很多Linux初学者分不清楚Linux和X之间,X和Xfree86之间,X和KDE,GNOME等之间是什么关系.常常混淆概念,我想以比较易于理解的方式说明一下X,X11,Xfree,WM,KDE,GNOME等之间的关系.由于本人水平有限可能存在错误,请高手指正。 

   
   一, linux本身没有图形界面,linux现在的图形界面的实现只是linux下的应用程序实现的。       
  图形界面并不是linux的一部分,linux只是一个基于命令行的操作系统,linux和Xfree的关系就相当于当年的DOS和WINDOWS3.0一样,windows3.0不是独立的操作系统,它只是DOS的扩充,是DOS下的应用程序级别的系统,不是独立的操作系统,同样XFree只是linux   下的一个应用程序而已.不是系统的一部分,但是X的存在可以方便用户使用电脑.WINDOWS95及以后的版本就不一样了,他们的图形界面是操作系统的一部分,图形界面在系统内核中就实现了,没有了图形界面windows就不成为windows了,但linux却不一样,没有图形界面linux还是 linux,很多装linux的WEB服务器就根本不装X服务器.这也WINDOWS和linux的重要区别之一.       
    
  二, X是协议,不是具体的某个软件。   
  X  是协议,就像HTTP协议,IP协议一样.这个概念很多初学者甚至学习LINUX有一定时间的人都混淆,一个基于X的应用程序需要运行并显示内容时他就联接到X服务器,开始用X协议和服务器交谈.比如一个X应用程序要在屏幕上输出一个圆那么他就用X协议对X服务器说:喂!我需要在屏幕上画一个圆.X应用程序只负责告诉X服务器在屏幕的什么地方用什么颜色画一个多大的圆,而具体的"画"的动作,比如这个圆如何生成,用什么显卡的驱动程序去指挥显卡完成等等工作是由X服务器来完成的.X服务器还负责捕捉键盘和鼠标的动作,假设X服务器捕捉到鼠标的左键被按下了,他就告诉X应用程序:亲爱的应用程序先生,我发现鼠标被按下了,您有什么指示吗?如果X应用程序被设计成当按下鼠标左健后再在屏幕上画一个正方形的话,X应用程序就对X服务器说:请再画一个正方形,当然他会告诉服务器在什么地方用什么颜色画多大的正方形,但不关心具体怎么画--那是服务器的事情.       
  那么协议是需要具体的软件来实现的,这就是下面我要讲的:       
    
  三, X和XFree86的关系。      
  有了协议就需要具体的软件来实现这个协议.就好比我们有了交通法规就需要交警去根据法规维护交通秩序一样.Xfree86就是这样一个去根据法规实现协议的   "交警".他按照X协议的规定来完成X应用程序提交的在屏幕上显示的任务.当然不仅仅是某个特定的交警才可以去维护和实现这个法规,比如还可以由交通协管员来实现交通法规,必要的时候警察也可以介入,当然前提是他们都要懂得交通法规,也就是要懂得协议.所以实现X协议的软件也并不只有XFree86,   XFree86只是实现X协议的一个免费X服务器软件.商业上常用MOTIF,现在还有Xorg,还有很多很小的由爱好者写的小的X服务器软件.甚至可以在WINDOWS上有X服务器运行,这样你可以在linux系统上运行一个X应用程序然后在另一台windows系统上显示.多么神奇.你可以用google搜索引擎找到这样的X服务器软件。只不过在LINUX上最常用的是XFree86.(现在的Linux发行版都用Xorg了)
 

什么是X-server：

在一般的server/client模型中，server总是代表性能比较高，处理很多数据的那个机器，比如你登录一个ftp站点或者是某个网站的时候，server指的是对方的系统。但是在X的server/client模型中恰好相反，这里面server仅仅负责鼠标、键盘、显卡、显示器这些输入输出部件，而x-client却是负责处理数据的。到目前为止，我们在FreeBSD系统里面使用x-server是：xorg-server。除此之外还有其他的商业的x-server，但是目前在FreeBSD上以及Linux这些自由的开源系统上使用的x-server主要是由xorg提供的xorg-server。所以，如果你想在自己的FreeBSD运行X，那么x-server是必须的。这就是为什么在安装图形界面的时候一定要先安装xorg或者是xorg-minimal，这两个port都是meta port，就是说这个port本身是一个空的port，但是这个port有很多依赖关系，这样可以帮助使用者迅速地安装软件。

由于x-server负责鼠标、键盘、显卡、显示器这些输入输出部件，你必须在安装好以后，告诉x-server你当前系统使用的是什么样的鼠标、键盘、显卡、显示器。由于当前硬件厂商众多，所以不要指望x-server自动识别出所有需要的参数，通常你需要编辑一下/etc/X11/xorg.conf这个文件来提示它一下。现在你应该知道为什么论坛上总有人在买了USB鼠标以后相互讨论如何修改xorg.conf了。

