第 7 章 GUI（图形用户界面）系统

7.1. GUI（图形用户界面）桌面环境

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:195	9	GNOME 桌面环境
`task-xfce-desktop`	I:94	9	Xfce 桌面环境
`task-kde-desktop`	I:80	6	KDE Plasma 桌面环境
`task-mate-desktop`	I:41	9	MATE 桌面环境
`task-cinnamon-desktop`	I:39	9	Cinnamon 桌面环境
`task-lxde-desktop`	I:27	9	LXDE 桌面环境
`task-lxqt-desktop`	I:16	9	LXQt 桌面环境
`task-gnome-flashback-desktop`	I:11	6	GNOME Flashback 桌面环境

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：

Wayland (服务端显示协议) (原生)
X 窗口系统核心协议 (通过 xwayland)

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 7.7 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
	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:64	187	GNOME 的 mutter 窗口管理器 [auto]
`xwayland`	V:232, I:312	2388	运行在 wayland 之上的一个 X 服务端 [auto]
`gnome-remote-desktop`	V:35, I:214	1068	使用 PipeWire 的 GNOME 远程桌面后台守护进程（daemon） [auto]
`gnome-tweaks`	V:19, I:225	1200	GNOME 的高级配置设置
`gnome-shell-extension-prefs`	V:13, I:207	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
	`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
	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:29, I:236	486	GNOME	个人信息管理（群组软体和电子邮件）
`thunderbird`	V:55, I:119	224712	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:112, I:431	31473	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:17	30242	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:106, I:428	26008	LO	电子表格
`gnumeric`	V:3, I:15	9910	GNOME	电子表格
`calligrasheets`	V:0, I:5	11396	KDE	电子表格
`libreoffice-impress`	V:66, I:425	2645	LO	演示文稿
`calligrastage`	V:0, I:5	5339	KDE	演示文稿
`libreoffice-base`	V:27, I:125	5002	LO	数据库管理
`kexi`	V:0, I:1	7118	KDE	数据库管理
`libreoffice-draw`	V:69, I:426	10311	LO	矢量图形编辑器（绘图）
`inkscape`	V:14, I:114	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:23	3908	GTK	流程图和示意图编辑器
`gimp`	V:51, I:252	19303	GTK	位图图形编辑器 (绘图)
`shotwell`	V:17, I:252	6263	GTK	数码照片管理器
`digikam`	V:2, I:10	293	KDE	数码照片管理器
`darktable`	V:4, I:13	30563	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	28929	GNOME	个人会计
`homebank`	V:0, I:2	1218	GTK	个人会计
`lilypond`	V:1, 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:2, I:14	236002	GTK	电路图和 PCB 设计软件
`xsane`	V:12, I:143	2339	GTK	扫描仪前段
`libreoffice-math`	V:50, I:429	1897	LO	数学方程/公式编辑器
`calibre`	V:7, I:29	63180	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:88, I:312	942	GNOME	文档（pdf）阅读器
`okular`	V:38, I:122	17728	KDE	文档（pdf）阅读器
`x11-apps`	V:31, I:459	2460	单纯的 X 应用	`xeyes`(1)等。
`x11-utils`	V:197, I:564	651	单纯的 X 应用	`xev`(1)、 `xwininfo`(1)等。

软件包	流行度	大小	sans	serif	mono	字体注释
fonts-cantarell	V:211, I:304	572	59	-	-	Cantarell (GNOME 3, 显示)
fonts-noto	I:149	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:127, I:421	15	56	60	40	Liberation 字体用于 LibreOffice (Red Hat, MCMATC)
fonts-croscore	V:20, I:41	5274	56	60	40	Chrome OS: Arimo, Tinos 和 Cousine (Google, MCMATC)
fonts-crosextra-carlito	V:21, I:135	2696	57	-	-	Chrome 操作系统: Carlito (Google, MCM:Calibri )
fonts-crosextra-caladea	I:132	347	-	55	-	Chrome 操作系统: Caladea (Google, MCM:Cambria ) (只有拉丁字符 )
fonts-freefont-ttf	V:73, I:218	14460	57	59	40	GNU FreeFont (扩展 URW Nimbus)
fonts-quicksand	V:117, I:433	392	56	-	-	Debian 任务桌面, Quicksand (显示，只有拉丁字符)
fonts-hack	V:24, I:116	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:162, I:462	15558	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:50	85	56?	60	40	下载微软非开源字体（见下）

软件包	流行度	大小	说明
`libfreetype6`	V:563, I:997	938	FreeType 字体栅格化库
`libfontconfig1`	V:559, I:848	581	Fontconfig 字体配置库
`fontconfig`	V:441, I:719	680	`fc-*`: Fontconfig 命令行命令
`font-manager`	V:2, I:8	1023	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

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)。

7.6. 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
	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:64, I:69	7499	Flatpak 桌面应用程序配置框架
`gnome-software-plugin-flatpak`	V:20, I:29	246	GNOME 软件管理器的 Flatpak 支持
`snapd`	V:64, I:69	62774	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	117	GNOME 软件管理器的 Snap 支持
`xdg-desktop-portal`	V:296, I:385	1936	Flatpak 和 Snap 的桌面集成门户
`xdg-desktop-portal-gtk`	V:265, I:384	715	gtk (GNOME) 的 xdg-desktop-portal 后端
`xdg-desktop-portal-kde`	V:49, I:69	1438	Qt (KDE) 的 xdg-desktop-portal 后端
`xdg-desktop-portal-wlr`	V:0, I:3	131	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。

7.7. 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:214	1068	RDP	GNOME 远程桌面服务端
`xrdp`	V:22, I:25	3194	RDP	xrdp, 远程桌面协议 (RDP) 服务器
`x11vnc`	V:6, I:24	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	1267	RDP, RFB (VNC)	GNOME 远程桌面客户端
`vinagre`	V:2, I:72	4249	RDP, RFB (VNC), SPICE, SSH	Vinagre: GNOME 远程桌面客户端
`remmina`	V:14, I:71	884	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	80	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

7.8. 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:726, I:817	1804	`sshd` 使用选项 `X11-forwarding`	SSH 服务端（安全）
`openssh-client`	V:857, I:995	4959	`ssh -X`	SSH 客户端（安全）
`xauth`	V:164, I:960	81	`xauth`	X 授权文件工具
`x11-xserver-utils`	V:298, I:524	568	`xhost`	X 服务端访问控制

7.8.1. X 服务端本地连接

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

7.8.2. X 服务端远程连接

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
	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。

7.8.3. X 服务端 chroot 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 -

7.9. 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:62	64	X	X 选择的命令行接口（剪贴板）
`wl-clipboard`	V:2, 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）