Xwindow是工作站图形系统的工业标准，它有多种不同的实现，Ubuntu系统中使用的为Xorg。
（比较前卫的图形界面系统XGL，实际代替X服务器的作用，另外还有与之配套的窗口管理器）
历史
当然，Xwindow有悠久的历史和传统，不过那不在我们讨论的范围。您要注意的有两点：
* Xwindow 和 Xbox 中的“X”本意是不同的， X 只是 W 后的一个字母，差不多应该这样理解，Xwindow 是 Window 的接班人 （注意，Window不是Windows）
* 同样，也不要把 Xwindow 说成是 Xwindows，那是一种亵渎！一切伟大的创造，都应得到应有的理解和尊重。
架构及原理
Xwindow使用服务器－客户端架构。无论本地图形界面，还是远程图形界面，都以同样的流程工作。这样便不需要分别进行设计和维护，极大的提高了网络透明性。
本地X客户端 ┐ ┌ 键盘
远程X客户端 ┼ X协议 ─ X服务器 ─ 硬件规范 ┼ 鼠标
远程X客户端 ┘ └ 显示器
Xserver
Xwindow系统服务器端，通过驱动程序（硬件规范）来管理硬件资源。
例如：当我们移动鼠标时，通过驱动程序 [5] ，向 Xserver 发送信息：
“向右移动200点，向上移动100点”（向右上移动）；“按下左键”……
Xserver作出如下响应：
1、上一次鼠标停止的坐标为600,500
2、向右200，向上100。现在鼠标位于坐标800,600
3、坐标800,600处，为窗口Firefox的“关闭”按钮
4、根据预设动作，将 “点击Firefox窗口的关闭按钮” 翻译为 “关闭窗口Firefox”
5、向X客户端Firefox发送一个“退出”消息
6、Xserver通过显示子系统（显卡、显示器），全程显示鼠标的位置和移动
* 事实上，向程序发送“退出”信号，通常窗口管理器完成……为了描述方便，这里暂不区分。稍后，我们将向您介绍 窗口管理器 的其它一些细节。
[5] 大多数的鼠标不需要专门的驱动程序，因为它们符合某一硬件规范，例如：有四个移动方向和三个键
Xclient
Xwindow系统客户端，通过X协议，实现与Xserver 的交互。
例如：
1、Xclient （假设Firefox） 接收Xserver的消息： 输入焦点在地址栏的范围内，“ubuntu.org.cn”，回车
2、Firefox根据预设动作，将这些消息识别为 “打开链接 ubuntu.org.cn”
3、Firefox向域名服务器请求 链接 “ubuntu.org.cn”。域名服务器将这个请求转换为 “http://ubuntu.org.cn/” 和 IP地址211.148.131.7，发送回 Firefox
4、Firefox将 “http://ubuntu.org.cn/”显示在地址栏（向Xserver发送请求，在地址栏位置显示这个地址）
5、Firefox向地址 211.148.131.7 请示显示页面。
6、Firefox将服务器发送回的页面显示在主窗口中
Xprotocol
Xwindow系统协议，Xserver和Xclient之间进行通信的规则
窗口管理器
Window Manager，一种特殊的Xclient。
使用窗口管理器时，Xserver并不直接与其它Xclient通信，而是通过WM中转，当一些消息被定义为WM指令时，它们会被拦截。例如Alt+F4关闭窗口、拖动标题栏……
消息“打开链接 ubuntu.org.cn”，具体内容如下：
输入焦点在地址栏的范围内，“ubuntu.org.cn”，回车
Xserver并不能直接判断焦点，而是这样：
1、Xserver向WM发送位置和点击的信息，WM根据当前的“焦点策略”确定激活（最上层）的窗口为Firefox
2、Xserver将Firefox显示在最上层，高亮显示它的标题栏
3、在窗口Firefox内点击地址栏，或者 Ctrl+L，Xserver将位置信息发送给WM，WM再发送给Firefox
4、Firefox判断当前焦点后，显示一个闪动的文字输入光标
5、Firefox将输入光标通过WM发送给Xserver，Xserver在屏幕相应位置进行显示
那么，“窗口管理器”到底能作些什么呢？其实它所作的一切都是管理窗口。例如：
1. 最上层的窗口会把其它窗口挡住
2. 它通常是一个“已激活窗口”，根据不同的“焦点策略”，窗口管理器确定被激活的窗口。
激活窗口标题栏高亮显示，接收大部分的键盘消息和窗口内的鼠标点击消息。
3. 为了美观和容易分辨，大多数窗口都要有标题栏和边框。
为了方便，标题栏上还要有一些按钮，比如：最小化，最大化，关闭（这些按钮是窗口管理器请求的小窗口）
4. 一个窗口可以在另一个窗口旁边显示，而不一定完全被遮挡。为了实现这一点，就要控制窗口显示的位置
5. 为了控制窗口的显示位置，需要将整个屏幕用座标描述，最好的办法是绘制一个填充整个屏幕的窗口，也就是根窗口。
6. 因为根窗口是最大的，所以它可以严严实实的遮挡任何窗口，为了避免这一点，根窗口永远在最底层。
这很形象的说明了为什么它叫作“根窗口” ……root
7. 根窗口不一定只有一个，大多数的窗口管理器可以使用 “工作区” ，来切换显示多个根窗口
8. 根窗口固定位置上通常放置一些其它Xclient的窗口，例如底部面板，顶部面板，侧面板，程序启动图标
