X-Window系統(tǒng)介紹

　　X的設(shè)計(jì)原則，早在最初仍在麻省理工學(xué)院的階段(1984年)就已經(jīng)成形，由Bob Scheifler和Jim Gettys兩人制訂出X最早的開發(fā)、強(qiáng)化、改進(jìn)原則，原則大體如下：

　　1、除非沒有它就無法完成一個(gè)真正完整的應(yīng)用程序，否則不用增加新的功能。

　　2、決定一個(gè)系統(tǒng)不是什么和決定它是什么同樣重要。與其去適應(yīng)整個(gè)世界的需要，寧可使得系統(tǒng)可以擴(kuò)展，如此才能以持續(xù)兼容的方式來滿足新增需求

　　3、只有完全沒實(shí)例時(shí)，才會(huì)比只有一個(gè)實(shí)例來的糟。

　　4、如果問題沒完全弄懂，最好不要去解決它

　　5、如果可以通過10%的工作量得到90%的預(yù)期效果，應(yīng)該用更簡單的辦法解決。

　　6、盡量避免復(fù)雜性。

　　7、提供機(jī)制而不是策略，有關(guān)用戶界面的開發(fā)實(shí)現(xiàn)，交給實(shí)際應(yīng)用者自主。(這和驅(qū)動(dòng)開發(fā)的思想一脈相承)

　　之后，上述原則中的第一項(xiàng)原則在設(shè)計(jì)X11時(shí)被加以修改，修訂成：“除非已有真正的應(yīng)用程序，真的需要X為其修訂、增訂等支持，否則不會(huì)為X增加新功能。”X基本上一直遵循這些原則，參考實(shí)現(xiàn)的擴(kuò)展及改進(jìn)也是以此原則的角度來著手，也因?yàn)榉钚猩鲜鲈瓌t，使至今的最新版X仍能與最初(1987年)發(fā)布的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)近乎完全兼容。

　　這些原則性的東西短短幾句話，就為一個(gè)龐大項(xiàng)目奠定了一個(gè)良好的基調(diào)和發(fā)展方向，使X問世以來經(jīng)久不衰，沒有這幾個(gè)原則是做不到的。

　　四.X-Window的功能

　　X-Window提供了一組非常底層的服務(wù)，客戶端程序發(fā)送請(qǐng)求給X-Window, X Window根據(jù)請(qǐng)求完成相應(yīng)服務(wù)。通過這些服務(wù)，客戶端程序可以構(gòu)建期望的用戶界面。根據(jù)不同的功能，可以把這些服務(wù)分為以下幾大類：

　　1、處理輸入

　　X-Window從鍵盤和鼠標(biāo)接受輸入，這些輸入數(shù)據(jù)被當(dāng)作”事件”傳送給適當(dāng)?shù)目蛻舳顺绦?。至于哪個(gè)窗口應(yīng)該接受到這些事件，是依賴于窗口管理器的(窗口管理器實(shí)際上也是一個(gè)客戶端)，典型的事件包括按鍵，鼠標(biāo)移動(dòng)，鼠標(biāo)按下/放開等。

　　輸入設(shè)備往往是與硬件平臺(tái)相關(guān)的，而且又是獨(dú)占資源，所以用X-Window管理是理所當(dāng)然的。應(yīng)用程序通常不需要關(guān)心具體的設(shè)備，只要處理相應(yīng)的事件就行了，像mouse和筆點(diǎn)可能發(fā)出同樣的事件，而應(yīng)用程序不用區(qū)分它們。輸入事件也可以通過XTest擴(kuò)展，由軟件模擬出來的(通常用來實(shí)現(xiàn)軟件鍵盤)

　　2、按層次形組織窗口

　　X-Window提供服務(wù)讓客戶端程序創(chuàng)建/銷毀窗口，所謂的窗口就是屏幕上的矩形區(qū)域，它是可以層層嵌套的，有很多操作可以作用于窗口(如，查詢或改變窗口的大小和位置等)，X-Window的主要功能之一就是負(fù)責(zé)管理這種按層次形組織的窗口。

　　不過X-Window管理這些窗口是被動(dòng)進(jìn)行的，由窗口管理器根據(jù)用戶的行為決定。它請(qǐng)求X-Window做相應(yīng)的動(dòng)作，比如移動(dòng)窗口，調(diào)整窗口的大小，改變窗口的前后關(guān)系等等。第一次接觸X-Window時(shí)，得知窗口管理器是一個(gè)普通的客戶端時(shí)，我覺得驚訝，這種設(shè)計(jì)真是太先進(jìn)了，其實(shí)它正是遵循了提供機(jī)制而不是策略這一原則。

