Linux的Ｘ窗口系统结构说明

一、说明
以X Server为中心，简要地分为四层，如图所示

二、Ｘ方式与Framebuffer方式的差异

1.         X方式

1)        什么是Ｘ
我们常说的X Window，X，X11(指X协议的11版本)一般指X协议，或指是基于X协议的X服务端程序(X Server)

2)        X Server与X Client

a)         Ｘ协议指X Server及X Client组成的c/s架构，及其通讯协议的实现

b)        X Server有主事件循环，由它来处理用户输入、显示及与X Client通讯

c)        X Client即Ｘ桌面上运行的普通应用程序
应用程序如果想显示数据，需要利用X Lib库建立X窗口(X Client)，它通过Ｘ协议与X Server通讯，让X Server完成显示；X Server会把接到键盘鼠标事件，传给焦点所在的X Client处理

2.         Framebuffer方式
Framebuffer方式相对简单，它由内核直接支持，通常用于嵌入式系统。应用程序可以得到屏幕显示区域的指针，然后对其写数据来进行显示，其中窗口的概念不强，它自身不带窗口管理，需要应用软件自己管理窗口。比如qtopia基本于framebuffer显示时，qtopia自身实现了窗口管理功能

3.         应用程序的显示方式
很多应用程序同时支持X和Framebuffer两种模式显示，如gtk，qt等，以下我们只讨论它基本于Ｘ实现的部分

三、分层

1.         应用层(Application)
指Ｘ Window上运行所有带图形界面的应用程序，每个窗口都是一个X Client

1)        X Lib app
直接使用X函数的应用程序，这种程序一般界面简单，比较底层，比如很多窗口管理器直接写在这层

2)        Gtk app
gtk又分为gtk和gdk两层，
gtk为控件及主循环的实现
gdk相对底层，控制底层绘图部分，它支持framebuffer、X11、DirectFb等
应用程序可调用gtk函数，也可直接调用gdk函数
gtk常和cairo一起实现二维特效

3)        Qt app
Qt也通过调用X Lib实现图形界面
Qt的优势在于它是C++实现的，使用起来程序结构更好，也有较成熟的嵌入式版本

4)        SDL app
SDL也通过调用X Lib实现图形界面
SDL更底层，代码少，没有控件，但做特殊效果很好用

2.         窗口管理器层(Window manager简称wm)
Window manager是特殊的X Client，也通过X Lib库与X Server交互，与一般应用不同的是：它负责控制各个窗口的动作，及操作主窗口
WM的功能分为管理(manager)和工具(tools)，

1)        Manager
负责各个窗口的建立销毁／显示隐藏／最大最小化／移动缩放，管理窗口队列，设置焦点窗口，窗口切换效果等

2)        Tools
实现桌面工具条，桌面菜单等基本界面及小工具

3)        具体实现
实现通常有两种方式：一种是manager和tools在一个程序中实现，一种是分开两个程序实现，使用时可以随意组合

a)         qvwm, blackbox等较早期的wm，都是manager和tools在一个程序中实现的

b)        xfce、metacity等是分开的，例如：xfce包含tools和manager，但不在一个程序中实现，它的manager是xfwm，我们可在使用xfce时把xfwm替成metacity(metacity是一个manager，不带tools)

3.         X服务器层(X Server)
主循环控制显示，读取设备数据，与X Client通讯，事件循环，并把事件送给焦点窗口

1)        普通X Server
功能完整的X Server，代码量大，支持全，常见的如XFree86，Ｘorg等

2)        Tiny X Server
一般用于嵌入式系统，资源占用小，代码少，功能及逻辑相对简单，如KDrive（Xvesa/Xchips/Xfbdev/Xi810……）

4.         系统底层(System)

1)        Kernel
与硬件交互，获得输入设备的数据，向显示设备输出

2)        Dev
文件系统中的设备文件，程序通过对它的读写和操作与kernel交互，控制硬件

3)        中间层
在程序和Dev层之间，有时还需要库或程序处理设备数据，比如触摸屏就使用libts去除噪点，过滤出更有效的数据