什么是D-Bus?

有朋友在鸟嘀咕上要求我解释一下,我觉得简单来讲是解释不清楚的,所以打算写篇blog回复。

从功能上来说,它提供了程序之间互相交互的一个简单接口,程序可以尽量不关心关于底层的通信细节,而方便地和其他程序进行通信。它不仅仅在Linux和UNIX上实现了,同时也有Windows的移植版本(KDE4的Windows版就有用到)。

它对于底层的通信协议进行了封装,提供了相应的基本数据类型,简化了对于序列化的繁复操作,开发者只需要关心对应的操作即可。

从基础概念来说,一个程序会注册至少一个Service,这个service可以是一个公共的名称(这样的话就是一个面向开放的Service,期待其他人主动调用。)这个名称可以设置为互斥的,或者是可以无缝地由其他程序进行接管。或者不使用一个公共的名称,这样一般就是作为一个client。

每个Service下面有多个Object,每个Object可能实现多个interface,interface里面定义的是这个Object的属性(property),方法(method),或者信号(signal)。通过一个xml文件定义。对于一个object来说,它有义务实现org.desktop.DBus.Introspectable接口,别的dbus程序就可以通过调用这个接口的Introspect方法询问你对于接口的支持情况。

dbus里面的方法就像是一般的ipc/rpc调用一样,有参数,返回值。可以call给某个service的某个object的某个method。这一般可以用于dbus内的client和逻辑上的server进行通信(因为实际上dbus是使用一个daemon的形式运行,中间由他进行转发)。signal的概念可以认为是一种广播的机制,其他的dbus service可以选择按照某个filter监听signal,在signal触发的时候进行对应的处理。property则有它对应的get,set,以及在改变的时候触发标准的org.freedesktop.DBus.Properties.PropertiesChanged signal。

对于Glib,Qt,Python等等库,都有对dbus按照它进行抽象和封装,例如对于Qt来说,就可以将method和slot联系起来,signal和qt的signal联系起来,object就可以作为一个实际的“QObject”。通过qdbusxml2cpp这个命令生成对应的c++代码。

dbus上也提供了非常多的工具进行调试或者是命令访问,例如可以通过dbus-moniter监控某个channel上的dbus通信,或者直接使用dbus-send发送dbus的消息。qdbusviewer则是提供了一个可视化的界面,可以查看session和system两个channel的dbus操作。

dbus本身也是一个依赖非常轻量的库,除了一个xmlparser之外,就只有对应平台上的一些库。

如果想要通过dbus的底层api实现一个dbus程序(比如fcitx这样的),一般而言有两种简单的方法。

一个是在获得可用的dbus_connection之后,通过dbus_connection_read_write 直接一条条地处理dbus message(前面的method,signal其实都是一种dbus message),或者实现一个main loop,并且通过dbus_connection_set_watch_functions 注册一些函数,用来监视实际的dbus操作的fd,然后或者通过select,或者使用libevent,libev,在确认有dbus的消息到来后调用 dbus_watch_handle 和 dbus_connection_dispatch 处理消息。(实际上glib等库中就是这样实现的)

D-Bus 本身大大简化了不同程序之间通信的开发,并且稳定性也已经接受了多年的检验,对于开发一个需要通信桌面程序来说是一个很好的选择,并且也已经有无数程序选择了dbus作为它开放的接口,比如媒体播放器就有mpris接口来监控或者操作播发器的状态。

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