第 7 章 GUI（图形用户界面）系统
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第 7 章 GUI（图形用户界面）系统

目录

7.1. GUI（图形用户界面）桌面环境
7.2. GUI（图形用户界面）通信协议
7.3. GUI（图形用户界面）架构
7.4. GUI（图形用户界面）应用
7.5. 用户目录
7.6. 字体
7.6.1. 基础字体
7.6.2. 字体栅格化
7.7. 沙盒
7.8. 远程桌面
7.9. X 服务端连接
7.9.1. X 服务端本地连接
7.9.2. X 服务端远程连接
7.9.3. X 服务端 chroot 连接
7.10. 剪贴板

7.1. GUI（图形用户界面）桌面环境

在 Debian 系统上，有几个功能全面的 GUI 桌面环境选择。

表 7.1. 桌面环境列表

任务软件包 流行度 大小 说明
task-gnome-desktop I:198 9 GNOME 桌面环境
task-xfce-desktop I:96 9 Xfce 桌面环境
task-kde-desktop I:81 6 KDE Plasma 桌面环境
task-mate-desktop I:43 9 MATE 桌面环境
task-cinnamon-desktop I:41 9 Cinnamon 桌面环境
task-lxde-desktop I:29 9 LXDE 桌面环境
task-lxqt-desktop I:18 9 LXQt 桌面环境
task-gnome-flashback-desktop I:13 6 GNOME Flashback 桌面环境

[提示] 提示

选择的任务元软件包的依赖软件包，在 Debian 非稳定版/测试版 环境下，由于最新的软件包变迁状态，可能没有及时同步。对于 task-gnome-desktop，你可以按下面的方法调整软件包选择：

  • 用 sudo aptitude -u 启动 aptitude(8)。

  • 移动光标到"Tasks"并按回车键。

  • 移动光标到 "End-user" 并按回车键。

  • 移动光标到 "GNOME" 并按回车键。

  • 移动光标到 task-gnome-desktop 并按回车键。

  • 移动光标到 "Depends" 并按 "m"（手工选择）。

  • 移动光标到 "Recommends"并按"m" （手工选择）。

  • 移动光标到 "task-gnome-desktop 并按"-"。（删除）

  • 调整选择的软件包，并删除造成软件包冲突的问题软件包。

  • 按"g" 来开始安装。

本章将大部分关注 Debian 默认的桌面环境： task-gnome-desktop，在 wayland 上提供 GNOME。

7.2. GUI（图形用户界面）通信协议

在 GNOME 桌面使用的 GUI 通信协议可以为：

请查看 freedesktop.org 站点来了解 Wayland 架构和 X 窗口架构是如何不同。

从用户的观点，不同能够被通俗的概况为：

  • Wayland 是在同一个主机上的 GUI 通信协议：新、简单、快速，不需要 setuid root 二进制

  • X Window 是一个具备网络功能的 GUI 通信协议：传统、复杂、慢，需要 setuid root 二进制

对于使用 Wayland 协议的应用，由 VNC 或 RDP 来支持从一个远程主机上访问它们显示的内容。参见 第 7.8 节 “远程桌面”

现代 X 服务器具有 MIT 共享内存扩展 ，他们和本地 X 客户端通过本地共享内存进行通讯. 这就绕过了网络透明的 Xlib 进程间通讯通道，获得了性能。这个情况，也是创建 Wayland 作为本地 GUI 通信协议的背景。

使用从 GNOME 终端启动的 xeyes 程序，你能够检查每个 GUI（图形用户界面）应用程序使用的 GUI 通信协议。

 $ xeyes

  • 如果鼠标是在使用 Wayland 服务端显示协议的应用程序上，比如“GNOME 终端”，眼睛不会跟随鼠标移动。

  • 如果鼠标是在使用 X 窗口系统核心协议的应用程序上，比如“xterm”，眼睛会跟随鼠标移动，暴露出不是那么孤立的 X 窗口架构的特性。

到 2021 年 4 月，许多流行的 GUI 应用程序，比如 GNOME 和 LibreOffice (LO) 已经被移植到了 Wayland 服务端显示协议。我发现 xterm, gitk, chromium, firefox, gimp, dia 和 KDE 应用程序任然使用 X 窗口系统核心协议。

