DBus介绍

1. 介绍

DBus是一种桌面环境的进程间通讯(IPC)机制，有低时延、低消耗等优点

基于socket，提供了一对一的对等通讯；使用dbus-daemon作为后台进程时，可实现多对多通讯

由如下三个层次
- libdbus: 接口库，提供点对点通信和数据交换的能力 
- 守护进程: 即dbus daemon进程，提供多对多的通信机制，进程与daemon建立dbus连接，由daemon进行消息的分发
- 封装库: 特定框架下的封装，如dbus-glib/GDBus, QtDBus

Tip:
在2.26版本后，GTK将dbus绑定移入GLib中
详细参考<dbus-glib和GDBus的区别>

2. 概念

2.1 总线

在DBus中，总线(bus)是一个通道，不同的程序可以通过这个通道做某些操作，比如方法调用、发送信号和监听特定的信号

在一台机器上总线守护有多个实例(instance)，这些总线之间都是相互独立的

通常有两类总线

- System Bus: 供系统范围通信的系统总线, 通常只有一个(具有持久性), 常用于发送系统消息(如插入一个新的存储设备、有新的网络连接等等)
- Session Bus: 供登陆用户私有使用的会话总线

2.2 地址

每条总线都有总线地址(Address)，进程通过这个地址连接到总线，总线地址形如: "/tmp/.hiddensocket"

2.3 连接

在进行IPC通信前，进程需要建立一条到总线的连接(Connection)
每个连接通常有如下两个相互映射Bus Name

- unique connection name: 由总线服务进程唯一分配, 形如":34-907"
- well-known names:       由进程请求, 形如"com.acme.PortableHole”

2.4 对象模型

2.4.1 对象

总线中信息流向的端点在D-Bus中称为对象，对象由进程创建，是进程提供服务的方式

对象的名称通常被称为对象路径(Object Path)，形如"/org/kde/kspread/telcom"

对象有两类成员: 方法(Method)、信号(Signal)
方法: 一段函数代码，带有输入和输出
信号: 广播给感兴趣进程的实体，可以带有数据

每一个对象支持一个或者多个接口
接口(Interface)是一组方法和信号，定义了一个对象实体的类型
接口的命名形如: "org.freedesktop.Introspectable"

TIP: 一个进程可以创建多个对象

2.4.2 代理

总线上的对象一般通过代理(Proxy)来访问

工作方式如下:
进程A创建对象，进程B通过创建一个连接至该对象的代理，从而可以通过代理来请求对象提供的服务

是否要区分代理与对象取决于你如何使用的封装库
博主目前了解到的是在GLib中是有区分的，而在DBus原始接口中好像并没有区分

2.4.3 消息

DBus中有四类消息(Message)

 - 方法调用(method call): 将触发对象的一个method
 - 方法返回(method return): 触发的method返回的结果
 - 信号(signal): 通知, 可以看作为事件消息
 - 错误(error): 触发的方法返回一个异常

2.5 总结

在了解了以上概念之后，我们可以理解DBus提供的访问机制如下

Address -> [Bus Name] -> Path -> Interface -> Method

3. 服务

dbus-daemon是DBus中的总线守护进程，进行消息的分发，其源码位于dbus/bus/main.c
对应于系统总线和会话总线，系统中有两个dbus-daemon进程，一个是属于system，一个是属于session(可能有多个)
这两个进程，都是由dbus-launch启动，相关工具有

dbus-send 发送消息
dbus-monitor 监视总线上的消息

环境变量DBUS_SESSION_BUS_ADDRESS的值即为dbus-daemon的总线地址

4. 使用

下面介绍了使用D-Bus low-level public API的流程

通常DBus使用中有如下通用流程

dbus_bus_get()           建立一个dbus连接, DbusConnection
dbus_bus_request_name()  为DbusConnection起别名

4.1 发送信号

建立一个dbus连接，为DbusConnection起别名
dbus_message_new_signal()  建立一个发送信号的通道，需填写该信号的接口名和信号名
- dbus_message_iter_init_append(); dbus_message_iter_append_basic() 附加相关参数
- dbus_message_append_args() 附加相关参数
dbus_connection_send(); dbus_connection_flush()  发送信号

4.2 接收信号

建立一个dbus连接，为DbusConnection起别名
dbus_bus_add_match() 为消息循环添加匹配条件(通过信号名和信号接口名)
- dbus_connection_add_filter()          定义信号接收函数
  dbus_connection_read_write_dispatch() 循环调用, 该函数在收到信号时会调用上面注册的信号接收函数
  消息接收函数中
    dbus_message_is_signal() 判断是否为我们感兴趣的消息
    dbus_message_get_args()  获取消息内容
- while(TRUE)
  dbus_connection_read_write_dispatch() 进入监听循环
    dbus_connection_pop_message() 从总线上取出消息
    dbus_message_is_signal()      判断是否为我们感兴趣的消息
    dbus_message_get_args()       获取消息内容

4.3 远程调用请求

建立一个dbus连接，为DbusConnection起别名
dbus_message_new_method_call() 申请一个远程调用通道，需要填写服务器名、接口名和方法名
dbus_message_iter_init_append(); dbus_message_iter_append_basic()  压入本次调用的参数
dbus_connection_send_with_reply()  启动发送调用并释放发送相关的消息结构
dbus_message_iter_init(); dbus_message_iter_next()  提取参数的类型和参数
dbus_message_iter_get_arg_type(); dbus_message_iter_get_basic() 也就达成了我们进行本次远程调用的目的了

4.4 远程调用监听

建立一个dbus连接，为DbusConnection起别名
while(TRUE)
  dbus_connection_read_write() 进入监听循环
    dbus_connection_pop_message() 从总线上取出消息
    dbus_message_is_method_call()
       对比消息中的方法接口名和方法名
        如果一致，那么我们跳转到相应的处理中去、
        在相应的处理中，我们会从消息中取出远程调用的参数。并且建立起回传结果的通路
    reply_to_method_call() 回传动作本身等同于一次不需要等待结果的远程调用

参考:
<Sample>
<DBus例程>
<D-Bus学习>
<D-Bus Tutorial>
<DBus 入门与应用>
<D-Bus Specification>
<基于DBus的进程间通信(IPC)>