root BTCPP_format="4" >
      <BehaviorTree ID="MainTree">
         <Sequence name="root_sequence">
             <CheckBattery   name="check_battery"/>
             <OpenGripper    name="open_gripper"/>
             <ApproachObject name="approach_object"/>
             <CloseGripper   name="close_gripper"/>
         </Sequence>
      </BehaviorTree>
  </root>

还需要将自定义的树节点注册到 BehaviorTreeFactory 中，然后从文件或者文本中加载XML。

5.3 注册

XML 中使用的标识符的名字必须与树节点中注册的标识符一致。

 #include "behaviortree_cpp/bt_factory.h"
 ​
 // file that contains the custom nodes definitions
 #include "dummy_nodes.h"
 using namespace DummyNodes;
 ​
 int main()
 {
     // We use the BehaviorTreeFactory to register our custom nodes
   BehaviorTreeFactory factory;
 ​
   //推荐使用的继承法创建
   // The recommended way to create a Node is through inheritance.
   factory.registerNodeType<ApproachObject>("ApproachObject");
 ​
   //以下两种行为均为指针函子创建的节点的注册方式，注意和上述方式的不同
   // Registering a SimpleActionNode using a function pointer.
   // Here we prefer to use a lambda,but you can use std::bind too
   // factory.registerSimpleCondition("CheckBattery", std::bind(&CheckBattery(), this));
   factory.registerSimpleCondition("CheckBattery", [&](){ return CheckBattery(); });
    
   // You can also create SimpleActionNodes using methods of a class.
   //实际上也就调用回调函数的地方加了个类名
   GripperInterface gripper;
   factory.registerSimpleAction("OpenGripper", [&](){ return gripper.open(); } );
   factory.registerSimpleAction("CloseGripper", [&](){ return gripper.close(); }
 ​
   // Trees are created at deployment-time (i.e. at run-time, but only 
   // once at the beginning). 
     
   // IMPORTANT: when the object "tree" goes out of scope, all the 
   // TreeNodes are destroyed
    auto tree = factory.createTreeFromFile("./my_tree.xml");
 ​
   // To "execute" a Tree you need to "tick" it.
   // The tick is propagated to the children based on the logic of the tree.
   // In this case, the entire sequence is executed, because all the children
   // of the Sequence return SUCCESS.
   tree.tickWhileRunning();
 ​
   return 0;
 }
 ​
 /* Expected output:
 *
   [ Battery: OK ]
   GripperInterface::open
   ApproachObject: approach_object
   GripperInterface::close
 */
 ​

6. 反应式(Reactive) 和 异步行为(Asynchronous)

异步操作 ： 一个需要很长时间才能完成，并且会返回运行未满足标准。

按理说它应该具有以下要求：

它不应该阻塞方法太多时间，应尽快返回执行流。

如果调用 halt() 函数，应尽快终止该异步操作。

6.1 有状态异步操作 （StatefulAsyncAction）

此模式在 请求-答复模式中特别有用，当操作向另一个进程发送异步请求时 ， 需要定期检查是否已收到回复，根据该回复它将返回成功或者失败。

StatefulAsyncAction 的派生类必须重写以下虚拟方法 ， 而不是tick()。

  • NodeStatus onStart（）：当节点处于空闲状态时调用。 它可能会立即成功或失败，或者返回正在运行。在后一种情况下， 下次 tick 收到答复时，该方法将被执行。