[注意] 注意

对于 Wayland 之上的 xwayland 或 原生的 X 窗口系统，这两个上面的旧的 X 服务端配置文件 "/etc/X11/xorg.conf" 不应当在系统上存在。显卡和输入设备目前是由内核的 DRM、KMS 和 udev 配置。原生的 X 服务端已经重写来使用它们。参见 Linux 内核文档的 "modedb default video mode support"。

7.3. GUI（图形用户界面）架构

这里是 Wayland 环境上用于 GNOME 的著名的 GUI 架构软件包。

表 7.2. 著名的 GUI 架构软件包列表

软件包 流行度 软件包大小 说明
mutter V:1, I:60 187 GNOME 的 mutter 窗口管理器 [auto]
xwayland V:240, I:319 2388 运行在 wayland 之上的一个 X 服务端 [auto]
gnome-remote-desktop V:35, I:221 1068 使用 PipeWire 的 GNOME 远程桌面后台守护进程（daemon） [auto]
gnome-tweaks V:21, I:229 1170 GNOME 的高级配置设置
gnome-shell-extension-prefs V:13, I:213 60 启用/禁用 GNOME 外壳扩展的工具

这里，"[auto]" 表示这些软件包在 task-gnome-desktop 安装时会自动安装。

[提示] 提示

gnome-tweaks 是一个不可缺少的配置工具。例如：

  • 你能强制调整声音音量，从“General（普通） ”到 "Over-Amplification（过分放大）"。

  • 你能够强迫"Caps"键变成"Esc"键，从"Keyboard & Mouse" -> "Keyboard" -> "Additional Layout Option".
[提示] 提示

GNOME 桌面环境的详细特征能够使用工具来配置，在按下 Super-键后，通过选择 "settings", "tweaks"或 "extensions" 来启动配置。

7.4. GUI（图形用户界面）应用

现在在 Debian 上，有许多有用的 GUI 应用存在。如果在 GNOME 桌面环境中没有相应功能的软件，那么安装例如 scribus（KDE）这样的软件包是完全可以接受的。但安装过多功能重复的软件包，会使你的系统凌乱。

