Внутреннее устройство Linux

14. Краткий обзор рабочего стола Linux

Эта глава является кратким описанием компонентов, которые расположены на рабочем столе типичной системы Linux. Среди различных типов программного обеспечения, которое можно найти в Linux, область рабочего стола является одной из самых необузданных и красочных, поскольку для выбора существует очень много сред и приложений, и в большинстве версий ОС сравнительно легко их опробовать.

В отличие от других частей системы Linux, таких как хранилища и сеть, при создании структуры рабочего стола не сильно задействована иерархия слоев. Вместо этого каждый компонент выполняет определенную задачу, взаимодействуя по мере необходимости с другими компонентами. Некоторые компоненты все же используют совместно общие строительные блоки (в частности, библиотеки для графического инструментария), которые можно представлять себе как простые уровни абстракции, но не более того.

В этой главе в общих чертах затронуты высокоуровневые компоненты рабочего стола, однако мы более подробно рассмотрим два из них: систему X Window, являющуюся основной инфраструктурой для большинства рабочих столов, и шину D-Bus, службу межпроцессного взаимодействия, которая использована во многих частях системы. Мы сведем практические вопросы и примеры к рассмотрению нескольких диагностических утилит, которые, хоть и не слишком полезны в повседневной работе (чтобы взаимодействовать с большинством графических интерфейсов пользователя, нет необходимости вводить команды оболочки), но помогут вам понять лежащие в их основе механизмы системы и, возможно, попутно немного развлекут вас. Мы также вкратце рассмотрим печать.

14.1. Компоненты рабочего стола

Конфигурация рабочего стола Linux является очень гибкой. Большая часть того, с чем приходится иметь дело пользователю Linux («впечатления и ощущения» от использования рабочего стола), исходит от приложений или их строительных блоков. Если вам не нравится какое-либо приложение, то, как правило, можно найти ему замену. Если то, что вы ищете, пока еще не существует, вы можете создать это самостоятельно. Разработчики Linux стремятся к тому, чтобы у рабочего стола было большое разнообразие возможных вариантов настройки, это приводит к большему выбору.

Для совместной работы всем приложениям необходимо иметь что-либо общее, и в сердцевине почти всего в большинстве рабочих столов Linux находится X-сервер (сервер системы X Window). Рассматривайте его как своего рода «ядро» рабочего стола, которое управляет всем, начиная с рендеринга окон и конфигурирования дисплеев и завершая обработкой ввода от таких устройств, как клавиатура и мышь. X-сервер является также тем компонентом, которому вы с трудом сможете подыскать замену (см. раздел 14.4).

X-сервер — это всего лишь сервер, и он не навязывает способ действия или отображения чего-либо. Вместо него с пользовательским интерфейсом работают команды X-клиента. Базовые приложения X-клиента, например окна терминала и браузеры, подключаются к X-серверу и просят его нарисовать окна. В ответ на это X-сервер выясняет, где разместить эти окна, и выполняет рендеринг. Когда требуется, X-сервер отправляет также ввод обратно клиенту.

14.1.1. Менеджеры окон

X-клиенты не должны действовать подобно приложениям, реализованным с помощью окон; они могут действовать как службы для других клиентов или обеспечивать другие функции интерфейса. Менеджер окна является, вероятно, самым важным приложением службы клиента, поскольку он вычисляет, как организовать окна на экране, и снабжает их интерактивными «украшениями» вроде заголовочной строки, которая позволяет пользователю перемещать и минимизировать окна. Эти возможности являются центральными для работы пользователя.

Существует масса реализаций менеджера окон. Такие варианты, как Mutter/GNOME Shell и Compiz, предназначены для автономной работы, в то время как другие являются встроенными в среду, например Xfce. Многие из менеджеров окон, входящие в стандартные версии Linux, стремятся предоставить пользователю максимальное удобство работы, но некоторые снабжены специфичными визуальными эффектами или используют минималистский подход. Вряд ли когда-либо появится стандартный менеджер окон Linux, поскольку вкусы и потребности пользователей различны и постоянно изменяются, в результате чего все время появляются новые менеджеры окон.

14.1.2. Инструментарий

Приложения рабочего стола содержат некоторые общие элементы, например кнопки и меню, которые называют виджетами. Для ускорения разработки и придания единства оформлению программисты используют графический инструментарий для реализации этих элементов. В таких операционных системах, как Windows или Mac OS X, их производители обеспечивают единый инструментарий, который использует большинство программистов. В Linux чаще всего применяется инструментарий GTK+, но вам также будут встречаться виджеты, созданные с помощью фреймворка Qt и других.

Инструментарии обычно состоят из совместно используемых библиотек и файлов поддержки, таких как изображения и информация о теме.

14.1.3. Окружение рабочего стола

Несмотря на то что инструментарий обеспечивает унифицированное оформление, для некоторых деталей рабочего стола требуется определенная степень кооперации между различными приложениями. Например, одному из приложений может потребоваться совместно использовать данные с другим приложением или обновить общую строку уведомлений на рабочем столе. Чтобы удовлетворить эти потребности, инструментарии и другие библиотеки объединяются в обширные пакеты, называемые окружениями рабочего стола. Распространенными окружениями рабочего стола Linux являются GNOME, KDE, Unity и Xfce.

Инструментарии лежат в основе большинства окружений рабочего стола, но для создания унифицированного рабочего стола окружение должно также включать большое количество файлов поддержки, таких как значки и конфигурации, которые образуют темы. Все это объединяется воедино с помощью документации, описывающей соглашения о дизайне, такие как внешний вид меню и заголовков приложений, а также то, как приложения должны реагировать на определенные системные события.

14.1.4. Приложения

На вершине рабочего стола находятся приложения, например браузеры и окно терминала. X-приложения могут быть как довольно «грубыми» (вроде древней команды xclock), так и достаточно сложными (например, браузер Chrome и пакет LibreOffice). Эти приложения, как правило, работают автономно, но они часто используют межпроцессное взаимодействие, чтобы быть в курсе происходящих событий. Например, какое-либо приложение может проявить интерес к тому, что вы подключили новое устройство хранения или получили новое электронное письмо или мгновенное сообщение. Такое взаимодействие обычно происходит по шине D-Bus, описанной в разделе 14.5.

14.2. Подробнее о системе X Window

Система X Window (http://www.x.org/) исторически сложилась очень большой, с основным дистрибутивом, включающим X-сервер, библиотеки поддержки клиентов и самих клиентов. Вследствие появления таких сред рабочего стола, как GNOME и KDE, роль пакета X со временем изменилась, и теперь акцент сделан на основном сервере, который управляет рендерингом и устройствами ввода, а также на упрощении библиотеки клиентов.

X-сервер легко обнаружить в системе. Он называется X. Поищите его в списке процессов; обычно вы сможете обнаружить, что он запущен с некоторым количеством параметров, например, так:

/usr/bin/X :0 -auth /var/run/lightdm/root/:0 -nolisten tcp vt7 -novtswitch

Параметр :0, показанный здесь, называется дисплеем. Это идентификатор, представляющий один или несколько мониторов, к которым вы получаете доступ с помощью клавиатуры и/или мыши. Обычно дисплей соответствует единственному монитору, который подключен к вашему компьютеру, но вы можете поместить несколько мониторов за одним и тем же дисплеем. При использовании X-сеанса для переменной окружения DISPLAY установлено значение идентификатора дисплея.