  • NodeStatus onRunning（）：当节点处于 RUNNING 状态时调用。 返回新状态onRunning。

  • void onHalted（）：当该节点被树上的另一个节点中断时执行。

    例程：

 // Custom type
 struct Pose2D
 {
     double x, y, theta;
 };
 ​
 namespace chr = std::chrono;
 ​
 class MoveBaseAction : public BT::StatefulAsyncAction
 {
   public:
     // Any TreeNode with ports must have a constructor with this signature
     MoveBaseAction(const std::string& name, const BT::NodeConfig& config)
       : StatefulAsyncAction(name, config)
     {}
 ​
     // It is mandatory to define this static method.
     static BT::PortsList providedPorts()
     {
         return{ BT::InputPort<Pose2D>("goal") };
     }
 ​
     // this function is invoked once at the beginning.
     BT::NodeStatus onStart() override;
 ​
     // If onStart() returned RUNNING, we will keep calling
     // this method until it return something different from RUNNING
     BT::NodeStatus onRunning() override;
 ​
     // callback to execute if the action was aborted by another node
     void onHalted() override;
 ​
   private:
     Pose2D _goal;
     chr::system_clock::time_point _completion_time;
 };
 ​
 //-------------------------
 ​
 BT::NodeStatus MoveBaseAction::onStart()
 {
   if ( !getInput<Pose2D>("goal", _goal))
   {
     throw BT::RuntimeError("missing required input [goal]");
   }
   printf("[ MoveBase: SEND REQUEST ]. goal: x=%f y=%f theta=%f\n",
          _goal.x, _goal.y, _goal.theta);
 ​
   // We use this counter to simulate an action that takes a certain
   // amount of time to be completed (200 ms)
   _completion_time = chr::system_clock::now() + chr::milliseconds(220);
 ​
   return BT::NodeStatus::RUNNING;
 }
 ​
 BT::NodeStatus MoveBaseAction::onRunning()
 {
   //假设我们一直检查是否收到了答复
   // Pretend that we are checking if the reply has been received
   // you don't want to block inside this function too much time.
   std::this_thread::sleep_for(chr::milliseconds(10));
 ​
   // Pretend that, after a certain amount of time,
   // we have completed the operation
   if(chr::system_clock::now() >= _completion_time)
   {
     std::cout << "[ MoveBase: FINISHED ]" << std::endl;
     return BT::NodeStatus::SUCCESS;
   }
   return BT::NodeStatus::RUNNING;
 }
 ​
 void MoveBaseAction::onHalted()
 {
   printf("[ MoveBase: ABORTED ]");
 }

6.2 Sequence VS ReactiveSequence

例程：

  <root BTCPP_format="4">
      <BehaviorTree>
         <Sequence>
             <BatteryOK/>
             <SaySomething   message="mission started..." />
             <MoveBase           goal="1;2;3"/>
             <SaySomething   message="mission completed!" />
         </Sequence>
      </BehaviorTree>
  </root>
 int main()
 {
   BT::BehaviorTreeFactory factory;
   factory.registerSimpleCondition("BatteryOK", std::bind(CheckBattery));
   factory.registerNodeType<MoveBaseAction>("MoveBase");
   factory.registerNodeType<SaySomething>("SaySomething");
 ​
   auto tree = factory.createTreeFromText(xml_text);
  
   // Here, instead of tree.tickWhileRunning(),
   // we prefer our own loop.
   std::cout << "--- ticking\n";
   status = tree.tickWhileRunning();
   std::cout << "--- status: " << toStr(status) << "\n\n";
 ​
   while(status == NodeStatus::RUNNING) 
   {
     // Sleep to avoid busy loops.
     // do NOT use other sleep functions!
     // Small sleep time is OK, here we use a large one only to
     // have less messages on the console.
     tree.sleep(std::chrono::milliseconds(100));
 ​
     std::cout << "--- ticking\n";
     status = tree.tickOnce();
     std::cout << "--- status: " << toStr(status) << "\n\n";
   }
 ​
   return 0;
 }

Expected output:

 --- ticking
 [ Battery: OK ]
 --- status: RUNNING
 ​
 --- ticking
 Robot says: mission started...
 --- status: RUNNING
 ​
 --- ticking
 [ MoveBase: SEND REQUEST ]. goal: x=1.0 y=2.0 theta=3.0
 --- status: RUNNING
 ​
 --- ticking
 --- status: RUNNING
 ​
 --- ticking
 [ MoveBase: FINISHED ]
 Robot says: mission completed!
 --- status: SUCCESS

显然在这个 Sequence 中 ， 我们的 BattertOK 只跑了一次，然后便一直在 tick MoveBase .

