D-Bus介绍
什么是D-Bus？
D-BUS 是一种进程间通信的方式，从架构上来说，分为三层：
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一个库，libdbus，允许2个进程间交换信息。
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一个消息总线守护进程， 它使用libdbus库。其他进程都可以与它连接。它可以将消息从一个进程发给另外任意数量的其他进程。现在有一些基于特定应用框架的dbus库函数封装，例如libdbus-glib 和libdbus-qt，也有与一些语言绑定的形式，例如Python等。这些封装的API旨在令D-BUS编程更加简单，libdbus倾向于提供更低层次的调用。很多libdbus API只在绑定的组件中可用。
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libdbus仅支持一对一的连接，就像原始 socket通讯方式一样。但它传递的不是以字节为单位的数据流，而是具有一定意义的消息包。消息的消息头部表示消息种类，消息体用来装载数据。Libdbus也可以允许实现特定的传输通道，从而来完成比如像认证之类的应用细节（libdbus also abstracts the exact transport used (sockets vs. whatever else), and handles details such as authentication.）。
消息总线守护进程将D-bus上连接的所有程序构成一个轮形hub。Libdbus为中心，它和应用程序建立一对一的连接。每个应用程序通过通道发送消息到消息总线，然后总线进程将消息转发到其他连接到hub的应用程序。可以把消息总线理解为一个路由器。Dbus服务在一个操作系统中存在多个进程。第一个进程是一个全局进程，就如sendmail 或Apache 的系统守护进程一样。这个进程具有高度的安全限制，一般用于系统进程间的通讯。其他的dbus进程都是用户进程，针对于每个登录的用户建立。这些实例允许用户会话中的应用程序相互通信。Dbus全局进程和用户进程是相互独立的，他们并没有内在的依赖关系。
D-Bus应用
有很多种IPC或者网络通信系统，如：CORBA，DCE，DCOM，DCOP，XML-RPC，SOAP，MBUS，ICE等。Dbus的目的主要是下面两点：
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在同一个桌面会话中，进行桌面应用程序之间的通讯。
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桌面程序和内核或者守护进程之间通信。
D-Bus概念
对象路径（Native Objects and Object Paths）：D-Bus的底层接口，和libdbus相关，它提供一种叫对象路径(object path)，用于让高层接口绑定到各个对象中去，允许远端应用程序指向他们。Object path就像一个文件路径。
方法和信号（Methods and Signals）：每个对象都有一些成员，有两种成员：方法(methods)和信号(signals)，在对象中，方法可以被调用。信号会被广播，感兴趣的对象可以处理这个信号，同时信号中也可以带有相关的数据。
接口（Interfaces）：每个对象都有一个或者多个接口，一个接口就是多个方法和信号的集合。这个概念和Glib, Qt或者Java中的是一致的。接口定义了对象实例的类型。dbus使用简单的命名空间字符串来表示接口，如org.freedesktop.Introspectable。可以说dbus接口相当于C++中的纯虚类。
代理（Proxies）：使用代理对象就是让调用者感觉在直接使用远程对象一样。d-bus的底层接口完成了一些比较低级和繁琐的调用过程，比如必须先调用创建方法形成消息包，然后发送，然后等待接受和处理返回的消息。所以，高层的接口就可以使用代理对象提供的接口屏蔽这些细节。所以，当调用代理对象的方法时，代理内部会转换成dbus的方法调用，等待消息返回，对返回结果解包，返回给相应的方法。可以看看下面的例子，使用dbus底层接口编写的代码：
Message message = new Message(”/remote/object/path”, “MethodName”, arg1, arg2);
Connection connection = getBusConnection();
connection.send(message);
Message reply = connection.waitForReply(message);
if (reply.isError()) {
} else {
Object returnValue = reply.getReturnValue();
}
使用代理对象编写的代码：
Proxy proxy = new Proxy(getBusConnection(), “/remote/object/path”);
Object returnValue = proxy.MethodName(arg1, arg2);
客户端代码减少很多。
总线名称（Bus Names）：当一个应用程序连接上bus daemon时，daemon会分配一个唯一的名字给它。以冒号（:）开始，这些名字在daemon的生命周期中是不会改变的，可以认为这些名字就是一个IP地址。当这个名字映射到应用程序的连接上时，应用程序可以说拥有这个名字。同时应用可以声明额外的容易理解的名字，比如可以取一个名字 com.mycompany.TextEditor，可以认为这些名字就是一个域名。其他应用程序可以往这个名字发送消息，执行各种方法。
