本文轉自Roboter's blog
對D-Bus Tutorial進行了一些翻譯加上自己的一些理解。
有很多種IPC或者網絡通信系統，如：CORBA, DCE, DCOM, DCOP, XML-RPC, SOAP, MBUS, Internet Communications Engine (ICE)等等，可能會有數百種，dbus的目的主要是下面兩點：
1.在同一個桌面會話中，進行桌面應用程序之間的通訊
2.桌面程序與內核或者守護進程的通信。
Dbus是一套進程通信體系，它有以下幾層：
1.libdbus庫，提供給各個應用程序調用，使應用程序具有通信和數據交換的能力，兩個應用程序可以直接進行通信，就像是一條socket通道，兩個程序之間建立通道之後，就可以通訊了。
2.消息守護進程，在libdbus的基礎上創建，可以管理多個應用程序之間的通信。每個應用程序都和消息守護進程建立dbus的鏈接，然後由消息守護進程進行消息的分派。
3.各種包裝庫，有libdbus-glib，libdbus-qt等等，目的是將dbus的底層api進行一下封裝。
下面有一張圖可以很方便說明dbus的體系結構。
dbus中的消息由一個消息頭（標識是哪一種消息）和消息數據組成，比socket的流式數據更方便一些。bus daemon 就像是一個路由器，與各個應用程序進行連接，分派這些消息。bus daemon 在一臺機器上有多個實例，第一個實例是全局的實例，類似於sendmail和或者apache，這個實例有很嚴格的安全限制，只接受一些特定的系統消息， 用於系統通信。其他bus daemon是一些會話，用於用戶登錄之後，在當前會話(session)中進行的通訊。系統的bus daemon 和會話的bus daemon 是分開的，彼此不會互相影響，會話bus daemon 不會去調用系統的bus daemon 。
Native Objects and Object Paths
在不同的編程語言中，都定義了一些“對象”，如java中的java.lang.Object，GLIB中的GObject，QT中的QObject等
等。D-BUS的底層接口，和libdbus API相關，是沒有這些對象的概念的，它提供的是一種叫對象路徑（object
path），用於讓高層接口綁定到各個對象中去，允許遠端應用程序指向它們。object
path就像是一個文件路徑，可以叫做/org/kde/kspread/sheets/3/cells/4/5等。
Methods and Signals
每個對象都有一些成員，兩種成員:方法(methods)和信號(signals)，在對象中，方法可以被調用。信號會被廣播，感興趣的對象可以處理這個
信號，同時信號中也可以帶有相關的數據。每一個方法或者信號都可以用一個名字來命名，如”Frobate” 或者 “OnClicked”。
Interfaces
每個對象都有一個或者多個接口，一個接口就是多個方法和信號的集合。dbus使用簡單的命名空間字符串來表示接口，如org.freedesktop.Introspectable。可以說dbus接口相當於C++中的純虛類。
Proxies
代理對象用於模擬在另外的進程中的遠端對象，代理對象像是一個正常的普通對象。d-bus的底層接口必須手動創建方法調用的消息，然後發送，同時必須手動
接受和處理返回的消息。高層接口可以使用代理來替換這些，當調用代理對象的方法時，代理內部會轉換成dbus的方法調用，等待消息返回，對返回結果解包，
返回給相應的方法。可以看看下面的例子，使用dbus底層接口編寫的代碼：
>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();
}
使用代理對象編寫的代碼：Proxy proxy = new Proxy(getBusConnection(), "/remote/object/path");
Object returnValue = proxy.MethodName(arg1, arg2);
客戶端代碼減少很多。
Bus Names
當一個應用程序連接上bus
daemon時，daemon會分配一個唯一的名字給它。以冒號（:）開始，這些名字在daemon的生命週期中是不會改變的，可以認爲這些名字就是一個
IP地址。當這個名字映射到應用程序的連接上時，應用程序可以說擁有這個名字。同時應用可以聲明額外的容易理解的名字，比如可以取一個名字