9. 面板上又可以放一些其它的Xclient窗口，如任务条，启动栏，菜单……
任务条可以以图标显示正在运行的任务，还可以作其它的杂活，像自动挂载USB设备……
启动流程
我们知道 init 是linux的根进程，是所有进程的父进程。同样， xinit是所有Xwindow进程的根进程
Startx
startx 命令可以在命令行下启动图形界面。执行startx 命令时，实际执行这一命令：
xinit /etc/X11/xinit/xinitrc -- /etc/X11/xinit/xserverrc
根据脚本 /etc/X11/xinit/xserverrc 启动Xserver，同时根据脚本 /etc/X11/xinit/xinitrc 启动指定Xclient进程，例如窗口管理器
脚本 /etc/X11/xinit/xserverrc 以预设的参数运行程序 /usr/bin/X11/X
/etc/X11/xinit/xinitrc 脚本则指向 /etc/X11/Xsession ，依次启动 /etc/X11/Xsession.d 目录中的脚本
* 您可以在用户配置文件 ~/.Xsession 中定义使用的WM，它的优先级高于全局配置文件
* startx启动时，并不会再进行身份认证。因为它启动的是 /etc/X11/Xsession.d/gnome-session ，而不是 GDM
GDM会话
Ubuntu系统启动时自动进入图形界面，不需要运行 startx 命令
在某些启动级别中，包含了gdm的启动脚本，例如 ： /etc/rc2.d/S13gdm
1. 指向 /etc/gdm/gdm-cdd.conf 文件，加载预设视觉主题，启动 /usr/lib/gdm/gdmgreeter（登录屏幕）
2. 用户身份认证完成后，启动 /etc/X11/default-display-manager 这个文件中设定的默认窗口管理器 /usr/sbin/gdm
gdm在启动时，会要求用户名和密码，也就是我们看到的登录屏幕（gdmgreeter）
* /usr/share/xsessions 目录下为所有可用登录会话的脚本
Xwindow的主要配置文件
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X服务器
---------------------------------
X服务器的主要配置文件为 /etc/X11/xorg.conf
| 代码: |
Section "ServerLayout" Identifier "Default Layout" Screen "Default Screen" 0 0 InputDevice "Generic Keyboard" InputDevice "Configured Mouse" EndSection |
服务器布局：已激活输入、显示设备的名称
Section "Module"
加载的模块
Section "Files"
X核心字体路径
| 代码: |
Section "Screen" Identifier "Default Screen" Device "ATI Technologies, Inc. RV370 5B62 [Radeon X600 (PCIE)]" Monitor "DELL E176FP" DefaultDepth 24 SubSection "Display" Depth 1 Modes "1280x1024" "1152x864" "1024x768" "800x600" "720x400" "640x480" EndSubSection |
服务器布局中定义的显示设备。 包括 显卡、显示器、默认色深、可用分辨率
| 代码: |
Section "Device" Identifier "ATI Technologies, Inc. RV370 5B62 [Radeon X600 (PCIE)]" Driver "fglrx" Option "KernelModuleParm" "agplock=0" VideoRam 131072 EndSection |
名为 "ATI Technologies, Inc. RV370 5B62 [Radeon X600 (PCIE)]" 的 "Device"
Driver 为驱动。如果不能正常启用图形界面，首先尝试 “vesa”
…………
整个配置文件的结构是这样的：
| 代码: |
／ ├／Section "ServerLayout" 布局 │ ├Section "InputDevice" keyboard 键盘 │ ├Section "InputDevice" mouse 鼠标 │ │ │ └ ／Section "Screen" 显示 │ ├Section "Monitor" 显示器 │ ├Section "Device" graphcard 显卡 │ │ ├Section "Files" 字体 └Section "Module" 模块 |
X客户端
-------------------------------
在/etc/X11/Xsession文件中可以发现下列内容
| 代码: |