而如果使用 ReactiveSequence ，则会每次都跑 BattertOK 。

例程：

  <root>
      <BehaviorTree>
         <ReactiveSequence>
             <BatteryOK/>
             <Sequence>
                 <SaySomething   message="mission started..." />
                 <MoveBase           goal="1;2;3"/>
                 <SaySomething   message="mission completed!" />
             </Sequence>
         </ReactiveSequence>
      </BehaviorTree>
  </root>
 --- ticking
 [ Battery: OK ]
 Robot says: mission started...
 --- status: RUNNING
 ​
 --- ticking
 [ Battery: OK ]
 [ MoveBase: SEND REQUEST ]. goal: x=1.0 y=2.0 theta=3.0
 --- status: RUNNING
 ​
 --- ticking
 [ Battery: OK ]
 --- status: RUNNING
 ​
 --- ticking
 [ Battery: OK ]
 [ MoveBase: FINISHED ]
 Robot says: mission completed!
 --- status: SUCCESS

注：即使每次从头开始，中间的 MoveBase 节点也一直在运行，这就是异步操作的效果，如果不是异步操作，则由于运行时间短于 tick() ,必定失败。

注： 推荐使用 tree.sleep() 而不是 std::this_thread::sleep_for() ,因为前者在树中该方法被调用的时候能够被打断 TreeNode::emitStateChanged().

7. 子树组合

通过在XML插入小树组合成为大树能使我们的代码复用性提高。

例程：

XML

 <root BTCPP_format="4">
 ​
     <BehaviorTree ID="MainTree">
         <Sequence>
             <Fallback>
                 <Inverter>
                     <IsDoorClosed/>
                 </Inverter>
                 <SubTree ID="DoorClosed"/> #!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
             </Fallback>
             <PassThroughDoor/>
         </Sequence>
     </BehaviorTree>
 ​
     <BehaviorTree ID="DoorClosed">
         <Fallback>
             <OpenDoor/>
             <RetryUntilSuccessful num_attempts="5">
                 <PickLock/>
             </RetryUntilSuccessful>
             <SmashDoor/>
         </Fallback>
     </BehaviorTree>
     
 </root>

CPP:

 ​
 class CrossDoor
 {
 public:
     void registerNodes(BT::BehaviorTreeFactory& factory);
 ​
     // SUCCESS if _door_open == true
     BT::NodeStatus isDoorClosed();
 ​
     // SUCCESS if _door_open == true
     BT::NodeStatus passThroughDoor();
 ​
     // After 3 attempts, will open a locked door
     BT::NodeStatus pickLock();
 ​
     // FAILURE if door locked
     BT::NodeStatus openDoor();
 ​
     // WILL always open a door
     BT::NodeStatus smashDoor();
 ​
 private:
     bool _door_open   = false;
     bool _door_locked = true;
     int _pick_attempts = 0;
 };
 ​
 // Helper method to make registering less painful for the user
 void CrossDoor::registerNodes(BT::BehaviorTreeFactory &factory)
 {
   factory.registerSimpleCondition(
       "IsDoorClosed", std::bind(&CrossDoor::isDoorClosed, this));
 ​
   factory.registerSimpleAction(
       "PassThroughDoor", std::bind(&CrossDoor::passThroughDoor, this));
 ​
   factory.registerSimpleAction(
       "OpenDoor", std::bind(&CrossDoor::openDoor, this));
 ​
   factory.registerSimpleAction(
       "PickLock", std::bind(&CrossDoor::pickLock, this));
 ​
   factory.registerSimpleCondition(
       "SmashDoor", std::bind(&CrossDoor::smashDoor, this));
 }
 ​
 int main()
 {
   BehaviorTreeFactory factory;
 ​
   CrossDoor cross_door;
   cross_door.registerNodes(factory);
 ​
   // In this example a single XML contains multiple <BehaviorTree>
   // To determine which one is the "main one", we should first register
   //为了确定哪颗树是中心树，我们需要将它首先加入工厂。
   // the XML and then allocate a specific tree, using its ID
 ​
   factory.registerBehaviorTreeFromText(xml_text);
   auto tree = factory.createTree("MainTree");
 ​
   // helper function to print the tree
   printTreeRecursively(tree.rootNode());
 ​
   tree.tickWhileRunning();
 ​
   return 0;
 }

