16.1　X视窗系统简介

如果你曾经在Linux中使用过桌面视窗系统，那么你很可能使用的是X——一个开源图形化系统。X的一个最富有创新性也最令人感到沮丧的特征，是它固守机制的要求，而不是策略的需要。它没有定义用户界面，但提供了创建用户界面的手段。这意味着你可以自由地创建自己的整个桌面环境，随意进行试验和创新。但它也在很长一段时间内妨碍了Linux和UNIX系统上用户界面的发展。在这一片相对空白的领域中，两个桌面项目逐渐浮现成为Linux用户的最爱：GNOME和KDE。然而，Linux桌面并不始于X，也不终于X。事实上，Linux中的桌面是一个相当模糊的东西，并没有哪个项目或是组织在发布的权威版本。当前主流的安装包含了大量的库、工具和应用程序，它们被总称为“桌面”。

X拥有悠久而辉煌的历史，它最初于20世纪80年代早期由MIT开发。X为当时的高端科学工作站提供一个统一的视窗系统，那些工作站都是非常昂贵的、用于复杂计算的庞然大物。

20世纪90年代，随着硬件价格的下降，一些爱好者将X移植到廉价的家用PC上，这个项目后来被称为XFree86（Intel和其他公司生产的PC处理器被称为x86处理器）。目前在Linux上发布的都是XFree86的衍生产品，大多数Linux发行版使用的是一个被称为X.Org的X变体。

X视窗系统被分为硬件级和应用程序级组件，它们分别被称为X服务器和X客户端。这些组件使用X协议进行通信。在下面几节中，我们将依次介绍它们。

16.1.1　X服务器

X服务器运行在用户的本地机器上，它在屏幕上完成低层的绘图操作。其名字中的服务器部分经常让人困惑：X服务器运行在用户的桌面PC上，而X客户端既可以运行在用户的桌面PC上，也可以运行在网络中的其他系统（包括服务器）上。这一颠倒的术语只有在你理解它时才有意义，但它通常看上去有点反其道而行之的感觉。

因为X服务器直接与显卡交互，所以你必须使用一个适合本机显卡的X服务器，并配置好合适的分辨率、刷新率、颜色深度等。其配置文件名是xorg.conf或者Xfree86Config。在过去，你通常需要手动编辑配置文件才能使得X正常工作。幸运的是，现在的Linux发行版可以自动检测正确的设置，这节省了用户的时间，也解决了很多让人头疼的问题。

X服务器通过鼠标和键盘监听用户输入，并将键盘按键和鼠标点击传输给X客户端应用程序。这些信息被称为事件（event），它们构成GUI编程的一个关键元素。我们将在本章后面详细介绍事件及其GTK+逻辑扩展——信号（signal）。

16.1.2　X客户端

X客户端是以X视窗系统作为GUI的任何程序。例如xterm、xcalc和类似Abiword的更高级的应用程序。通常情况下，X客户端等候X服务器传送的用户事件，然后通过给X服务器发送重绘消息来响应。

X客户端不需要和X服务器运行在同一台机器上。

16.1.3　X协议

X客户端和X服务器使用X协议进行通信，这使得客户端和服务器可以通过网络分离。例如，你可以在因特网或者加密的虚拟专用网（VPN）上的一台远程计算机上运行X客户端应用程序。对于绝大多数个人Linux系统来说，X客户端和X服务器都运行在同一个系统上。

16.1.4　Xlib库

Xlib是X客户端间接用于产生X协议消息的库。它提供一个非常底层的API供客户端在X服务器上绘制非常基本的元素，并响应最简单的输入。我们必须强调，Xlib是一个非常底层的库，即使使用Xlib库创建一个像菜单这样非常简单的东西，也要耗费程序员很大的精力，它需要数百行的代码。