OPTIONFILE=/etc/X11/Xsession.options SYSRESOURCES=/etc/X11/Xresources USRRESOURCES=$HOME/.Xresources SYSSESSIONDIR=/etc/X11/Xsession.d USERXSESSION=$HOME/.xsession ALTUSERXSESSION=$HOME/.Xsession ERRFILE=$HOME/.xsession-errors |
OPTIONFILE=/etc/X11/Xsession.options 设定X进程的启动参数 例如允许用户进程allow-user-xsession
Xresources 为X资源文件。许多程序保留了X接口，允许X服务器管理一些视觉选项，例如窗口内的字体，配色等
xsession为X进程，可以设置一些启动时自动运行的程序，也可以用来设定自己的窗口管理器（窗口管理器和桌面环境或者登录管理器是无关的）
字体
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freetype渲染引擎
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作为Xorg服务器的一个模块，freetype的功能包括读取Truetype字体信息，如大小、分辨率、编码等，并以之为依据渲染字体
freetype2.x相对于freetype1.x 增加了抗锯齿等功能
(/etc/X11/xorg/conf 的 Module 字段中，可以选择使用的字体渲染模块，建议使用默认的freetype )
freetype只负责渲染字体。而查找字体，则可以由X服务器、X客户端或者字体服务器来完成。
找到字体后，使用freetype引擎就地渲染
X服务器根据X客户端的请求（字符编码），查找字体并进行渲染，然后显示，我们称之为X核心字体
X客户端自行查找字体并进行渲染，X服务器只负责显示，我们称之为Xft字体
由于Xft字体的渲染在客户端完成，所以它可以动态的加载，而不需要随同X服务器一同启动
另外还有一种字体服务器模式，例如Xfs字体：当客户端请求字体时，X服务器将请求转发到字体服务器，由字体服务器查找字体，并使用freetype引擎渲染，将结果传回X服务器，X服务器进行显示……
X核心字体
---------------------
/etc/X11/xorg.conf 中可以配置X核心字体的搜索路径。
| 代码: |
Section "Files" FontPath "/usr/X11R6/lib/X11/fonts/misc/" FontPath "/usr/X11R6/lib/X11/fonts/Type1/" FontPath "/usr/X11R6/lib/X11/fonts/Speedo/" FontPath "/usr/X11R6/lib/X11/fonts/100dpi/" FontPath "/usr/X11R6/lib/X11/fonts/75dpi/" EndSection |
当X客户端向X服务器请求显示文字的时候，X服务器会按上面列表的先后顺序查找字体
例如：显示中文时，如果第一个路径中的字体不包含中文，则查找下面的路径，直到发现中文字体
请把您偏好的字体放在最上的位置
要使安装的字体能够作为X核心字体使用，将字体的安装路径添加到上面的列表中，使用 mkfontscale、mkfontdir扫瞄文件夹中的字体，并生成索引，就可以了（建议使用 ttmkfdir 生成fonts.scale ，将其复制为fonts.dir）
字体的选择及显示风格，可以修改GTK1的配置文件，或者在Xresources文件中对程序单独进行定义
事实上，在我们的日常应用中，X核心字体环境并不常见，使用GTK1图形库的程序、某些类型的终端……Emacs也是这样一个老派的程序……不过Emacs23中刚刚加入了xft字体的支持
Xft字体
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Xft字体相关选项在 /etc/fonts/fonts.conf 文件中配置
Xft字体可以使用命令 fc-cache 进行配置， 递归扫瞄以下目录中的字体（包括子文件夹中的字体），并建立字体缓存
/usr/share/X11/fonts
/usr/share/fonts
/usr/local/share/fonts
~/.fonts
(/etc/fonts/fonts.conf "<dir>"字段）
多数支持GTK2或者Qt图形库的X客户端能够使用Xft字体渲染技术 （GTK2为Gnome使用的图形库，Qt为KDE使用的图形库。相对来说，GTK2图形库在程序的GUI设计中更加通用）
如果需要安装字体，只要把字体拷贝到以上任何一个目录， fc-cache -fv 刷新字体缓存即可 （参数 -f 为强制刷新，-v 显示过程）
fc-list 能够列出所有可用字体
字体的选择及显示风格，可以修改GTK2或者Qt的配置文件，建议使用图形界面配置（通常桌面环境中附带了相关程序，例如gnome-font-properties）
本文内容来自UBUNTU中文社区，http://forum.ubuntu.org.cn/viewtopic.php?p=105293#105293 ，由kardinal编写