8.重映射子树端口

为了避免在一棵非常大的树中，各种树之间发生冲突，我们需要将树的接口显式地连接到那些子树中。

注：整个过程在 XML 文件中实现。

注： move_goal 和 result 为 接口 ; move_result 和 target 为 keyname

所以是：子树的 keyname 对应主树的 接口 ； 子树的 接口 对应主树的的 keyname

XML

 <root BTCPP_format="4">
 ​
     <BehaviorTree ID="MainTree">
         <Sequence>
             <Script script=" move_goal='1;2;3' " />
             <SubTree ID="MoveRobot" target="{move_goal}"   #!!!!!!!!!!!!!!!
                                     result="{move_result}" />  #!!!!!!!!!!!!!!
             <SaySomething message="{move_result}"/>
         </Sequence>
     </BehaviorTree>
 ​
     <BehaviorTree ID="MoveRobot">
         <Fallback>
             <Sequence>
                 <MoveBase  goal="{target}"/>
                 <Script script=" result:='goal reached' " />
             </Sequence>
             <ForceFailure>
                 <Script script=" result:='error' " />
             </ForceFailure>
         </Fallback>
     </BehaviorTree>
 ​
 </root>

cpp

 int main()
 {
   BT::BehaviorTreeFactory factory;
 ​
   factory.registerNodeType<SaySomething>("SaySomething");
   factory.registerNodeType<MoveBaseAction>("MoveBase");
 ​
   factory.registerBehaviorTreeFromText(xml_text);
   auto tree = factory.createTree("MainTree");
 ​
   // Keep ticking until the end
   tree.tickWhileRunning();
 ​
   // let's visualize some information about the current state of the blackboards.
   std::cout << "\n------ First BB ------" << std::endl;
   tree.subtrees[0]->blackboard->debugMessage();
   std::cout << "\n------ Second BB------" << std::endl;
   tree.subtrees[1]->blackboard->debugMessage();
 ​
   return 0;
 }
 ​
 /* Expected output:
 ​
 ------ First BB ------
 move_result (std::string)
 move_goal (Pose2D)
 ​
 ------ Second BB------
 [result] remapped to port of parent tree [move_result]
 [target] remapped to port of parent tree [move_goal]
 ​
 */

注：并没有做什么改变，我们这里只是检查一下 blackboard 的值。

9. 使用多个XML文件

随着子树的增加，使用多个 XML 文件会很简单。

例程

subtree_A.xml：

 <root>
     <BehaviorTree ID="SubTreeA">
         <SaySomething message="Executing Sub_A" />
     </BehaviorTree>
 </root>

subtree_B.xml：

 <root>
     <BehaviorTree ID="SubTreeB">
         <SaySomething message="Executing Sub_B" />
     </BehaviorTree>
 </root>

9.1 手动在 CPP 中加载多个文件

假设一个 main_tree.xml ,它应该包含另外两个XML文件中的两个子树，则我们有两种方式来创建，分别是修改CPP文件和修改 XML 文件：

 <root>
     <BehaviorTree ID="MainTree">
         <Sequence>
             <SaySomething message="starting MainTree" />
             <SubTree ID="SubTreeA" />
             <SubTree ID="SubTreeB" />
         </Sequence>
     </BehaviorTree>
 <root>

需要手动添加多个文件

 int main()
 {
   BT::BehaviorTreeFactory factory;
   factory.registerNodeType<DummyNodes::SaySomething>("SaySomething");
 ​
   //找到文件夹下的所有 XML 文件并注册他们
   // Find all the XML files in a folder and register all of them.
   // We will use std::filesystem::directory_iterator
   std::string search_directory = "./";
 ​
   using std::filesystem::directory_iterator;
   for (auto const& entry : directory_iterator(search_directory)) 
   {
     if( entry.path().extension() == ".xml")
     {
         //注册！！！！！！！！！！！！！！
       factory.registerBehaviorTreeFromFile(entry.path().string());
     }
   }
   // This, in our specific case, would be equivalent to
   // factory.registerBehaviorTreeFromFile("./main_tree.xml");
   // factory.registerBehaviorTreeFromFile("./subtree_A.xml");
   // factory.registerBehaviorTreeFromFile("./subtree_B.xml");
 ​
   //创建主树，其他子树将会被自动添加到主树中
   // You can create the MainTree and the subtrees will be added automatically.
   std::cout << "----- MainTree tick ----" << std::endl;
   auto main_tree = factory.createTree("MainTree");
   main_tree.tickWhileRunning();
 ​
   // ... or you can create only one of the subtrees
   std::cout << "----- SubA tick ----" << std::endl;
   auto subA_tree = factory.createTree("SubTreeA");
   subA_tree.tickWhileRunning();
 ​
   return 0;
 }
 /* Expected output:
 ​
 Registered BehaviorTrees:
  - MainTree
  - SubTreeA
  - SubTreeB
 ----- MainTree tick ----
 Robot says: starting MainTree
 Robot says: Executing Sub_A
 Robot says: Executing Sub_B
 ----- SubA tick ----
 Robot says: Executing Sub_A

