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元件組軟體

元件是執行在 Fuchsia 中的軟體基本構成要素。每個元件都是可組合且經過沙箱處理的模組，可透過功能與其他元件互動。這可提升系統安全性，並在個別元件之間建立明確的介面，方便更新或取代。

在 Fuchsia 中，所有內容幾乎都是元件。回顧先前討論 Zircon 的內容，核心的表面積是故意縮小，大部分核心服務都是在使用者空間中實作。這表示在 Fuchsia 上執行的大部分軟體都是使用元件架構實作，包括：

面向使用者的應用程式
裝置驅動程式
檔案系統
媒體轉碼器
網路堆疊

在核心之外，只有少數低階例外狀況不會使用元件架構，例如引導程式和 userboot 程序。

元件管理員

元件架構的核心是元件管理工具。它負責協調所有元件執行作業、提供元件功能，以及協調元件之間的連線。

元件可以明確啟動 (例如從網址)，也可以從特定能力的要求中隱含啟動。元件管理員會執行必要的解析，判斷是否要啟動新元件，或將要求導向至現有執行個體。如要進行這種路由，每個元件都必須宣告其向系統提供的任何功能，以及其消耗的任何功能。

元件管理員會剖析每個元件的宣告，以決定如何執行元件並提供必要功能。元件通常會透過元件套件中的元件資訊清單檔案，向系統宣告。

以下是元件資訊清單的簡單範例，其中描述了 ELF 可執行檔，並附上一些額外的指令引數：

program: {
    runner: "elf",
    binary: "bin/hello",
    args: [ "Hello", "World!" ],
},

請注意，這個執行階段宣告會告知元件管理員，這個元件需要 ELF 執行程式。這是能力的範例！

元件功能

元件可透過功能取得權限，存取更廣泛的系統。每個元件都可以宣告提供給系統的新功能，以及其他元件 (或架構) 提供的功能，以便執行所需的功能。

如您剛才所見，runner 是宣告元件所用執行階段的能力範例。其他常見能力類型的例子包括 directory (用於存取檔案系統資源) 和 protocol (用於與其他元件通訊)。

開發人員可使用元件資訊清單，宣告元件所需的能力類型。以下是元件資訊清單的範例，其中要求兩項功能：對 example-data 目錄的讀取存取權，以及 fuchsia.example.Foo FIDL 通訊協定所描述的服務。

use: [
    {
        directory: "example-data",
        rights: [ "r*" ],
        path: "/example/data",
    },
    {
        protocol: "fuchsia.example.Foo",
    },
]

元件管理員會使用能力宣告，為每個元件的命名空間填入必要的目錄句柄。在這個範例中，元件會在其命名空間中接收 /example/data 和 /svc/fuchsia.example.Foo。

元件組織

系統中的所有元件都會組合成單一根元件例項樹狀結構。這個樹狀結構會管理元件行為的幾個重要層面。

樹狀圖說明元件執行個體的排列方式。這些父項和子項關係會管理元件行為的幾個面向。

樹狀結構中的父項元件負責建立其他元件的例項做為子項，並提供必要的功能。同時，子元件也可以將功能公開給父項。您可以透過下列任一方式建立子項元件：

靜態：父項會在其元件宣告中宣告子項的存在。
動態：父項會在執行階段使用 fuchsia.component.Realm 通訊協定，將子項新增至元件集合。

任何父項元件及其所有子項會在樹狀結構中形成一個稱為「realm」的群組。Realms 可讓上層控制哪些功能流入及流出其元件子樹狀結構，藉此建立能力邊界。元件會決定是否要使用 expose 關鍵字，將功能匯出至其領域之外：

expose: [
    {
        protocol: "fuchsia.example.Foo",
        from: "self",
    },
],

能力公開給領域後，父項就能與同一個領域中的其他元件共用。這項操作可使用 offer 關鍵字完成：

offer: [
    {
        protocol: "fuchsia.example.Foo",
        from: "self",
    },
],