com.mycompany.TextEditor，可以認爲這些名字就是一個域名。其他應用程序可以往這個名字發送消息，執行各種方法。
名字還有第二個重要的用途，可以用於跟蹤應用程序的生命週期。當應用退出（或者崩潰）時，與bus的連接將被OS內核關掉，bus將會發送通知，告訴剩餘的應用程序，該程序已經丟失了它的名字。名字還可以檢測應用是否已經啓動，這往往用於只能啓動一個實例的應用。
Addresses
使用d-bus的應用程序既可以是server也可以是client，server監聽到來的連接，client連接到server，一旦連接建立，消息
就可以流轉。如果使用dbus daemon，所有的應用程序都是client，daemon監聽所有的連接，應用程序初始化連接到daemon。
dbus地址指明server將要監聽的地方，client將要連接的地方，例如，地址：unix:path=/tmp/abcdef表明 server將在/tmp/abcdef路徑下監聽unix域的socket，client也將連接到這個socket。一個地址也可以指明是TCP /IP的socket，或者是其他的。
當使用bus daemon時，libdbus會從環境變量中（DBUS_SESSION_BUS_ADDRESS）自動認識“會話daemon”的地址。如果是系統 daemon，它會檢查指定的socket路徑獲得地址，也可以使用環境變量（DBUS_SESSION_BUS_ADDRESS）進行設定。
當dbus中不使用daemon時，需要定義哪一個應用是server，哪一個應用是client，同時要指明server的地址，這不是很通常的做法。
Big Conceptual Picture
要在指定的對象中調用指定的方法，需要知道的參數如下：
Address -> [Bus Name] -> Path -> Interface -> Method
bus name是可選的，除非是希望把消息送到特定的應用中才需要。interface也是可選的，有一些歷史原因，DCOP不需要指定接口，因爲DCOP在同一個對象中禁止同名的方法。
Messages - Behind the Scenes
如果使用dbus的高層接口，就可以不用直接操作這些消息。DBUS有四種類型的消息：
1.方法調用（method call） 在對象上執行一個方法
2.方法返回（method return）返回方法執行的結果
3.錯誤（error）調用方法產生的異常
4.信號（signal）通知指定的信號發生了，可以想象成“事件”。
要執行 D-BUS 對象的方法，需要向對象發送一個方法調用消息。它將完成一些處理並返回一個方法返回消息或者錯誤消息。信號的不同之處在於它們不返回任何內容：既沒有“信號返回”消息，也沒有任何類型的錯誤消息。
每個消息都有一個消息頭，包含多個字段，有一個消息體，包含多個參數。可以認爲消息頭是消息的路由信息，消息體作爲一個載體。消息頭裏面的字段包含 發送的bus name，目標bus name，方法或者信號名字等，同時消息頭裏面定義的字段類型規定了消息體裏面的數據格式。例如：字符“i”代表了”32-bit integer”，“ii”就代表了消息體裏面有兩個”32-bit integer”。
Calling a Method - Behind the Scenes
在dbus中調用一個方法包含了兩條消息，進程A向進程B發送方法調用消息，進程B向進程A發送應答消息。所有的消息都由daemon進行分派，每個調用
的消息都有一個不同的序列號，返回消息包含這個序列號，以方便調用者匹配調用消息與應答消息。調用消息包含一些參數，應答消息可能包含錯誤標識，或者包含
方法的返回數據。
方法調用的一般流程：
1.使用不同語言綁定的dbus高層接口，都提供了一些代理對象，調用其他進程裏面的遠端對象就像是在本地進程中的調用一樣。應用調用代理上的方法，代理將構造一個方法調用消息給遠端的進程。
2.在DBUS的底層接口中，應用需要自己構造方法調用消息（method call message），而不能使用代理。
3.方法調用消息裏面的內容有：目的進程的bus name，方法的名字，方法的參數，目的進程的對象路徑，以及可選的接口名稱。
4.方法調用消息是發送到bus daemon中的。
5.bus daemon查找目標的bus name，如果找到，就把這個方法發送到該進程中，否則，daemon會產生錯誤消息，作爲應答消息給發送進程。
