DBus 入门与应用－－基本概念 上（C API 级别的使用观点）

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转载请注明出处。               作者： 唐风

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前面一篇讲了DBus的 C 编程接口。现在开始解释一下 DBus 的基本概念，顺序反了，但和我的理解过程是一致的。看到 C 的编程接口之后，至少对于它的理解会有一定的感性认识。

DBus是用来进行进程间通信的。下面这张图展示了一些DBus的大部分东西，但是它太复杂了：

DBus 本身是构建在 Socket 机制之上。真正的通信还是由 Socket 来完成的。DBus 则是在这之上，制定了一些通信的协议，并提供了更高一层的接口，以更方便应用程序之间进行数据的交互。

在DBus的体系中，有一个常驻的进程 Daemon，所有进程间的交互都通过它来进行分发和管理。所有希望使用 DBus 进行通信的进程，都必须事先连上 Daemon，并将自己的名字注册到 Daemon 上，之后，Daemon会根据需要把消息以及数据发到相应的进程中。

首先使用

1. conn = dbus_bus_get(DBUS_BUS_SESSION, &err);

让应用程序和 DBus 之间取得连接。之后，使用函数

1. ret = dbus_bus_request_name(conn, "test.method.server",
2.                             DBUS_NAME_FLAG_REPLACE_EXISTING
3.                             , &err);

将自己的进程名字注册到 Daemon 上。（参考前篇的[共通用代码]）。这样通信就有了基础了。

DBus 提供的最简单的一种通信方式是信号（Signal），应用程序可以发送一个信号到 Daemon 上，之后，Daemon 会根据信号的种类和谁希望得到信号等信息，把相应的数据发给每个希望得到信号的进程。也就是 Signal 具有广播的功能。信号具有两个基本的属性，一个是名称，用来标识各个不同的信号，一个是数据，信号是可以带一定的数据的。Signal 的通信过程可以用下面的图大概展示出来：

如果一个进程（比如 B ）想接收接口名为 test.signal.Type 的信号，那么可以使用下面的函数向 Daemon 添加匹配信号，让 Daemon 知道自己对这种信号感兴趣。

1. // add a rule for which messages we want to see
2. dbus_bus_add_match(conn,
3.                    "type='signal',interface='test.signal.Type'",
4.                    &err); // see signals from the given interface

然后， 进程 B 可以使用下面的函数来进行等待：

1. dbus_connection_read_write(conn, 0);
2. msg = dbus_connection_pop_message(conn);

一旦有消息发送过来，进程 B 就可以通过 msg 取到相应的数据了。（参考前篇代码段[接收消息1、2] ）

现在有一个进程 A，

1. dbus_uint32_t serial = 0; // unique number to associate replies with requests
2. DBusMessage* msg;
3.  
4. // create a signal and check for errors
5. msg = dbus_message_new_signal("/test/signal/Object", // object name of the signal
6.                               "test.signal.Type", // interface name of the signal
7.                               "Test"); // name of the signal
8.  
9. // append arguments onto signal
10. dbus_message_iter_init_append(msg, &args);
11. if (!dbus_message_iter_append_basic(&args, DBUS_TYPE_STRING, &sigvalue)) {
12.     fprintf(stderr, "Out Of Memory!\n");
13.     exit(1);
14. }
15.  
16. // send the message and flush the connection
17. if (!dbus_connection_send(conn, msg, &serial)) {
18.     fprintf(stderr, "Out Of Memory!\n");
19.     exit(1);
20. }

到这里为止，已经涉及到了几个基本而又核心的概念，搞清楚它们，几乎就大概知道了 DBus 的使用方法了。

DBusMessage 是 DBus 中的核心数据结构。可以这样理解：DBus中传递消息数据的时候，就是通过它来传递的。对于使用者来说，DBusMessage 中存储了两种重要的信息，一种是为通信机制服务的各种 Name，一种是通信的数据本身。

