dbus实例讲解1

1、dbus是什么东西？

网上有一篇叫“D-Bus Tutorial”的文章，流传较广。不少介绍dbus的资料，都引用了其中的段落。其实相对于这篇文章，我建议大家直接读“D-Bus Specification”，篇幅不算长，文字也不算枯燥。

D-Bus是针对桌面环境优化的IPC（interprocess communication ）机制，用于进程间的通信或进程与内核的通信。最基本的D-Bus协议是一对一的通信协议。但在很多情况下，通信的一方是消息总线。消息总线是一个特殊的应用，它同时与多个应用通信，并在应用之间传递消息。下面我们会在实例中观察消息总线的作用。消息总线的角色有点类似与X系统中的窗口管理器，窗口管理器既是X客户，又负责管理窗口。

支持dbus的系统都有两个标准的消息总线：系统总线和会话总线。系统总线用于系统与应用的通信。会话总线用于应用之间的通信。网上有一个叫d-feet的python程序，我们可以用它来观察系统中的dbus世界。

图1、由d-feet观察到的D-Bus世界

D-Bus是一个程序。它提供了API。但我们一般不会直接使用dbus的接口。dbus-glib是GTK版本的dbus接口封装。本文假设读者安装了dbus-glib，我安装的是dbus-glib-0.76。后面还会看到，通过python操纵dbus是多么简单。

2、D-Bus的基本概念

2.1、从例子开始

我写了一个最简单的dbus服务器，它通过dbus提供了一个加法的接口。大家可以下载这个例子。这是一个autotool工程，大家解包后，执行：

./autogen.sh
./configure
make

然后在src目录运行：

./example-service

这时再运行d-feet，连接session bus，在“Bus Name”窗口会看到一个叫“org.fmddlmyy.Test”连接名。

图2、提供D-Bus服务的org.fmddlmyy.Test

选择“org.fmddlmyy.Test”，在右侧窗口点击展开“Object Paths”->“/TestObj”->“Interfaces”->“org.fmddlmyy.Test.Basic”->“Methods”，可以看到一个Add方法。双击Add方法，弹出下面这个对话框：

图3、通过D-Bus接口计算1+2=3

在Parameters窗口输入“1,2”，点击“Execute”按钮，然后在“Output”窗口我们看到了输出结果。我们刚刚创建了一个dbus服务并调用了它。

2.2、名词

我们来解释一下d-feet中出现的名词。

2.2.1、Bus Name

可以把Bus Name理解为连接的名称，一个Bus Name总是代表一个应用和消息总线的连接。有两种作用不同的Bus Name，一个叫公共名（well-known names），还有一个叫唯一名（Unique Connection Name）。

2.2.1.1、可能有多个备选连接的公共名

公共名提供众所周知的服务。其他应用通过这个名称来使用名称对应的服务。可能有多个连接要求提供同个公共名的服务，即多个应用连接到消息总线，要求提供同个公共名的服务。消息总线会把这些连接排在链表中，并选择一个连接提供公共名代表的服务。可以说这个提供服务的连接拥有了这个公共名。如果这个连接退出了，消息总线会从链表中选择下一个连接提供服务。公共名是由一些圆点分隔的多个小写标志符组成的，例如“org.fmddlmyy.Test”、“org.bluez”。

2.2.1.2、每个连接都有一个唯一名

当应用连接到消息总线时，消息总线会给每个应用分配一个唯一名。唯一名以“:”开头，“:”后面通常是圆点分隔的两个数字，例如“:1.0”。每个连接都有一个唯一名。在一个消息总线的生命期内，不会有两个连接有相同的唯一名。拥有公众名的连接同样有唯一名，例如在前面的图中，“org.fmddlmyy.Test”的唯一名是“:1.17”。

有的连接只有唯一名，没有公众名。可以把这些名称称为私有连接，因为它们没有提供可以通过公共名访问的服务。 d-feet界面上有个“Hide Private”按钮，可以用来隐藏私有连接。

2.2.2、Object Paths

Bus Name确定了一个应用到消息总线的连接。在一个应用中可以有多个提供服务的对象。这些对象按照树状结构组织起来。每个对象都有一个唯一的路径（Object Paths）。或者说，在一个应用中，一个对象路径标志着一个唯一的对象。

“org.fmddlmyy.Test”只有一个叫作“/TestObj”的对象。图1中的“org.bluez”有多个对象路径。

2.2.3、Interfaces

通过对象路径，我们找到应用中的一个对象。每个对象可以实现多个接口。例如：“org.fmddlmyy.Test”的“/TestObj”实现了以下接口：

• org.fmddlmyy.Test.Basic
• org.freedesktop.DBus.Introspectable
• org.freedesktop.DBus.Properties

后面讲代码时会看到，我们在代码中其实只实现了“org.fmddlmyy.Test.Basic”这个接口。接口“org.freedesktop.DBus.Introspectable”和“org.freedesktop.DBus.Properties”是消息总线提供的标准接口。

2.2.4、Methods和Signals

接口包括方法和信号。例如“org.fmddlmyy.Test”的“/TestObj”对象的“org.fmddlmyy.Test.Basic”接口有一个Add方法。后面的例子中我们会介绍信号。

标准接口“org.freedesktop.DBus.Introspectable”的Introspect方法是个很有用的方法。类似于Java的反射接口，调用Introspect方法可以返回接口的xml描述。我们双击 “org.fmddlmyy.Test”->“/TestObj”->“org.fmddlmyy.Test.Basic”->“org.freedesktop.DBus.Introspectable”的Introspect方法。这个方法没有输入参数，我们直接点击“Execute”按钮，你在“Output”窗口看到了什么？

图4、调用Introspect方法

后面我们会用另一种方式调用Introspect方法。

2.3 小结

“org.fmddlmyy.Test”->“/TestObj”->“org.fmddlmyy.Test.Basic”->“org.freedesktop.DBus.Introspectable”的Introspect方法，这个描述是不是很麻烦。其实前面还要加上“session bus”。

后面在看客户端的C代码时，我们会看到同样的过程：用dbus_g_bus_get得到到session bus的连接。在这个连接上用dbus_g_proxy_new_for_name函数获得到拥有指定公共名的连接的指定对象的指定接口的代理。最后，用dbus_g_proxy_call函数通过接口代理调用接口提供的方法。

3 下集预告

d-feet虽然很方便，但它使用了python的gtk模块，在一些嵌入式环境可能使用不了。后面会看到，用一个叫dbus-send的命令行工具，或者写几行python脚本都可以完成同样的工作。我们还会用一个叫dbus-monitor的命令行工具观察dbus调用过程中究竟发生了什么？