X-Window概述

 對(duì)于普通用戶來說，操作系統(tǒng)最重要的功能，恐怕是能讓用戶方便的享用計(jì)算機(jī)硬件提供的各種資源，完成日常的工作了。絕大多數(shù)用戶對(duì)于Windows系統(tǒng)都非常熟悉，那么從用戶界面上而言，Linux到底有什么吸引人的地方呢?答案是他擁有X-Windows.下面就讓我們進(jìn)入XWindows的繽紛世界，真正體會(huì)Linux的眩目光彩。

一、X Windows的簡(jiǎn)史

X于1984年在麻省理工學(xué)院電腦科學(xué)研究所開始發(fā)展。當(dāng)時(shí)Bob Scheifler正在發(fā)展分布式系統(tǒng)，同一時(shí)間DEC公司的JimGettys也在麻省理工學(xué)院做Athena計(jì)劃的一部分，兩個(gè)計(jì)劃都需要一個(gè)相同的東西--一套在Unix機(jī)器上優(yōu)良的視窗系統(tǒng)。因此他們開始合作，從斯坦福大學(xué)得到了一套叫做W的實(shí)驗(yàn)性視窗系統(tǒng)，因?yàn)槭腔赪視窗系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開始發(fā)展，當(dāng)發(fā)展到了足以和原先系統(tǒng)有明顯區(qū)別時(shí)，他們把這個(gè)新系統(tǒng)叫做X。

二、X的基本部件

X系統(tǒng)不像早期的視窗系統(tǒng)是把一堆同類軟件集中在一起，而是由三個(gè)相關(guān)的部分組合起來的。

(1) Server(服務(wù)器)：控制實(shí)際顯示器和輸入設(shè)備的程序。Server是控制顯示器和輸入設(shè)備(鍵盤和鼠標(biāo))的軟件。Server可以建立視窗，在視窗中畫圖形和文字，響應(yīng)Client程序的“需求”(requests)，但他不會(huì)自己動(dòng)作，只有在Client程序提出需求后才完成動(dòng)作。

每一套顯示設(shè)備只對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的Server，而且Server一般由系統(tǒng)的供應(yīng)商提供，通常無法被用戶修改。對(duì)于操作系統(tǒng)而言，Server只是一個(gè)普通的用戶程序而已，因此很容易換個(gè)新的版本，甚至是第三方提供的原始程序。

(2) Client(客戶端)：Client是使用系統(tǒng)視窗功能的一些應(yīng)用程序。在X下的應(yīng)用程序稱作Client，原因是他是Server的客戶，他要求Server響應(yīng)他的需求完成特定的動(dòng)作。

Client無法直接影響視窗或顯示，他們只能送一個(gè)請(qǐng)求(request)給Server，由Server來完成他們的請(qǐng)求。典型的請(qǐng)求通常是“在某個(gè)視窗中寫Hello World的字符串”，或者從A到B畫一條直線。

Client的功能大致可分為這么兩部分：向Server提“需求”只是他的一部分功能，其他的功能是為用戶執(zhí)行程序而準(zhǔn)備的。例如輸入文字信息、作圖、計(jì)算等等。通常，Client程序的這一部分是和X獨(dú)立的，他對(duì)于X幾乎不需要知道什么。通常，應(yīng)用程序(特別是只大型的標(biāo)準(zhǔn)繪圖軟件、統(tǒng)計(jì)軟件等)對(duì)許多的輸出設(shè)備具有輸出的能力，而在X視窗中的顯示只是Client程序許多輸出格式中的一種，所以，Client程序中和X相關(guān)的部分在整個(gè)程序中只占非常小的一部分。

用戶可以通過不同的途徑使用Client程序：通過系統(tǒng)提供的程序來使用;使用來自于第三方的軟件;或者是用戶自己為了某種特殊應(yīng)用而編寫的自己的Client程序。

(3) 通訊通道:有了Server和Client，他們之間就要傳輸一些信息，這種傳輸信息的媒介就是我們所要介紹的X的第三個(gè)組成部件：通訊通道。憑借這個(gè)通道，Client傳送“需求”給Server,而Server回傳狀態(tài)(status)及其他一些信息給Client。

Client是使用函數(shù)庫來使用通訊通道的。在系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)上支持通訊形態(tài)需求的是內(nèi)建于系統(tǒng)的基本的X視窗函數(shù)庫(library)。只要Client程序利用了函數(shù)庫，自然就有能力使用所有可用的通訊方法。這時(shí)通道本身就變得不再重要了，而只是一個(gè)概念而已。

三、Server和Client之間的通訊

Server和Client通訊的方法大致有兩類，對(duì)應(yīng)于X系統(tǒng)的兩種基本操作模式。 第一種，Server和Client在同一臺(tái)機(jī)器上執(zhí)行，它們可以共同使用機(jī)器上任何可用的通訊方法做交互式信息處理。在這種模式下，X可以同其他傳統(tǒng)的視窗系統(tǒng)一樣，高效工作。第二種，Client在一部機(jī)器上運(yùn)行，而顯示器和Server則在另一部機(jī)器上運(yùn)行。因此兩者的信息交換就必須通過彼此都遵守的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行，最常用的協(xié)議為TCP/IP協(xié)議。這種通訊方式一般被稱為網(wǎng)絡(luò)透明性，這也幾乎是X獨(dú)一無二的特性。

四、X的用戶界面

X的設(shè)計(jì)目標(biāo)之一就是能創(chuàng)建許多不同形式的用戶界面。其他的是窗西同志提供具體的交互方法，而X只提供一般的架構(gòu)，讓系統(tǒng)建立者建造所需的交互風(fēng)格。這種特性使得開發(fā)者可以在X的基礎(chǔ)上建造全新的界面，并且可以在任何時(shí)刻根據(jù)自己的需要選用適當(dāng)?shù)慕缑?。一般來說，用戶界面可以分為兩部分。管理界面也就是視窗管理器，是命令的最高層，他負(fù)責(zé)在屏幕上建構(gòu)或重建視窗，改變視窗的大小、位置、或者將視窗改變成圖標(biāo)等。應(yīng)用界面確定了用戶和應(yīng)用程序之間的交互風(fēng)格，即用戶如何利用視窗系統(tǒng)的設(shè)備程序來控制應(yīng)用程序及輸入資料給它。例如，如何用鼠標(biāo)來選定一個(gè)選項(xiàng)。

五、X獨(dú)立于操作系統(tǒng)

X不是內(nèi)置于操作系統(tǒng)，他只是比用戶層次稍高一些。在系統(tǒng)中它也是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的組件。這樣做有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)易于安裝和改版，甚至去除。這種工作不需要重啟系統(tǒng)，也不會(huì)對(duì)其他應(yīng)用程序造成干擾。

(2)第三方很容易支持并加強(qiáng)它的功能。例如你的制造廠商提供的系統(tǒng)不夠好，你可以向別人買更好或更快的版本。

(3)X不會(huì)制定操作系統(tǒng)，因此成為一種標(biāo)準(zhǔn)，這也是第三方發(fā)展軟件的原動(dòng)力。

(4)為了發(fā)展者利益。在Server上進(jìn)行工作時(shí)，如果程序異常中斷，只會(huì)影響到視窗系統(tǒng)，不會(huì)造成機(jī)器的損壞或操作系統(tǒng)核心的破壞。