这里是一份捕获我眼球的 GUI（图形用户界面）程序列表。

表 7.3. 著名的的 GUI（图形用户界面）应用列表

软件包 流行度 软件包大小 类型 说明
evolution V:30, I:239 486 GNOME 个人信息管理（群组软体和电子邮件）
thunderbird V:48, I:119 224760 GTK 电子邮件客户端 (Mozilla Thunderbird（雷鸟）)
kontact V:1, I:12 2208 KDE 个人信息管理（群组软体和电子邮件）
libreoffice-writer V:117, I:435 31474 LO 文字处理软件
abiword V:1, I:8 3542 GNOME 文字处理软件
calligrawords V:0, I:7 6097 KDE 文字处理软件
scribus V:1, I:16 31345 KDE 编辑 PDF 文件的 desktop publishing 编辑器
glabels V:0, I:3 1338 GNOME 标签编辑器
libreoffice-calc V:111, I:432 26009 LO 电子表格
gnumeric V:4, I:14 9910 GNOME 电子表格
calligrasheets V:0, I:5 11396 KDE 电子表格
libreoffice-impress V:69, I:429 2646 LO 演示文稿
calligrastage V:0, I:5 5339 KDE 演示文稿
libreoffice-base V:26, I:121 5003 LO 数据库管理
kexi V:0, I:1 7118 KDE 数据库管理
libreoffice-draw V:72, I:430 10312 LO 矢量图形编辑器（绘图）
inkscape V:15, I:112 99800 GNOME 矢量图形编辑器（绘图）
karbon V:0, I:6 3610 KDE 矢量图形编辑器（绘图）
dia V:2, I:22 3741 GTK 流程图和示意图编辑器
gimp V:50, I:252 19304 GTK 位图图形编辑器 (绘图)
shotwell V:17, I:255 6263 GTK 数码照片管理器
digikam V:1, I:9 293 KDE 数码照片管理器
darktable V:4, I:13 30554 GTK 摄影师的虚拟灯台和暗房
planner V:0, I:4 1394 GNOME 项目管理
calligraplan V:0, I:2 19013 KDE 项目管理
gnucash V:2, I:8 28928 GNOME 个人会计
homebank V:0, I:2 1218 GTK 个人会计
lilypond V:0, I:7 16092 - 音乐排版
kmymoney V:0, I:2 13937 KDE 个人会计
librecad V:1, I:15 8963 Qt 应用 计算机辅助设计(CAD) 系统 (2D)
freecad I:18 36 Qt 应用 计算机辅助设计(CAD) 系统 (3D)
kicad V:3, I:14 236461 GTK 电路图和 PCB 设计软件
xsane V:12, I:144 2339 GTK 扫描仪前段
libreoffice-math V:51, I:432 1898 LO 数学方程/公式编辑器
calibre V:6, I:28 63385 KDE 电子书转换器和库管理
fbreader V:1, I:9 3783 GTK 电子书阅读器
evince V:92, I:314 941 GNOME 文档（pdf）阅读器
okular V:40, I:123 17728 KDE 文档（pdf）阅读器
x11-apps V:31, I:463 2460 单纯的 X 应用 xeyes(1)等。
x11-utils V:192, I:566 651 单纯的 X 应用 xev(1)、 xwininfo(1)等。

7.5. 用户目录

用户目录，比如"~/Desktop"、"~/Documents"……，其默认的名字，使用系统安装时桌面环境的语言。你能够把它们重置为英语：

 $ LANGUAGE=C xdg-user-dirs-update --force

然后你手工移到所有数据到新的目录。参加 xdg-user-dirs-update(1)。

通过编辑 "~/.config/user-dirs.dirs"，你也能够把它们设置为任何名字。参见 user-dirs.dirs(5)。

7.6. 字体

对于 Debian 的用户，有许多有用的矢量字体存在。用户关注是怎样避免冗余，怎样配置禁用部分已经安装的字体。此外，无用的字体选择可以搞乱你的 GUI（图形用户界面）应用程序菜单。

Debian 系统使用 FreeType 2.0 库来栅格化许多矢量字体格式，用于屏幕和打印：

下面的编撰的表格希望帮助用户选择适当的矢量字体，并清楚的理解 排版指标兼容（metric compatibility） 和 字形覆盖。大部分字体覆盖了所有拉丁、希腊和 Cyril 字符。最终选择的激活字体也受你的审美观影响。这些字体能够被用于屏幕显示和纸张打印。