各种名字（Name）

在前面用到的很多接口中都还有名称/路径字符串作为参数。

DBus Name： 在 DBus 中最为重要的名字是“Bus Name”，Bus Name 是一个每个应用程序（或是通信对象）用来标识自己用的。几乎可以当成是“IP”地址来理解。Bus Name有两种，一种是“Unique Connection Name”，是以冒号开头的，是全局唯一但“人类不友好”的命名，一种是“Well-know Name”，人类友好的。Bus Name 的命名规则是：

1. Bus name 就像网址一样，由“.”号分割的多个子字符串组成，每个子字符串都必须至少有一个以上的字符。
2. 每个子字符串都只能由“[A-Z][a-z][0-9]_-”这些 ASCII 字符组成，只有 Unique Name 的子串可以以数字开头。
3. 每个 Bus name 至少要有一个“.”，和两个子字符串，不能以“.”开头
4. Bus name 不能超过 255 个字符

几个例子是：Unique Name   :392-2.33 org.freedesktop.DBus 等等

DBus Name 是用来给应用程序进行标识自己的，所以每当程序连上 DBus Daemon 后，就会分配到一个 Unique Name，同时应用程序还可以要求自己分配另一个 Well-know name （通过 dbus_bus_request_name 函数）。

Interface name： DBus 也有 interface 这个概念，主要是用来为更高一层的框架使用方面而设定的。在 C API 这一层，你几乎可以无视这个概念，只需要知道这个一个“字符串”，并在消息匹配是被 DBus 使用到，会随着消息在不同的进程之前传递，从进程 A 发送一个消息或是数据到进程 B 时，其中必定会带有一个部分就是这个字符串，至于 B 进程怎么用（或是无视它）都可以。它的命名规则与 DBus Name 几乎是一样的，只有一点要注意，interface name 中不能带有“-”字符。

Object path：DBus 中的 object path，与 interface 一样，也只是个概念在更高一层的框架（QT Dbus）中才比较有用，在 C API 这一层，几乎可以无视这个概念，把它当成一个普通的字符串，根据通信的需要，用来做一种标识和区分。Object path 的命名规则是：/com/example/MusicPlayer1

1. object path 可以是任意长度的
2. 以'/'开头，并以以'/'分隔的若干子字符串组成
3. 每个子串必须由“[A-Z][a-z][0-9]_”中的字符组成
4. 不能有空子串（也就是不能连续两个'/'符）
5. 除了“root path”（'/'）之外，不能再有 object path 是以 '/' 结尾的了。

一个 object path 的例子：/com/example/MusicPlayer1

Member name：Member 包含两种类型，一种是 Signal，一种是 Method。在大多数方面，他们几乎是一样的，除了两点：1. Signal是在总线中进行广播的，而Method是指定发给某个进程的。2. Signal 不会有返回，而 Method 一定会有返回（同步的或是异步的）。Member name的命名规则是这样的：

1. 只能包含"[A-Z][a-z][0-9]_"这些字符，且不能以数字开头。不能包含“.”。
2. 不能超过255个字符

以 C API 的层面来看，Member name最大的作用就是在两个进程间共享“发出的消息的类型信息”。DBus 只能以 Signal / Method 来进行消息通信，这两种方式都允许在消息发出之前，在消息中 append 各种类型的数据，当通信的对方收到消息后，它就可以通过 Signal / Method 的名称知道如何把各种数据再解析出来。

到现在为止，已经介绍了三种最为重要的 Name，如果与的熟悉 windows 消息机制对比的话，我大概觉得，DBus Name 就是进程的 ID，有了这个你才能把消息发给指定的进程，object path ，interface等概念在“（QT等）高层框架中才有意义”，C API 级别的使用的话，可以无视它的概念，当成消息甄别用的信息就好了。 Member name 相当于 Message type，有了它你才知道怎么去解析发过来的数据。

下篇将会记录 DBusMessage 另一个主要的组成部分：通信数据。