什么是X-Client：

X-server负责管理鼠标、键盘、显卡、显示器，而X-client则负责处理程序的运行。比如说，我桌面上有一个gvim的图标，我现在移动鼠标点击了一下gvim的图标，那么X-server会告诉X-client：“用户移动了鼠标到什么位置，然后单击了一下鼠标的左键”。X-client收到这个信息以后会对这个行为做出反应，经过一番思考，它发现，我这个行为是要打开一个叫gvim的程序，于是X-client会运行gvim，然后告诉X-server：“你在显示器上给用户画出一个像gvim的东西来”。然后，我就在我的屏幕上很高兴地看见了我可爱的gvim编辑器了，当然还有伟大的DejaVu Sans Mono等宽字体。

为了便于理解拿HTTP协议来比较:       
  协议是HTTP   (hyper   text   transmission   protocol)       
  实现这个协议的常用服务器有:apache   IIS   等       
  请求这些服务器传输文件的客户有:IE, MOZILLA, NETSCAPE等。

    
  协议是X       
  实现这个协议的常用服务器有Xfree86, Xorg, Xnest等       
  请求这些服务器来完成显示任务的客户: 所有的X应用程序.       
  只不过HTTP协议的服务器和客户端通常都在两台不同的电脑(服务器和客户机)之间来实现,所以一般人对这个比较容易理解.而X协议的服务器和客户端程序通常在同一台电脑上,因此很多用户都感到对此很难理解.既然是协议,那么肯定和平台无关的,因此可以让X应用程序显示在任何装有X服务器的远程计算机上.甚至显示在装有Xnest服务器的windows系统上.只不过在大多数情况下,X应用程序都用本机的X服务器,然后X服务器将显示结果输出到本机的显示器.这也是很多人不理解X是一种协议的原因.    

要了解自己电脑上运行的 X服务器究竟是哪一个，可以使用查看进程的ps命令：

ps -e | grep X

  
    
  四, X和X11R6又是什么关系?       
  不知道初学者有没有注意到/usr/X11R6这个目录,这是XFree的默认安装目录       
  X11R6   实际上是   X   Protocol   version   11   Release   6       
  (X协议第11版第六次发行)的意思,就是说目前用的X协议是第11版的,然后经过了6次小的修正.不同版本的X协议是不能通信的.就像我们现在IPV4和IPV6不能通信一样,不过不用担心,现在的X服务器软件和X应用程序都遵循X11R6。      
  另外XFree86   3.3.6   XFree86   4.3.6   等这些版本是实现X协议的软件XFree86的版本号.这是初学者经常搞混淆的概念.       
  协议版本和实现协议的软件的版本--这两个概念的区别你分清楚了吗?  

    
 

 

查看自己系统X11版本命令： xdpyinfo | grep version
 

五, X服务器和WM(window   manager   窗口管理器)之间是什么关系。   
  平时大家启动图形界面是怎么启动的呢?       
  如果你是一开机就进入图形界面那就太遗憾了，因为你错过了了解X服务器起动过程的好时机。不过没关系，你打开一个XTERM输入:       
  init   3       
  就可以安全的回到字符界面.       
  好了,等做完以下实验你就完全明白X和WM(window   manager   窗口管理器)之间是什么关系了.       
  先输入以下命令:       
  #startx       
  起动图形界面,你看到的是一个和平时使用一样的完整的图形界面操作环境.       
  你可以最大化,最小化,移动,关闭窗口等.       
  按ctrl+alt+backspace返回字符界面.       
  输入:       
  #xinit       
  再次启动图形界面,你看到了什么,你看到一个XTERM.而且不能移动.但是你可以在这个XTERM中输入命令打开X应用程序,如果我输入:       
  #mozilla       
  打开浏览器,你看到的浏览器和平时有什么不同吗?他在屏幕中间,不能移动,不能最小化,不能最大化,没有边框.       
  为什么同样一个X应用程序会有这样的不同呢?因为我们用startx起动图形界面的时候同时也启动了一个WM(即窗口管理器),如果你用KDE就起动了KDE,如果你用GNOME就起动了GNOME.但是你用xinit起动图形界面的时候却没有起动WM.       
  现在你明白窗口管理器的作用了吗?他的作用就是最大化,最小化,移动,关闭窗口等.而这些不是X服务器来负责完成的.       
  如果你用xinit起动图形界面并在xterm中输入twm,看看会有什么?       
  xterm被加上了一个边框,你可以通过这个边框移动,最大化,最小化这个xterm,twm就是XFree86中自带的窗口管理器,是一个比较简陋的最简单的窗口管理器,但是他具有窗口管理器的全部特征.       
  如果你不输入twm而输入gnome-session就可以起动GNOME       
  或者输入startkde起动KDE.       
  通过以上的实验你就可以清楚的明白他们之间的关系.       
      