表 7.4. 著名的 TrueType 和 OpenType 字体列表

软件包 流行度 大小 sans serif mono 字体注释
fonts-cantarell V:216, I:306 572 59 - - Cantarell (GNOME 3, 显示)
fonts-noto I:153 31 61 63 40 Noto fonts (Google, 有 CJK 的多语言)
fonts-dejavu I:421 35 58 68 40 DejaVu (GNOME 2, MCM:Verdana, 扩展 Bitstream Vera)
fonts-liberation2 V:130, I:427 15 56 60 40 Liberation 字体 用于 LibreOffice (Red Hat, MCMATC)
fonts-croscore V:20, I:40 5274 56 60 40 Chrome OS: Arimo, Tinos 和 Cousine (Google, MCMATC)
fonts-crosextra-carlito V:21, I:131 2696 57 - - Chrome 操作系统: Carlito (Google, MCM:Calibri )
fonts-crosextra-caladea I:128 347 - 55 - Chrome 操作系统: Caladea (Google, MCM:Cambria ) (只有拉丁字符 )
fonts-freefont-ttf V:76, I:218 14460 57 59 40 GNU FreeFont (扩展 URW Nimbus)
fonts-quicksand V:123, I:438 392 56 - - Debian 任务桌面, Quicksand (显示，只有拉丁字符)
fonts-hack V:24, I:120 2508 - - 40 P 给源代码设计的一个字体 Hack (Facebook)
fonts-sil-gentiumplus I:32 14345 - 54 - Gentium SIL
fonts-sil-charis I:27 6704 - 59 - Charis SIL
fonts-urw-base35 V:167, I:472 15560 56 60 40 URW Nimbus (Nimbus Sans, Roman No. 9 L, Mono L, MCAHTC)
fonts-ubuntu V:2, I:5 4339 58 - 33 P Ubuntu 字体 (显示)
fonts-terminus V:0, I:3 452 - - 33 Cool retro 终端字体
ttf-mscorefonts-installer V:1, I:49 85 56? 60 40 下载微软非开源字体（见下）

这里：

  • "MCM"表示"与微软提供的字体是排版指标兼容的"

  • "MCMATC"表示和"微软提供的字体： Arial, Times New Roman, Courier New 排版指标兼容"

  • "MCAHTC" 表示 "和 Adobe 提供的字体: Helvetica, Times, Courier 排版指标兼容"

  • 在字体类型列的数字表示对相同磅数的字体与 M 字重的相对粗细程度（译注：M 表示 Medium 适中，字体粗细程度的适中值）。

  • 在 mono 字体类型列中的"P" 表示用于编程中，能够清晰的区分 "0"/"O" 和 "1"/"I"/"l"。

  • ttf-mscorefonts-installer 软件包下载微软的 "Core fonts for the Web" 并安装 Arial, Times New Roman, Courier New, Verdana, ... 。这些安装的字体数据，是非开源的数据。

许多开源的拉丁字体，有 URW Nimbus 家族或 Bitstream Vera 的血统痕迹。

[提示] 提示

如果你的语言环境所需要的字体没有在上面的字体中涵盖，请使用 aptitude 在 "Tasks" -> "Localization" 下面检查任务软件包列表。字体软件包作为 "Depends:" 或 "Recommends:" 列出，在本地化任务软件包里面是首要候选软件包。

Debian 使用 FreeType 来栅格化字体。它的字体选择架构由 Fontconfig 字体配置库提供。

表 7.5. 著名的字体环境和相关软件包列表

软件包 流行度 大小 说明
libfreetype6 V:560, I:997 938 FreeType 字体栅格化库
libfontconfig1 V:554, I:849 587 Fontconfig 字体配置库
fontconfig V:437, I:721 680 fc-*: Fontconfig 命令行命令
font-manager V:2, I:8 1022 Font 管理器: Fontconfig GUI（图形用户界面）命令
nautilus-font-manager V:0, I:0 37 Font 管理器 的 Nautilus 扩展

[提示] 提示

一些字体软件包，比如说 fonts-noto*，会安装太多的字体。你可以保持某些字体软件包的安装，但在通常使用的情况下禁用。由于 Han unification 中日韩统一表意文字， 一些 Unicode 码点被期望有多个 字形，不希望的字形变体会被没有配置的 Fontconfig 库选择。一个最令人讨厌的情形是在 CJK 中日韩国家中的 "U+3001 IDEOGRAPHIC COMMA" 和 "U+3002 IDEOGRAPHIC FULL STOP"。你能够使用 GUI（图形用户界面）字体管理器 (font-manager) 简单的配置存在的字体来避免这个问题情形。