名字还有第二个重要的用途，可以用于跟踪应用程序的生命周期。当应用退出（或者崩溃）时，与bus的连接将被OS内核关掉，bus将会发送通知，告诉剩余的应用程序，该程序已经丢失了它的名字。名字还可以检测应用是否已经启动，这可以用来实现单实例启动程序。
地址（Addresses）：使用d-bus的应用程序既可以是server也可以是client，server监听到来的连接，client连接到server，一旦连接建立，消息就可以流转。如果使用dbus daemon，所有的应用程序都是client，daemon监听所有的连接，应用程序初始化连接到daemon。dbus地址指明server将要监听的地方，client将要连接的地方，例如，地址：unix:path=/tmp/abcdef表明 server将在/tmp/abcdef路径下监听unix域的socket，client也将连接到这个socket。一个地址也可以指明是TCP /IP的socket，或者是其他的。
当使用bus daemon时，libdbus会从环境变量中（DBUS_SESSION_BUS_ADDRESS）自动认识“会话daemon”的地址。如果是系统 daemon，它会检查指定的socket路径获得地址，也可以使用环境变量（DBUS_SESSION_BUS_ADDRESS）进行设定。当dbus中不使用daemon时，需要定义哪一个应用是server，哪一个应用是client，同时要指明server的地址，这不是很通常的做法。
D-bus工作原理
Calling a Method – Behind the Scenes
在dbus中调用一个方法包含了两条消息，进程A向进程B发送方法调用消息，进程B向进程A发送应答消息。所有的消息都由daemon进行分派，每个调用的消息都有一个不同的序列号，返回消息包含这个序列号，以方便调用者匹配调用消息与应答消息。调用消息包含一些参数，应答消息可能包含错误标识，或者包含方法的返回数据。
方法调用的一般流程：
1.使用不同语言绑定的dbus高层接口，都提供了一些代理对象，调用其他进程里面的远端对象就像是在本地进程中的调用一样。应用调用代理上的方法，代理将构造一个方法调用消息给远端的进程。
2.在DBUS的底层接口中，应用需要自己构造方法调用消息（method call message），而不能使用代理。
3.方法调用消息里面的内容有：目的进程的bus name，方法的名字，方法的参数，目的进程的对象路径，以及可选的接口名称。
4.方法调用消息是发送到bus daemon中的。
5.bus daemon查找目标的bus name，如果找到，就把这个方法发送到该进程中，否则，daemon会产生错误消息，作为应答消息给发送进程。
6.目标进程解开消息，在dbus底层接口中，会立即调用方法，然后发送方法的应答消息给daemon。在dbus高层接口中，会先检测对象路径，接口，方法名称，然后把它转换成对应的对象（如GObject，QT中的QObject等）的方法，然后再将应答结果转换成应答消息发给daemon。
7.bus daemon接受到应答消息，将把应答消息直接发给发出调用消息的进程。
8.应答消息中可以包容很多返回值，也可以标识一个错误发生，当使用绑定时，应答消息将转换为代理对象的返回值，或者进入异常。
bus daemon不对消息重新排序，如果发送了两条消息到同一个进程，他们将按照发送顺序接受到。接受进程并需要按照顺序发出应答消息，例如在多线程中处理这些消息，应答消息的发出是没有顺序的。消息都有一个序列号可以与应答消息进行配对。
Emitting a Signal – Behind the Scenes
在dbus中一个信号包含一条信号消息，一个进程发给多个进程。也就是说，信号是单向的广播。信号可以包含一些参数，但是作为广播，它是没有返回值的。
信号触发者是不了解信号接受者的，接受者向daemon注册感兴趣的信号，注册规则是”match rules”，记录触发者名字和信号名字。daemon只向注册了这个信号的进程发送信号。
信号的一般流程如下：
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当使用dbus底层接口时，信号需要应用自己创建和发送到daemon，使用dbus高层接口时，可以使用相关对象进行发送，如Glib里面提供的信号触发机制。
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信号包含的内容有：信号的接口名称，信号名称，发送进程的bus name，以及其他参数。
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任何进程都可以依据”match rules”注册相关的信号，daemon有一张注册的列表。
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daemon检测信号，决定哪些进程对这个信号感兴趣，然后把信号发送给这些进程
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每个进程收到信号后，如果是使用了dbus高层接口，可以选择触发代理对象上的信号。如果是dbus底层接口，需要检查发送者名称和信号名称，然后决定怎么做。