6.目標進程解開消息，在dbus底層接口中，會立即調用方法，然後發送方法的應答消息給daemon。在dbus高層接口中，會先檢測對象路徑，接口，
方法名稱，然後把它轉換成對應的對象（如GObject，QT中的QObject等）的方法，然後再將應答結果轉換成應答消息發給daemon。
7.bus daemon接受到應答消息，將把應答消息直接發給發出調用消息的進程。
8.應答消息中可以包容很多返回值，也可以標識一個錯誤發生，當使用綁定時，應答消息將轉換爲代理對象的返回值，或者進入異常。
bus daemon不對消息重新排序，如果發送了兩條消息到同一個進程，他們將按照發送順序接受到。接受進程並需要按照順序發出應答消息，例如在多線程中處理這些消息，應答消息的發出是沒有順序的。消息都有一個序列號可以與應答消息進行配對。
Emitting a Signal - Behind the Scenes
在dbus中一個信號包含一條信號消息，一個進程發給多個進程。也就是說，信號是單向的廣播。信號可以包含一些參數，但是作爲廣播，它是沒有返回值的。
信號觸發者是不瞭解信號接受者的，接受者向daemon註冊感興趣的信號，註冊規則是”match rules”，記錄觸發者名字和信號名字。daemon只向註冊了這個信號的進程發送信號。
信號的一般流程如下：
1.當使用dbus底層接口時，信號需要應用自己創建和發送到daemon，使用dbus高層接口時，可以使用相關對象進行發送，如Glib裏面提供的信號觸發機制。
2.信號包含的內容有：信號的接口名稱，信號名稱，發送進程的bus name，以及其他參數。
3.任何進程都可以依據”match rules”註冊相關的信號，daemon有一張註冊的列表。
4.daemon檢測信號，決定哪些進程對這個信號感興趣，然後把信號發送給這些進程。
5.每個進程收到信號後，如果是使用了dbus高層接口，可以選擇觸發代理對象上的信號。如果是dbus底層接口，需要檢查發送者名稱和信號名稱，然後決定怎麼做。
Glib綁定接口在"dbus/dbus-glib.h"頭文件中定義。
dbus和glib的數據類型映射如下：
D-Bus basic type GType Free function Notes BYTEG_TYPE_UCHARBOOLEANG_TYPE_BOOLEANINT16G_TYPE_INTWill be changed to a G_TYPE_INT16once
GLib has itUINT16G_TYPE_UINTWill be changed to a G_TYPE_UINT16once
GLib has itINT32G_TYPE_INTWill be changed to a G_TYPE_INT32once
GLib has itUINT32G_TYPE_UINTWill be changed to a G_TYPE_UINT32once
GLib has itINT64G_TYPE_GINT64UINT64G_TYPE_GUINT64DOUBLEG_TYPE_DOUBLESTRINGG_TYPE_STRINGg_freeOBJECT_PATHDBUS_TYPE_G_PROXYg_object_unrefThe returned proxy does not have an interface set; use dbus_g_proxy_set_interfaceto invoke methods
Container type mappings
dbus數據也有包容器類型，像DBUS_TYPE_ARRAY 和 DBUS_TYPE_STRUCT，dbus的數據類型可以是嵌套的，如有一個數組，內容是字符串的數組集合。
但是，並不是所有的類型都有普通的使用，DBUS_TYPE_STRUCT應該可以包容非基本類型的數據類型。glib綁定嘗試使用比較明顯的方式進行聲明。
D-Bus type signature Description GType C typedef Free function Notes asArray of strings G_TYPE_STRVchar **g_strfreevvGeneric value container G_TYPE_VALUEGValue *g_value_unsetThe calling conventions for values expect that method callers have
allocated return values; see below.