你也可以从命令行列出字体配置状态。

  • 使用 “fc-match(1)” 查看 fontconfig 的默认字体

  • 使用 “fc-list(1)” 查看所有可用的 fontconfig 字体

你能够从文本编辑器配置字体配置状态，但这是琐碎的。参见 fonts.conf(5)。

7.7. 沙盒

Linux 上大部分 GUI（图形用户界面）应用在非 Debian 的源上，是以二进制格式存在。

[警告] 警告

从这些站点来的二进制软件包，有可能包括私有的非开源软件。

对使用 Debian 的自由软件的狂热爱好者，这些二进制格式的分发，有一些存在的理由。因为这能够得到一个干净的库集合，由 Debian 提供的库和由每个应用程序相应的上游开发者使用的库，独立开来。

运行外部二进制的固有风险，能够使用 沙盒环境 减少，它有现代 Linux 安全特性的手段。（参见 第 4.7.5 节 “Linux 安全特性”）。

  • 对于 AppImage 和一些上游站点来的二进制，在 手工配置 后的 firejail 里运行。

  • 对于从 FLATHUB 来的二进制，在 Flatpak 里运行它们。（不需要手工配置。）

  • 对于从 snapcraft 来的二进制，在 Snap 里面运行它们。（不需要手工配置。和后台守护进程（daemon）兼容。）

xdg-desktop-portal 软件包为通用的桌面特性提供一个标准的 API。参见 xdg-desktop-portal (flatpak) 和 xdg-desktop-portal (snap) 。

表 7.6. 著名的沙盒环境和相关软件包列表

软件包 流行度 大小 说明
flatpak V:65, I:70 7499 Flatpak 桌面应用程序配置框架
gnome-software-plugin-flatpak V:20, I:29 254 GNOME 软件 管理器的 Flatpak 支持
snapd V:67, I:70 60022 启用 snap 软件包的后台守护进程（daemon）和工具
gnome-software-plugin-snap V:1, I:2 121 GNOME 软件 管理器的 Snap 支持
xdg-desktop-portal V:303, I:394 1936 Flatpak 和 Snap 的桌面集成门户
xdg-desktop-portal-gtk V:274, I:392 715 gtk (GNOME) 的 xdg-desktop-portal 后端
xdg-desktop-portal-kde V:53, I:72 1438 Qt (KDE) 的 xdg-desktop-portal 后端
xdg-desktop-portal-wlr V:0, I:4 135 wlroots (Wayland) 的 xdg-desktop-portal 后端
firejail V:1, I:4 1771 和 AppImage 一起使用的 SUID 安全沙盒程序 firejail

这个沙盒环境技术和在智能手机操作系统上的应用程序非常相像，这里的应用程序也是在资源访问受到控制下执行的。

一些大的 GUI（图形用户界面）应用程序，比如说 Debian 上的网页浏览器，也在内部使用了沙盒环境技术，这样让它们安全性更好。

7.8. 远程桌面

表 7.7. 著名的远程访问服务端列表

访问在远程主机上使用 Wayland 协议的桌面和应用，由远程主机上的 GNOME 远程桌面 软件提供，通过 VNC 或 RDP 到本地客户端。

访问所有 QEMU 虚拟机桌面的能力是由 SPICE (the Simple Protocol for Independent Computing Environments) 协议提供。

软件包 流行度 大小 协议 说明
gnome-remote-desktop V:35, I:221 1068 RDP GNOME 远程桌面 服务端
xrdp V:22, I:24 3202 RDP xrdp, 远程桌面协议 (RDP) 服务器
x11vnc V:6, I:23 2107 RFB (VNC) x11vnc, 远程帧缓存协议 (VNC) 服务器
tigervnc-standalone-server V:4, I:15 2768 RFB (VNC) TigerVNC, 远程帧缓存协议 (VNC) 服务器
gnome-connections V:0, I:1 1356 RDP, RFB (VNC) GNOME 远程桌面客户端
vinagre V:2, I:68 4249 RDP, RFB (VNC), SPICE, SSH Vinagre: GNOME 远程桌面客户端
remmina V:15, I:72 953 RDP, RFB (VNC), SPICE, SSH, ... Remmina: GTK 远程桌面客户端
krdc V:1, I:17 3873 RDP, RFB (VNC) KRDC: KDE 远程桌面客户端
guacd V:0, I:0 83 RDP, RFB (VNC), SSH / HTML5 Apache Guacamole: 无客户端的远程桌面网关 (HTML5)
virt-viewer V:5, I:52 1284 RFB (VNC), SPICE 虚拟机管理器 下的客户机操作系统的 GUI 显示客户端