元件管理工具這就是所謂的「能力路由」。元件管理服務只能解析在相同領域內公開和提供的功能。

圖表顯示元件如何透過「能力轉送」共用功能，說明如何在特定領域中提供資源。

練習：元件

在本練習中，您將探索元件執行個體樹狀結構，並詳細瞭解使用某些核心系統元件時，能力路由的運作方式。

啟動模擬器

如果您尚未執行執行個體，請啟動模擬器：

ffx emu start --headless

啟動完成後，模擬器會輸出以下訊息並傳回：

Logging to "$HOME/.local/share/Fuchsia/ffx/emu/instances/fuchsia-emulator/emulator.log"
Waiting for Fuchsia to start (up to 60 seconds)........
Emulator is ready.

探索系統元件

開啟另一個終端機視窗，並使用 component list 指令轉儲系統的元件樹狀結構：

ffx component list

您應該會看到類似以下 (經截斷) 的輸出內容：

/
/bootstrap
/bootstrap/archivist
/bootstrap/base_resolver
/bootstrap/console
/bootstrap/console-launcher
/bootstrap/decompressor
/bootstrap/device_name_provider
/bootstrap/driver_manager
/bootstrap/fshost
/bootstrap/kernel_debug_broker
/bootstrap/miscsvc
/bootstrap/netsvc
/bootstrap/power_manager
/bootstrap/ptysvc
/bootstrap/pwrbtn-monitor
/bootstrap/shutdown_shim
/bootstrap/sysinfo
/bootstrap/virtual_console
/core
/core/activity
...
/core/detect
/core/font_provider
/core/log-stats
/core/remote-control
/core/sampler
/core/system-update-committer
/core/temperature-logger
/core/test_manager
/core/full-resolver
/startup

這份清單代表元件執行個體樹狀結構，其中 bootstrap、core 和 startup 等組織元件會在根目錄下方形成子樹狀結構。

component show 指令會提供各元件的詳細資訊。

使用這個指令查看 http-client 的詳細資料，http-client 是提供 HTTP 要求服務的元件：

ffx component show http-client.cm

這項指令會輸出下列報告：

               Moniker: /core/network/http-client
                   URL: #meta/http-client.cm
                  Type: CML static component
       Component State: Resolved
 Incoming Capabilities: config
                        fuchsia.logger.LogSink
                        fuchsia.net.name.Lookup
                        fuchsia.posix.socket.Provider
                        pkg
  Exposed Capabilities: fuchsia.net.http.Loader
           Merkle root: d9e73f5b061f2f227e596e2e0079ff3a095fc69e192cf85e0d7621826c76356c
       Execution State: Running
          Start reason: '/core/feedback' requested capability 'fuchsia.net.http.Loader'
         Running since: ...
                Job ID: 41268
            Process ID: 41311
 Outgoing Capabilities: fuchsia.net.http.Loader

請注意這裡顯示的部分詳細資料：

元件執行個體的專屬 ID (稱為別名)。
這個元件載入的套件網址。
元件的執行狀態。
執行個體目前執行的工作/程序 ID。
元件要求及公開的功能集。

追蹤能力路徑

在上一個輸出結果中，列出了三個能力群組：

傳入功能：元件使用 use 宣告的功能。這些值會透過元件的命名空間提供。
傳出功能：元件已發布至其傳出目錄的功能。
公開功能：元件使用 expose 宣告的功能。這些是元件的公開服務。

http-client 向其父項 realm 公開的其中一個功能是 fuchsia.net.http.Loader。這可讓其他元件發出 HTTP 要求。

使用 component capability 指令判斷有多少元件與此能力互動：

ffx component capability fuchsia.net.http.Loader

這項指令會列出所有符合條件的元件：

Exposed:
  /core/network/http-client
  /core/network
Used:
  /core/cobalt
  /core/feedback
  /core

這表示 cobalt 和 feedback 元件會使用這項能力 (也就是在「Incoming Capabilities」下方列出這項功能)。這些元件之間的共同祖系是 core，可處理將此能力轉送至必要子項的作業。

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