同時定義了新的數組類型集合。
D-Bus type signature Description GType C typedef Free function Notes ayArray of bytes DBUS_TYPE_G_BYTE_ARRAYGArray *g_array_free auArray of uint DBUS_TYPE_G_UINT_ARRAYGArray *g_array_free aiArray of int DBUS_TYPE_G_INT_ARRAYGArray *g_array_free axArray of int64 DBUS_TYPE_G_INT64_ARRAYGArray *g_array_free atArray of uint64 DBUS_TYPE_G_UINT64_ARRAYGArray *g_array_free adArray of double DBUS_TYPE_G_DOUBLE_ARRAYGArray *g_array_free abArray of boolean DBUS_TYPE_G_BOOLEAN_ARRAYGArray *g_array_free
定義了字典類型
D-Bus type signature Description GType C typedef Free function Notes a{ss}Dictionary mapping strings to strings DBUS_TYPE_G_STRING_STRING_HASHTABLEGHashTable *g_hash_table_destroy
client端編寫
我們的程序在使用dbus的時候，首先需要連接上dbus，使用dbus_g_bus_get獲得dbus連接。然後可以創建代理對象。
需要調用方法的時候，可以有兩種方式：1.同步調用，使用dbus_g_proxy_call發送方法請求到遠端對象，dbus會阻塞等待遠端對象 的迴應，輸出參數裏將會帶有相應的迴應數據,以G_TYPE_INVALID作爲終止符。2.異步調用，使用 dbus_g_proxy_begin_call，它將返回一個DBusGPendingCall對象，可以使用 dbus_g_pending_call_set_notify連接到自己的處理函授中。
可以使用dbus_g_proxy_add_signal 和 dbus_g_proxy_connect_signal來連接信號，dbus_g_proxy_add_signal用來聲明信號處理函數，屬於必須被 調用的接口，dbus_g_proxy_connect_signal可以調用多次。
Generated Bindings
使用內置的xml文件，可以很方便地自動創建出易於使用的dbus代理對象。如下的一個xml文件描述了了一個方法：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<node name="/com/example/MyObject">
<interface name="com.example.MyObject">
<method name="ManyArgs">
<arg type="u" name="x" direction="in" />
<arg type="s" name="str" direction="in" />
<arg type="d" name="trouble" direction="in" />
<arg type="d" name="d_ret" direction="out" />
<arg type="s" name="str_ret" direction="out" />
</method >
</interface >
</node >
“in”標識輸入參數，“out”標識輸出參數。
使用dbus-binding-tool工具來生成頭文件，如dbus-binding-tool –mode=glib-client my-object.xml > my-object-bindings.h，會產生如下的內聯函數原型：
/* This is a blocking call */
gboolean
com_example_MyObject_many_args (DBusGProxy *proxy, const guint IN_x,
const char * IN_str, const gdouble IN_trouble,
gdouble* OUT_d_ret, char ** OUT_str_ret,
GError **error);/* This is a non-blocking call */
DBusGProxyCall*
com_example_MyObject_many_args_async (DBusGProxy *proxy, const guint IN_x,
const char * IN_str, const gdouble IN_trouble,
com_example_MyObject_many_args_reply callback,
gpointer userdata);/* This is the typedef for the non-blocking callback */
typedef void
(*com_example_MyObject_many_args_reply)
(DBusGProxy *proxy, gdouble OUT_d_ret, char * OUT_str_ret,
GError *error, gpointer userdata);
所有函數的第一個參數都是DBusGProxy對象，一般是使用dbus_g_proxy_new_*函數創建出來的。客戶端發送方法請求可以增加 標記，目前只有org.freedesktop.DBus.GLib.NoReply標記，dbus可以不要回應消息，沒有“out”參數，這樣運算速度 會快一點。