Linux D-Bus 详解

1. D-Bus 是什么？

想象一下，你电脑里的各个软件（比如网络管理器、电源管理器、音乐播放器）都需要互相“聊天”来协同工作。D-Bus 就是 Linux 系统里的一套“公共电话系统”或“公交车系统”，专门负责让这些独立的软件进程（Process）能够安全、方便地互相通信（IPC, Inter-Process Communication）。

它主要做三件事：

1. 消息传递：A 进程可以给 B 进程发送指令或数据。
2. 服务发现：A 进程可以查询系统里“谁（哪个进程）提供了我需要的功能”。
3. 事件广播：一个进程可以向全系统广播一个事件（比如“U 盘已插入”、“网络已断开”），其他感兴趣的进程都能收到。

两条重要的“公交线路”：

• System Bus（系统总线）：系统级的“公交线路”，上面跑的都是系统服务，比如网络管理 (NetworkManager)、登录管理 (logind)、蓝牙服务 (bluez)。通常需要 root 权限才能和它们深入交流。
• Session Bus（会话总线）：用户级的“公交线路”，只服务于你当前登录的桌面会话。比如桌面通知、输入法、音乐播放器控制等。权限归当前用户所有。

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2. 核心概念快速入门

要和 D-Bus 上的一个服务通信，你需要知道它的“地址”，这个地址由三部分组成，非常像一个网址或 API 地址：

1. 服务名 (Bus Name)：这是服务的唯一标识，像一个域名。例如：org.freedesktop.NetworkManager。
2. 对象路径 (Object Path)：服务内部可以暴露多个对象，用类似文件路径的方式来区分。例如：/org/freedesktop/NetworkManager。
3. 接口 (Interface)：对象可以实现多个接口，每个接口定义了一组功能。例如：org.freedesktop.DBus.Properties (专门用来读写属性的通用接口)。

有了这三样，你就可以调用接口里的具体 成员 (Member)，成员分为三种：

• 方法 (Method)：可以被调用的函数，比如 Suspend() (休眠)。
• 信号 (Signal)：服务主动发出的广播事件，比如 PropertiesChanged (属性变化了)。
• 属性 (Property)：可以被读取或修改的变量，比如 Connectivity (网络连接状态)。

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3. 如何使用 D-Bus？- 命令行实战

我们不需要写代码，只用几个简单的命令就能和 D-Bus 交互。推荐使用现代化的 busctl 和 gdbus 命令。

第 1 步：探索 - 看看总线上有什么服务

首先，让我们看看系统总线上都有哪些“乘客”（服务）。

# 列出系统总线上的所有服务名
busctl list --system

你会看到一长串列表，里面有很多 org.freedesktop.* 或 org.bluez 这样的名字。

第 2 步：深入 - 查看服务提供了什么功能 (自省)

“自省 (Introspection)” 就是获取一个服务的“API 文档”。我们挑一个简单的 org.freedesktop.login1 (登录管理器) 来看一下。

# 查看 login1 服务提供了哪些对象
busctl tree org.freedesktop.login1# 获取 /org/freedesktop/login1 这个对象的详细“API文档”
gdbus introspect --system --dest org.freedesktop.login1 --object-path /org/freedesktop/login1

输出会告诉你这个对象有哪些接口 (interface)，每个接口里有哪些方法 (method)、信号 (signal) 和属性 (property)。

第 3 步：交互 - 读取一个属性

从刚才的自省结果中，我们发现 org.freedesktop.login1.Manager 接口下有个叫 IdleHint 的属性。我们来读取它。

# 读取 IdleHint 属性的值
busctl get-property org.freedesktop.login1 /org/freedesktop/login1 org.freedesktop.login1.Manager IdleHint

这个命令的结构就是：busctl get-property <服务名> <对象路径> <接口名> <属性名>。

第 4 步：交互 - 调用一个方法

我们来调用一个不会造成破坏的方法，比如 ListUsers，列出当前登录的用户。

# 调用 ListUsers 方法
busctl call org.freedesktop.login1 /org/freedesktop/login1 org.freedesktop.login1.Manager ListUsers

这个命令的结构是：busctl call <服务名> <对象路径> <接口名> <方法名>。

第 5 步：监听 - 订阅一个信号

如果你想知道系统什么时候准备休眠，可以监听 login1 发出的 PrepareForSleep 信号。

# 监听 login1 管理器的所有信号
dbus-monitor --system "interface='org.freedesktop.login1.Manager'"

执行后，这个命令会一直运行。你可以尝试挂起系统（如果是在虚拟机里），就会看到它打印出 PrepareForSleep 信号的信息。

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4. 一个完整的例子：查询网络状态

假设你想用脚本判断当前电脑是否联网，步骤如下：

1. 找到网络服务：busctl list | grep NetworkManager，得到服务名 org.freedesktop.NetworkManager。

2. 查看它的 API：gdbus introspect --system --dest org.freedesktop.NetworkManager --object-path /org/freedesktop/NetworkManager。

3. 发现关键属性：在输出中找到 org.freedesktop.NetworkManager 接口，里面有个 Connectivity 属性，看起来就是我们想要的。

4. 读取属性值：

   busctl get-property org.freedesktop.NetworkManager /org/freedesktop/NetworkManager org.freedesktop.NetworkManager Connectivity
   

   • 输出 u 4 表示完全连接。
   • 输出 u 1 表示无网络连接。
     （这里的 u 代表无符号整数，是 D-Bus 的数据类型签名）。

这样，你就可以把这条命令集成到你的 shell 脚本里了！

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5. 总结

D-Bus 并不可怕。对于使用者来说，你只需要记住：

• 它是一个消息总线，分为 system 和 session 两种。
• 通过 服务名 + 对象路径 + 接口 定位到一个功能。
• 使用 busctl list 来发现，gdbus introspect 来查看 API，busctl get-property/call 来交互，dbus-monitor 来监听。