9.2 在XML添加文件

也可以在XML文件中显式的添加我们的构建子树。

 <root BTCPP_format="4">
     <include path="./subtree_A.xml" />  #!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
     <include path="./subtree_B.xml" />   #!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
     <BehaviorTree ID="MainTree">
         <Sequence>
             <SaySomething message="starting MainTree" />
             <SubTree ID="SubTreeA" />
             <SubTree ID="SubTreeB" />
         </Sequence>
     </BehaviorTree>
 <root>

然后就可以像往常一样创建树：

 factory.createTreeFromFile("main_tree.xml")

10. 向函数中添加其他参数(argument)

目前我们被迫的使用了

MyCustomNode(const std::string& name, const NodeConfig& config);

构造函数，但是我们希望能够使用其他参数。

注：理论上可以用 blackboard来实现这一点，但若满足以下所有条件，则强烈建议不要使用它：

1.参数在部署时是已知的。

2.参数在运行时不会更改。

3.不需要从XML中设置参数。

10.1 向构造函数添加参数（参数）

实例

我们以 Action_A为例自定义节点。向其中传入三个额外的参数，不限于内置类型。

 // Action_A has a different constructor than the default one.
 class Action_A: public SyncActionNode
 {
 ​
 public:
     // additional arguments passed to the constructor
     Action_A(const std::string& name, const NodeConfig& config,
              int arg_int, std::string arg_str ):
         SyncActionNode(name, config),
         _arg1(arg_int),
         _arg2(arg_str) {}
 ​
     // this example doesn't require any port
     static PortsList providedPorts() { return {}; }
 ​
     // tick() can access the private members
     NodeStatus tick() override;
 ​
 private:
     int _arg1;
     std::string _arg2;
 };

然后进行注册:

 BT::BehaviorTreeFactory factory;
 factory.registerNodeType<Action_A>("Action_A", 42, "hello world");
 ​
 // If you prefer to specify the template parameters
 // factory.registerNodeType<Action_A, int , std::string>("Action_A", 42, "hello world");

10.2 使用“初始化”方法

有时候需要将不同的值传递给节点类型的单个实例，我们需要考虑以下模式：

实际上是利用内部函数传到了类成员变量上。

 class Action_B: public SyncActionNode
 {
 ​
 public:
     // The constructor looks as usual.
     Action_B(const std::string& name, const NodeConfig& config):
         SyncActionNode(name, config) {}
 ​
     // We want this method to be called ONCE and BEFORE the first tick()
     void initialize( int arg_int, const std::string& arg_str_ )
     {
         _arg1 = arg_int;
         _arg2 = arg_str_;
     }
 ​
     // this example doesn't require any port
     static PortsList providedPorts() { return {}; }
 ​
     // tick() can access the private members
     NodeStatus tick() override;
 ​
 private:
     int _arg1;
     std::string _arg2;
 };

我们注册和初始化Action_B的方式是不同的：

 BT::BehaviorTreeFactory factory;
 ​
 // Register as usual, but we still need to initialize
 factory.registerNodeType<Action_B>( "Action_B" );
 ​
 // Create the whole tree. Instances of Action_B are not initialized yet
 auto tree = factory.createTreeFromText(xml_text);
 ​
 // visitor will initialize the instances of 
 auto visitor = [](TreeNode* node)
 {
   if (auto action_B_node = dynamic_cast<Action_B*>(node))
   {
     action_B_node->initialize(69, "interesting_value");
   }
 };
 // Apply the visitor to ALL the nodes of the tree
 tree.applyVisitor(visitor);

11. 脚本

使用脚本允许我们快速地 读取/写入 blackboard 变量。

11.1 赋值运算符、字符串和数字

实例

 param_A := 42    #将数字 42 分配给黑板入口param_A。
 param_B = 3.14     #将数字 3.14 分配给黑板入口param_B。
 message = 'hello world'   #将字符串“hello world”分配给黑板条目消息。

