多年前认识几位 Unix 下的资深开发人员，例如老许，随意兄等，当时正在对 Windows 下的用户界面相关领域做研究，比如 win32k.sys 里面的东西，DirectUI/NetUI 的实现原理，如何做外挂式的窗口风格切换器（类似于 WindowBlinds 那样的机制在一个应用内或者整个系统内的应用），为了做知识延展，曾经请教过他们 Unix/Linux 下 X 窗口系统的知识。尽管他们专注的领域并不在这方面，但还是解决了我不少疑问，很可惜的是，这么多年过去后，那些曾经知道的东西又淡忘了。
从 2011 年末，又开始接触 Linux，了解了一些 shell 和 ssh 相关的粗浅知识，昨天下午突然又对 X 的体系结构和发展历史产生了疑惑，因此 google 到深夜。以下为简要的记录，以作备忘。因为不是这个领域内的专家，而且有的信息并没有做严格的考证和验证，所以不能保证所有信息均正确无误，欢迎指正和补充。
在 *nix 下，尤其是 Linux 下，桌面环境是个笼统的称呼，通常包括了一个使用了某个图形开发库的窗口管理器，以及若干可供使用的常用软件（例如终端模拟程序、文本编辑器、文件管理器、控制中心、浏览器甚至开发工具等等）。
长期以来，*nix 系统的图形化界面基础是 X 窗口系统（X Window System），这个系统主要由 X 服务器（X Server），X 客户端（X Client）和 X 协议（X Protocol）组成。X 服务器负责在绘图设备（通常是屏幕）上绘图、与输入设备（通常是鼠标和键盘）交互以及处理窗口的创建销毁等。通常用到的 X 协议是 X11R6，意为 X protocol version 11 release 6（写本文时最新的 release 是 X11R7.6）。X 窗口系统里，窗口是个相对抽象的概念，其包含的信息只是窗口的相关属性，并不涉及到具体的视觉呈现方面等的细节。这后一部分的工作，由专门的组件负责，称作窗口管理器（Window Manager）。
根据以上的基本信息，我们来了解一下最常用的两个桌面环境，KDE 和 GNOME。KDE 的全称是 K Desktop Environment，GNOME 的全称是 GNU Network Object Model Environment。KDE 使用到了称作 Qt 的图形开发库（目前为 Nokia 所有），它带的窗口管理器叫做 KWin，文件管理器实用工具是 Dolphin；GNOME 使用的图形开发库则是 GTK+，其自带窗口管理器的名字是 Metacity，文件管理器是 Nautilus。
除了上述的两个桌面环境，还有两个桌面环境也比较常用，分别是 Xfce 和 LXDE。相比较而言，它们要轻量级一些，因为它们在开发之时，选择了一个比较高的出发点，即使用和 GNOME 相同的底层图形开发库 GTK+（其实 Xfce 是后来才从 XForms 转过来的），在此基础上，提供了不同的窗口管理器以及少量应用。GTK+ 图形库（以及 Qt）的底层，是 X11 的开发库 Xlib，直接使用 Xlib 提供的 API 进行开发是一件繁冗的事情。
由于整个 X 体系架构的灵活性很强，因此除了像 KDE、GNOME、Xfce、LXDE 这样的图形化操作全面解决方案（即桌面环境）之外，还存在着大量单独的窗口管理器可供使用。比较常见的如 IceWM 和 FVWM 等等，还有现在风头很劲的 Enlightenment。后者基于的图形库也很有意思，并没有选择 GTK+ 或者 Qt，而是一个叫做 Elementary 的库。以 Enlightenment 为窗口管理器的 E17 桌面环境也正在成长。 与之情形类似的还有 OpenBox 这个窗口管理器。这些窗口管理器往往可以代替 KDE 或者 GNOME 自己的窗口管理器进行工作。我们还经常看到，有的 Linux 发行版的桌面有很多的显示特效，这个是由一个叫做 Compiz 的窗口管理器（它的更精准的分类是组合型窗口管理器，Compositing Window Manager，参见 http://en.wikipedia.org/wiki/Compositing_window_manager）做到的。它的独特之处在于，底层依赖于一个不同于传统的 X 环境：Xgl，更底层的绘图等操作则使用了称为 Glitz 的 OpenGL。
X 体系里还有个东西叫显示管理器（X Display Manager，如 XDM、gdm、wdm），可以对本地的或远程的多个 X Server 进行管理。Linux 系统如果以级别 5 启动，进入的用户登录界面就是显示管理器，用户输入用户名和密码后，它就会启动本地的 X Server，初始化一个 X 会话（X Session），一般还会通过 X 会话启动本地的窗口管理器和桌面环境。如果在配置文件里设置 xdmcp 为 true，显示管理器就可以通过 xdmcp 协议管理远程的 X Server。当在 Windows 机器上使用 X manager 登录 Linux/Unix 机器时，其实是用 xdmcp 协议登录的，用户同样输入用户名/密码登陆，xdm 启动一个 X 会话，不过这次的 X Server 是在远程（相对于 X Client 而言，也即 Windows 上）的机器上。X 显示管理器也有了新的发展，之前通常就是 XDM 或者基于 XDM 的变种，现在，一个叫做 LightDM 的跨桌面显示管理器正在试图成为 X 服务器的标准显示管理器。
出于各种目的，有的人希望所使用的 Linux 的外观和 Windows 或者 Mac OS X 保持一致。这样做的初始目的可能是为了好玩，做到最后则往往是因为追求尽善尽美的信念。如果你希望桌面看起来像是 Windows，有一个叫做 Win2-7 Pack 的软件可以做到（应用于 GNOME），如果是想类似于 Mac OS X，则 Macbuntu 可以应用 Ubuntu 上。
很有意思的是，最近 *nix 上的变革有爆发的趋势，可能是科技发展到一定程度时的必然现象吧。连 X 窗口系统的权威地位，目前也受到了后来者的挑战和威胁。Wayland（http://wayland.freedesktop.org）就是这样的一个后来者。