  六, 关于KDE和GNOME       
  KDE   和GNOME是LINUX里最常用的图形界面操作环境,他们不仅仅是一个窗口管理器那么简单,   KDE是K   Desktop   Environment   的缩写.他不仅是一个窗口管理器,还有很多配套的应用软件和方便使用的桌面环境,比如任务栏,开始菜单,桌面图标等等.       
  GNOME是GNU   Network   Object   Model   Environment   的缩写.和KDE一样,也是一个功能强大的综合环境.       
  另外在其它UNIX系统中,常常使用CDE作为这样一个环境.       
  其它的小型窗口管理器有:       
  window   maker,after   step,blackbox,fvwm,fvwm2,等等都是常用的优秀窗口管理器.REDHAT9中有   window   maker   但是默认不安装,大家可以装来试试.只要xinit再wmaker&就可以用windowmaker了.       
  七,linux图形界面层次关系总结       
  linux本身-->X服务器<-[通过X协议交谈]->窗口管理器(综合桌面环境)-->X应用程序.

 

以上来源：http://blog.51cto.com/sunyqlinux/126612

 

Quartz Is Not X11 (But It Could Be)

When OS X was first released, there was a long post by one of the Quartz developers on Slashdot explaining why they chose not to use X11. The argument was quite long, but it basically boiled down to this fact: To get the features that they wanted, they'd have had to implement so many extensions that they'd basically be running an entirely new windowing system anyway, just using X extensions to communicate with it instead of their own system. Now, all of those extra extensions exist and are well-supported by X.org, so the decision might be somewhat different. That hasn't stopped Google from implementing its own display system with Android. The saying about those who fail to understand UNIX being condemned to reinvent it poorly is even truer when it comes to X11.

There are architectural similarities between Quartz and X11. More, in fact, than between Quartz and its predecessors at Apple and NeXT: QuickDraw and Display PostScript. QuickDraw, found on the old MacOS Classic systems, was a very simple design. One process mediated access to the display, allocating regions to other processes, and the other processes drew into these directly. The obvious disadvantage to this was that all processes had access to the frame buffer, so could corrupt the display easily and synchronizing drawing between applications was very difficult.

Display PostScript worked in a very different way. Processes on old NeXT systems sent PostScript programs to the display server, which then ran them. This had its own problems, such as the fact that the display server effectively needed to be a complex multitasking virtual machine to prevent programs from taking over all of the display's time.

The design of Quartz is conceptually much simpler. Just as a filesystem virtualizes the disk by providing virtual disks (files) to applications, Quartz virtualizes the screen by providing virtual frame buffers (windows) to applications. I should mention that Apple's documentation often calls this part of Quartz the “Quartz Compositor” or simply the “Window Server,” and includes a few other things (including Core Animation) in the Quartz brand. The window server provides a region of shared memory to clients for drawing and then composites this into the frame buffer (on the GPU). It's a little bit more complicated than that, because this buffer is now an OpenGL texture and can be the result of rendering OpenGL graphics to the texture or compositing other textures together.

So what advantages did Quartz have over X11? Over a modern X11 system, none, and several disadvantages that come from tying the policy into the window server. These days, the window server is implemented on top of OpenGL, and the 2D drawing is handled either in software or by sending OpenGL commands to the window server, exactly as would happen with X11. Unlike X11, the policy for compositing and managing windows is implemented entirely in the window server. With X11, this is handled by a separate processes (or two; the window manager and compositing manager, which are sometimes combined into a compositing window manager), and so you can use the same mechanisms on a handheld device or a multi-monitor workstation, just with different policies.

Many improvements have been made over the kind of X11 implementation that was present when Quartz was introduced. Back then, X didn't have any kind of compositing model. There was no sensible support for buffering. Applications each had a region of the display reserved on their behalf, as with QuickDraw, but drew into it with commands sent from the client. If one window covered another, then the data from the lower window was lost and needed redrawing later. Font rendering was a mess. Quartz fixed all of these and provided much of the inspiration from the later X extensions which served a similar purpose.

In terms of current capabilities, Quartz and a recent version of X.org are similar. The difference is that X.org has a cleaner separation of policy and mechanism, and maintains backwards compatibility with applications dating back to the mid 1980s. Because the communication layer between the Quartz frameworks and the window server are private, it would be quite easy to replace them with X.org (although this wouldn't gain Apple much), and X.org itself has been ported to run on top of Quartz in the form of Apple's X11.app. At the time of its creation, Quartz was clearly superior to X.org. Now they are roughly equivalent in terms of features, and Quartz is closely integrated with other parts of the system.

以上来源：http://www.informit.com/articles/article.aspx?p=1552774&seqNum=5

 

注：苹果macOS系统可以安装XQuartz来支持X11协议。XQuartz（X11.app）是苹果计算机为Mac OS X/OS X/macOS上X窗口系统的实现。苹果的X11是以XFree86为基础（自OS X 10.5开始使用 X.org 的实现），加上硬件加速的2D绘图支持，硬件OpenGL加速，以及与macOS的GUI Aqua集成在一起。在Mac OS X v10.2时Apple X11原本一开始是当作可以下载的公开测试，后来已经在Mac OS X v10.3后包含进标准包装里面。不过在OS X Mountain Lion后OS X不再附带X11，用户需要自行前往XQuartz网站下载这个组件。

Apple X11的源代码可以在苹果计算机的Darwin Project网站以APSL（Apple Public Source License）许可方式获取。