运算符“：=”和“=”之间的区别在于前者 如果不存在，可能会在黑板中创建一个新条目，而后者会抛出异常 , 如果黑板不包含条目，则为例外。

还可以使用分号添加多个 单个脚本中的命令。、

 A:= 42; B:=24

11.2 算术运算符和括号

实例

 param_A := 7
 param_B := 5
 param_B *= 2      #结果为 10
 param_C := (param_A * 3) + param_B   #结果为 31

支持以下运算符：

算子分配运算符描述
++=加
--=减去
**=乘
//=分

注意：加法运算符是唯一也适用于字符串（用于连接两个字符串）的运算符。

11.3 按位运算符和十六进制数

仅当值可以转换为一个整数时使用。

实例

 value:= 0x7F    
 val_A:= value & 0x0F    #0x0F（或15）
 val_B:= value | 0xF0    #0xFF（或255）
二元运算符描述
|按位或
&按位和
^按位异或
一元运算符描述
~否定

11.4 逻辑和比较运算符

返回布尔值的运算符。

 val_A := true
 val_B := 5 > 3
 val_C := (val_A == val_B)
 val_D := (val_A && val_B) || !val_C
运营商描述
对/假布尔 值。铸件分别为 1 和 0
&&逻辑和
||逻辑或
!否定
==平等
!=不等式
<少
<=不太平等
>大
>=更大的平等

11.5 三元运算符if-then-else

 val_B = (val_A > 1) ? 42 : 24

11.6 实例

脚本语言演示，包括如何使用枚举 表示整数值。

xml

 <root >
     <BehaviorTree>
         <Sequence>
             <Script code=" msg:='hello world' " />
             <Script code=" A:=THE_ANSWER; B:=3.14; color:=RED " />
             <Precondition if="A>B && color!=BLUE" else="FAILURE">
                 <Sequence>
                   <SaySomething message="{A}"/>
                   <SaySomething message="{B}"/>
                   <SaySomething message="{msg}"/>
                   <SaySomething message="{color}"/>
                 </Sequence>
             </Precondition>
         </Sequence>
     </BehaviorTree>
 </root>

c++

 int main()
 {
   // Simple tree: a sequence of two asynchronous actions,
   // but the second will be halted because of the timeout.
 ​
   BehaviorTreeFactory factory;
   factory.registerNodeType<SaySomething>("SaySomething");
 ​
   enum Color { RED=1, BLUE=2, GREEN=3 };
   // We can add these enums to the scripting language
   factory.registerScriptingEnums<Color>();
 ​
   // Or we can do it manually
   factory.registerScriptingEnum("THE_ANSWER", 42);
 ​
   auto tree = factory.createTreeFromText(xml_text);
   tree.tickWhileRunning();
   return 0;
 }

产出

 Robot says: 42.000000
 Robot says: 3.140000
 Robot says: hello world
 Robot says: 1.000000

12 前置和后置条件

可以再 tick()之前或者之后运行的脚本

所有节点都支持前置和后置条件，并且 不需要对C++代码进行任何修改。

12.1 前置条件

名字描述
_skipIf如果条件为 true，则跳过此节点的执行
_failureIf如果条件为真true，跳过并返回失败
_successIf如果条件为 true, 跳过并返回成功
_while与 _skipIf 相同，但如果条件变为 false，也可能中断正在运行的节点。

实例

之前的版本：

 <Fallback>
     <Inverter>
         <IsDoorClosed/>
     </Inverter>
     <OpenDoor/>
 </Fallback>

现在我们可以用下例替换掉 IsDoorOpen

 <OpenDoor _skipIf="!door_closed"/>

12.2 后置条件

名字描述
_onSuccess如果节点返回成功，则执行此脚本
_onFailure如果节点返回失败，则执行此脚本
_onHalted如果正在运行的节点已停止，则执行
_while如果节点返回成功或失败，则执行脚本

则是之前的例程，我们用脚本来更改。

原本XML

 <Fallback>
     <Sequence>
         <MoveBase  goal="{target}"/>
         <SetBlackboard output_key="result" value="0" />
     </Sequence>
     <ForceFailure>
         <SetBlackboard output_key="result" value="-1" />
     </ForceFailure>
 </Fallback>

新加内容：

 <MoveBase goal="{target}" 
           _onSuccess="result:=OK"
           _onFailure="result:=ERROR"/>

