D-Bus 简介

D-Bus 的英文全称是 Desktop Bus，从名字可以看出它最早是被设计用于桌面操作系统的通信总线，即桌面应用程序和操作系统内核间的通信。D-Bus 提供了一种进程间通信及远程过程调用机制，从而实现多个不同的应用程序在同一台电脑上同时进行通信。

D-Bus 作为 freedesktop.org 项目的一部分，其设计目的是使 Linux 桌面环境提供的服务标准化。同时，freedesktop.org 项目也开发了一个称为 libdbus 的自由及开放原始码软件库，作为规范的参考实现。因此，libdbus 库常与 D-Bus 本身混淆。当然，也存在着其他的 D-Bus 实现，例如 GDBus（GNOME），QtDBus（Qt），dbus-java 以及 sd-bus（systemd 的一部分）。

功能概述

D-Bus 可用于同一个桌面会话中不同桌面应用软件间的通信，能集成桌面会话，也解决了进程的生命周期的问题。它也允许桌面会话与操作系统间的通信，这通常包括了内核与任何的系统守护进程或一般进程间的通信。

当大量的程序进行通信时，由于程序跟程序之间必须创建起一对一的通信，则整体的通信网络将会非常复杂，而通信效率也会因此低下不可靠。D-Bus 提供了一个软件汇流抽象层，能够汇整所有的消息到一个虚拟的通信频道。连接到 D-Bus 的程序无法也无需知道 D-Bus 是如何操作，只需遵从 D-Bus 的标准，就能保证所有连接到 D-Bus 的程序能进行彼此间的交流。换句话说，D-Bus 是一个消息总线系统，即进程间通信的介质，让应用程序间可以通信并交换消息。

Linux 桌面环境通过实例化多个总线来利用 D-Bus 设施，特别是：

• 一个单一的系统总线，可供系统的所有用户和进程使用，它提供对系统服务（即操作系统和任何系统守护程序提供的服务）的访问；
• 每个用户登录会话的会话总线，为同一桌面会话中的用户应用程序提供桌面服务，并允许将桌面会话集成为一个整体。

一个进程可以连接到任意数量的 D-Bus 总线上，前提是它已被授予访问这些总线的权限。实际上，这意味着任何用户进程都可以连接到系统总线及其当前会话总线，但不能连接到另一个用户的会话总线，甚至不能连接到同一用户拥有的不同会话总线。如果将所有用户会话组合到单个用户总线中，则后一种限制可能会在未来发生变化。

利用 D-Bus 可以很方便地为应用程序增加新的功能，简化已有功能，包含信息分享、模块化及权限分离。例如当使用蓝牙接收到通话时，通知所有正在运行中的音乐播放器，使其静音或暂停播放，直到通话结束。

D-Bus 也可以用作框架来集成用户应用程序的不同组件。例如，办公套件可以通过会话总线进行通信，以在文字处理器和电子表格之间共享数据。

通信特点

D-Bus 是一种低延迟、低开销、高可用性的进程间通信机制。其协议是二进制的，避免序列化的过程，通信效率较高。D-Bus 可以提供一些更高层的功能：

1. 结构化的名字空间；
2. 独立于架构的数据格式；
3. 支持消息中的大部分通用数据元素；
4. 带有异常处理的通用远程调用接口；
5. 支持广播类型的通信。

消息类型

连接到 D-Bus 总线的进程可通过总线接收或传递消息，总线收到消息时，根据不同的消息类型进行不同的处理。

D-Bus 总线中的消息可分为以下四类：

1. Methodcall 消息：将触发一个函数调用；
2. Methodreturn 消息：触发函数调用返回的结果；
3. Error 消息：触发的函数调用返回一个异常；
4. Signal 消息：通知，可以看作为事件消息。

应用场景

D-Bus 提供了一种高效的进程间通信机制，因此主要用于进程间函数调用以及进程间信号广播。

• 函数调用

  D-Bus 可以实现进程间函数调用，进程 A 发送函数调用的请求（Methodcall 消息），经过总线转发至进程 B。进程 B 将应答函数返回值（Method return 消息）或者错误消息（Error 消息）。

• 消息广播

  进程间消息广播（Signal 消息）不需要响应，接收方需要向总线注册感兴趣的消息类型，当总线接收到 “Signal 消息” 类型的消息时，会将消息转发至希望接收的进程。

相关实现

• libdbus
• GDBus
• QtDBus
• sd-bus
• libnih-dbus
• kdbus
• zbus
• Protocol::DBus

相关链接

• D-Bus 教程：https://dbus.freedesktop.org/doc/dbus-tutorial.html
• GitHub 地址：https://github.com/freedesktop/dbus