GUI程序员不应该直接使用Xlib进行编程。你需要一个API使得诸如菜单、按钮和下拉式列表等GUI元素能够被简单方便地创建。简而言之，这就是X工具包的作用。

16.1.5　X工具包

X工具包是一个GUI库，X客户端可以利用它来极大地简化窗口、菜单和按钮等的创建。使用工具包，你通过一次函数调用就可以创建按钮、菜单、框架等类似的元素。诸如此类的GUI元素被统称为构件（widget），你在所有的现代GUI库中都能找到这个通用术语。

你有几十个X工具包可选，每个工具包都有其长处和短处。选择哪个包对于应用程序来说是一个重要的设计决定，你应该考虑以下一些因素。

❑　应用程序针对的用户是谁？

❑　用户是否已经安装好了工具包库？

❑　该工具包是否支持其他流行的操作系统？

❑　该工具包使用什么软件许可证，该许可证是否与你期望的用法一致？

❑　该工具包是否支持你的编程语言？

❑　该工具包是否具有现代的界面外观？

历史上最流行的工具包有Motif、OpenLook和Xt，但是它们大多已经被技术上更先进的GTK+和Qt工具包所取代，这两者分别构成了GNOME和KDE桌面的基础。

16.1.6　窗口管理器

X中最后一个部分就是窗口管理器，它负责定位屏幕上的窗口。窗口管理器通常支持独立的“工作区”，这些工作区将桌面分割，增大用户可以交互的区域。窗口管理器还负责装饰每个窗口，通常这些装饰由一个框架和一个带有最大化、最小化和关闭图标的标题栏组成。窗口管理器提供了桌面的部分界面外观，例如窗口标题栏。

常见的窗口管理器包括下面几个。

❑　Metacity：GNOME桌面的默认窗口管理器。

❑　KWin：KDE桌面的默认窗口管理器。

❑　Openbox：旨在节约资源，用于较老的、较慢的系统。

❑　Enlightenment：一个有着出色图形和效果的窗口管理器。

就和X中的一切一样，你也可以切换窗口管理器。但大多数用户都使用桌面环境自带的窗口管理器。

16.1.7　创建GUI的其他方法——平台无关的窗口API

其他一些不是特定于Linux的创建GUI的方法也是值得一提的。有些语言本身就支持GUI，并且可以在Linux下使用。

❑　Java语言使用Swing和较老的AWT API来支持创建GUI。Java GUI的界面外观并不是所有人都喜欢，而且在配置低的机器上，它的界面感觉比较笨拙，而且响应迟钝。使用Java的一大好处是，编译好的Java代码可以在任何具有Java虚拟机的平台（包括Linux、Windows、Mac OS以及移动设备）上运行而无需任何改动。更多信息请访问http://java.sun.com。

❑　C#是一个与Java非常类似的编程语言。Linux系统需要安装来自Mono项目（http://www.mono-project.com）的C#公共语言运行时环境（CLR）。Mono平台上的C#还支持Windows Forms（它也在Windows中使用），以及一个被称为Gtk#的对GTK+工具包的特殊绑定。

❑　Tcl/Tk是一个脚本语言，它非常适于快速开发GUI，并支持X、Windows和Mac OS。当需要快速原型开发，或开发一些小工具（需要脚本的简单性和可维护性）时，Tck/Tk非常棒。有关该语言的更详细资料请见http://td.tk。

❑　Python也是一个脚本语言。你可以在Python中使用Tcl/Tk的Tk部分，或使用Python的GTK+绑定来编写GTK+程序。有关该语言的更多资料请见http://www.python.org。

❑　Perl是另一个常见的Linux脚本语言。你可以在Perl中使用Tcl/Tk的Tk部分，这被称为Perl/Tk。有关Perl的更多资料请见http://www.perl.org/。

这些语言带来的平台无关特性是需要付出代价的。与本地应用程序之间共享信息（例如使用“拖放”技术）会比较困难，而且保存配置通常必须使用专用方法而非桌面标准方法。有时Java软件的销售商通过附带平台相关的扩展来回避这些问题。