12.3 设计模式：error_code

行为树相较于状态机来说，困难在于要根据Action的结果执行不同的策略。因为行为树限制于返回成功和失败，可能不够直观。

解决方案是将结果/错误代码存储在 blackboard中 ，但这在 3.X 版本中很麻烦。

前提条件可以帮助我们实现更具可读性的代码，如下所示：

在上面的树中，我们向MoveBase添加了一个输出端口进行返回，我们将根据error_code的值来选取不同的分支。

12.4 设计模式：states and declarative trees

行为树如果没有状态，我们将很难推理逻辑。

使用状态可以使我们的树更容易理解。例如，我们可以在特定状态进入某一个树的分支。

当且仅当目前状态为 DO_LANDING 才会进入节点，同时当altitude下降到一定值后状态会切到 LANDED 。

注：这种模式另一个作用是，我们制作的节点更具声明性，即更容易将此特定节点/子树移动到树的不同部分。

13. 异步操作

清晰 异步"Asynchronous" Actions 和 同步 "Synchronous" Actions 的区别。

清晰 并发Concurrency 和 并行性Parallelism 的区别。

13.1 并发 与 并行

并发是指两个或多个任务可以在重叠的时间段内启动、运行和完成。 这并不一定意味着它们会在同一时刻运行。

并行性是指任务在不同的线程中同时运行，例如，在多核处理器上。

BT.CPP 同时执行所有节点，换句话说：

  • 树的执行引擎是单线程的。

  • 所有方法均按顺序执行。tick()

  • 如果任何方法被阻塞，整个执行流将被阻塞。tick()

我们通过“并发”和异步执行来实现反应行为。

换句话说，需要很长时间才能执行的操作应该尽快返回状态“正在运行”。同时我们需要再次勾选该节点，以了解状态是否更改（轮询）。

异步节点可以将此长时间执行委托给另一个进程 （使用进程间通信）或其他线程。

13.2 异步 和 同步

通常，异步节点是：

  • 勾选时，可能会返回“正在运行”而不是“成功”或“失败”。

  • 可以在调用halt()时尽快停止。

通常，方法halt（）必须由开发人员实现。

当树执行返回 RUNNING 的异步操作时， 该状态通常向后传播，并考虑整个树处于“正在运行”状态。

在下面的示例中，“ActionE”是异步且正在运行;

当 一个节点返回正在运行时，通常，它的父节点也返回正在运行。

让我们考虑一个简单的“SleepNode”。一个好的入门模板是 有状态异步操作。

 ​
 using namespace std::chrono;
 ​
 // Example of Asynchronous node that uses StatefulActionNode as base class
 class SleepNode : public BT::StatefulAsyncAction
 {
   public:
     SleepNode(const std::string& name, const BT::NodeConfig& config)
       : BT::StatefulAsyncAction(name, config)
     {}
 ​
     static BT::PortsList providedPorts()
     {
       // amount of milliseconds that we want to sleep
       return{ BT::InputPort<int>("msec") };
     }
 ​
     NodeStatus onStart() override
     {
       int msec = 0;
       getInput("msec", msec);
 ​
       if( msec <= 0 ) {
         // No need to go into the RUNNING state
         return NodeStatus::SUCCESS;
       }
       else {
         // once the deadline is reached, we will return SUCCESS.
         deadline_ = system_clock::now() + milliseconds(msec);
         return NodeStatus::RUNNING;
       }
     }
 ​
     /// method invoked by an action in the RUNNING state.
     NodeStatus onRunning() override
     {
       if ( system_clock::now() >= deadline_ ) {
         return NodeStatus::SUCCESS;
       }
       else {
         return NodeStatus::RUNNING;
       }
     }
 ​
     void onHalted() override
     {
       // nothing to do here...
       std::cout << "SleepNode interrupted" << std::endl;
     }
 ​
   private:
     system_clock::time_point deadline_;
 };