7.9. X 服务端连接

有几种方法从远程主机上的应用连接到 X 服务端（包括本地主机的 xwayland ）。

表 7.8. 连接到 X 服务端的方式

软件包 流行度 大小 命令 说明
openssh-server V:730, I:814 1804 sshd 使用选项 X11-forwarding SSH 服务端（安全）
openssh-client V:866, I:996 4959 ssh -X SSH 客户端（安全）
xauth V:165, I:961 81 xauth X 授权文件工具
x11-xserver-utils V:302, I:528 568 xhost X 服务端访问控制

使用 X 核心协议的本地应用，能够通过本地 UNIX 域名套接字进行本地连接，来访问本地的 X 服务端。这可以通过拥有 access cookie 的授权文件来授权。 授权文件的位置通过"$XAUTHORITY"环境变量确定，X 显示通过"$DISPLAY" 环境变量确定。由于这些环境变量通常会被自动设置，不需要另行指定。 例如，下面的 "gitk"。

username $ gitk
[注意] 注意

对于 xwayland, XAUTHORITY 有类似 "/run/user/1000/.mutter-Xwaylandauth.YVSU30"的值。

使用 X 核心协议的远程应用访问本地的 X 服务器显示，由 X11 转发特性支持。

  • 在本地主机中打开一个 gnome 终端。

  • 通过下列命令，运行带 -X 选项的 ssh(1)，建立与远程站点的连接。

    localname @ localhost $ ssh -q -X loginname@remotehost.domain
Password:

  • 通过下列命令，在远程站点运行一个 X 应用程序，例如 “gitk”。

    loginname @ remotehost $ gitk

这个方法可以显示来自远程 X 客户端的输出，相当于它是通过一个本地 UNIX 域名套接字进行本地的连接。

参见介绍 SSH/SSHD 的 第 6.3 节 “服务器远程访问和工具 (SSH)” 。

[警告] 警告

由于安全的原因，在 Debian 系统上，远程 TCP/IP 连接到 X 服务端，是默认被禁用的。不要通过简单的设置 "xhost +"来启用它们。如果能够避免的话，也不要启用 XDMCP 连接。

在同一个环境下（比如 chroot），使用 X 核心协议的应用访问同一主机的 X 服务端，授权文件无法访问，能够使用 xhost 进行安全的授权，通过使用 User-based access ，例如下面的 "gitk"。

username $ xhost + si:localuser:root ; sudo chroot /path/to
# cd /src
# gitk
# exit
username $ xhost -

7.10. 剪贴板

剪贴文本到剪贴板，参见 第 1.4.4 节 “鼠标操作”。

剪贴图像到剪贴板，参见 第 11.6 节 “图形数据工具”。

一些命令行的命令也能操作字符剪贴板（主要键和剪贴板）。

表 7.9. 操作字符剪贴板相关程序列表

软件包 流行度 软件包大小 当前目标 说明
xsel V:9, I:42 55 X X 选择的命令行接口（剪贴板）
xclip V:12, I:63 62 X X 选择的命令行接口（剪贴板）
wl-clipboard V:3, I:14 162 Wayland wl-copy wl-paste: Wayland 剪贴板 的命令行接口
gpm V:10, I:12 521 Linux 控制台 在 Linux 控制台上捕获鼠标事件的后台守护进程（daemon）

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