　　現(xiàn)在已經(jīng)有很多窗口管理器的實(shí)現(xiàn)可用，它們提供不同的風(fēng)格和功能，有的用于PC，有的用于嵌入式系統(tǒng)，像matchbox就是在嵌入式上比較流行的，像Nokia的N770/N800就是用的matchbox。

　　3、提供圖形操作

　　X-Window提供了一些基本的畫圖操作，如畫直線、矩形、圓弧和多邊形等。這些圖形的顏色、線寬、填充類型都可以由客戶端程序指定。X-Window同時(shí)提供了許多位圖操作，這些位圖操作可以作用于了窗口的各個(gè)區(qū)域。

　　X-Winwod還會(huì)充分挖掘硬件的加速特性，像填充、畫直線和圖像疊加等操作，如果硬件支持相應(yīng)的加速功能，就可以通過硬件實(shí)現(xiàn)，否則就用軟件實(shí)現(xiàn)。

　　4、提供文本和字體操作

　　X-Window提供了字體相關(guān)的操作。客戶端程序可以請(qǐng)求X-window在指定的區(qū)域用指定的字體顯示指定的字符串，當(dāng)然在此之前應(yīng)該請(qǐng)求X-window加載字體，加載后客戶端程序可以得到關(guān)于字體的一些信息。

　　實(shí)際上，這一功能由于客戶端字體繪制的流行，而大大弱化了，現(xiàn)在的字體差不多都是在客戶端繪制好后，再通過X Render擴(kuò)展顯示到X-Window去的。在fontconfig/freetype/pango/cairo的幫助，在客戶端繪制字體更容易使用。

　　名詞解釋：

　　位圖：

　　位圖(Bitmap)，又稱光柵圖(Raster graphics)，是使用像素陣列來表示的圖像，每個(gè)像素的色彩信息由RGB組合或者灰度值表示。根據(jù)顏色信息所需的數(shù)據(jù)位分為1、4、8、16、24及32位等，位數(shù)越高顏色越豐富，相應(yīng)的數(shù)據(jù)量越大。其中使用1位表示一個(gè)像素顏色的位圖因?yàn)橐粋€(gè)數(shù)據(jù)位只能表示兩種顏色，所以又稱為二值位圖。通常使用24位RGB組合數(shù)據(jù)位表示的的位圖稱為真彩色位圖。

　　視窗系統(tǒng)：

　　視窗系統(tǒng)(Windowing system) 是“使用視窗當(dāng)作它的主要象征之一”的圖形使用者接口的構(gòu)成元件。更為明確的說，是桌面環(huán)境的構(gòu)成元件。視窗系統(tǒng)支撐著視窗管理員的實(shí)現(xiàn)(implementation);對(duì)于“圖像硬件(graphics hardware)、指向裝置(pointing devices)比如鼠標(biāo)與鍵盤等裝置”提供基本支持。繪制鼠標(biāo)光標(biāo)，一般也與視窗系統(tǒng)相關(guān)。

　　從程式設(shè)計(jì)師的觀點(diǎn)來看，視窗系統(tǒng)是作出繪圖的基本單位，比如字型繪制，或是在屏幕上劃線，有效地提供繪圖硬件的一種抽象概念。

　　視窗系統(tǒng)能讓電腦使用者同時(shí)與數(shù)個(gè)程式一起工作。每個(gè)程式在他自己的視窗中執(zhí)行，也就是屏幕上的矩形之中。大部份的視窗系統(tǒng)允許視窗重疊，且提供使用者執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的操作，像是移動(dòng)/改變視窗尺寸，把視窗送到前景/背景，和最小化/最大化一個(gè)視窗。

　　有些視窗系統(tǒng)，像是 X，有先進(jìn)的能力比如網(wǎng)絡(luò)通透性，允許使用者在遠(yuǎn)端機(jī)器上執(zhí)行圖形的應(yīng)用程式。

　　雅典娜工程：

　　雅典娜工程是MIT、DEC以及IBM的一個(gè)聯(lián)合工程，歷時(shí)八年，于1991年6月30日告一段落。該工程意圖建立一個(gè)計(jì)算機(jī)環(huán)境，容納多達(dá)一萬臺(tái)工作站，以及各種硬件。用戶可以訪問其中的任何工作站，存取任何文件、程序，但在用戶界面以及服務(wù)傳遞上，看起來不會(huì)有大的區(qū)別。

　　這個(gè)工程產(chǎn)生了許多現(xiàn)在被廣為使用的技術(shù)，比如X Window System、Kerberos。雅典娜工程開發(fā)的其他技術(shù)包括Xaw部件工具箱、Zephyr通知服務(wù)、第一個(gè)即時(shí)通訊服務(wù)，以及Hesiod名，還有目錄服務(wù)。