在上面的代码中：

  1. 当第一次勾选 SleepNode时，将执行该方法onStart()。 如果睡眠时间为 0，这可能会立即返回 SUCCESS，否则将返回 RUNNING。

  2. 我们应该继续循环打勾树onRunning()。这将调用可能再次返回 RUNNING 或最终返回 SUCCESS 的方法。

  3. 另一个节点可能会触发信号。在这种情况下，该方法将被停止。halt() onHalted()。

13.3 避免阻止树的执行

SleepNode 的错误实现如下：

 // This is the synchronous version of the Node. Probably not what we want.
 class BadSleepNode : public BT::ActionNodeBase
 {
   public:
     BadSleepNode(const std::string& name, const BT::NodeConfig& config)
       : BT::ActionNodeBase(name, config)
     {}
 ​
     static BT::PortsList providedPorts()
     {
       return{ BT::InputPort<int>("msec") };
     }
 ​
     NodeStatus tick() override
     {  
         //单线程无限睡眠，卡住啦！！！！！！！
       int msec = 0;
       getInput("msec", msec);
       // This blocking function will FREEZE the entire tree :(
       std::this_thread::sleep_for( milliseconds(msec) );
       return NodeStatus::SUCCESS;
      }
 ​
     void halt() override
     {
       // No one can invoke this method because I froze the tree.
       // Even if this method COULD be executed, there is no way I can
       // interrupt std::this_thread::sleep_for()
     }
 };

13.4 多线程的问题

在早期，生成一个新线程看起来像是构建异步操作的好解决方案。

但其实它并不好，原因有很多：

  • 以线程安全的方式访问blackboard更难（稍后会详细介绍）。

  • 可能不需要。

  • 我们仍然有责任“以某种方式”halt()停止该线程并在某种情况下快速停止该线程 该方法被调用。

出于这个原因，通常不鼓励用户使用基类BT::ThreadedAction。让我们再来看看SleepNode。

 // This will spawn its own thread. But it still has problems when halted
 class BadSleepNode : public BT::ThreadedAction
 {
   public:
     BadSleepNode(const std::string& name, const BT::NodeConfig& config)
       : BT::ActionNodeBase(name, config)
     {}
 ​
     static BT::PortsList providedPorts()
     {
       return{ BT::InputPort<int>("msec") };
     }
 ​
     NodeStatus tick() override
     {  
        //当前代码结束了，但我开的线程仍在运行，并且无法去停止
       // This code runs in its own thread, therefore the Tree is still running.
       // This seems good but the thread still can't be aborted
       int msec = 0;
       getInput("msec", msec);
       std::this_thread::sleep_for( std::chrono::milliseconds(msec) );
       return NodeStatus::SUCCESS;
     }
     // The halt() method can not kill the spawned thread :(
 };

正确的版本是：

 // I will create my own thread here, for no good reason
 class ThreadedSleepNode : public BT::ThreadedAction
 {
   public:
     ThreadedSleepNode(const std::string& name, const BT::NodeConfig& config)
       : BT::ActionNodeBase(name, config)
     {}
 ​
     static BT::PortsList providedPorts()
     {
       return{ BT::InputPort<int>("msec") };
     }
 ​
     NodeStatus tick() override
     {  
       // This code run in its own thread, therefore the Tree is still running.
       int msec = 0;
       getInput("msec", msec);
 ​
       using namespace std::chrono;
       const auto deadline = system_clock::now() + milliseconds(msec);
       //一直检查，并且设置一个最大时间
       // periodically check isHaltRequested() 
       // and sleep for a small amount of time only (1 millisecond)
       while( !isHaltRequested() && system_clock::now() < deadline )
       {
         std::this_thread::sleep_for( std::chrono::milliseconds(1) );
       }
       return NodeStatus::SUCCESS;
     }
 ​
     // The halt() method will set isHaltRequested() to true 
     // and stop the while loop in the spawned thread.
 };

这看起来比我们一开始实现的版本更复杂。 在某些情况下，此模式仍然有用，但必须记住，引入多线程使事情变得更加复杂，默认情况下应避免使用BT::StatefulActionNode。

13.5 高级示例：客户端/服务器通信

我们通常使用BT.CPP 在不同的进程中执行实际任务。

在 ROS 中执行此操作的典型（也是推荐的）方法是使用ActionLib。

ActionLib 提供了正确实现异步行为所需的 API：

  1. 用于启动操作的非阻塞函数。

  2. 一种监视操作当前执行状态的方法。

  3. 检索结果或错误消息的方法。

  4. 抢占/中止正在执行的操作的能力。

这些操作都不是“阻塞”的，因此我们不需要生成自己的线程。

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