對于基于IntelliJ IDE的Linux用戶來說，一項令人期待的進步即將到來 – 對 Wayland 顯示服務器協議的支持。 這項更新將帶來許多好處，包括解決古老的分數縮放問題以及在與適用于 Linux 的 Windows 子系統 (WSLg)（在底層運行 Wayland 服務器）一起使用時提升桌面集成。雖然 Wayland 支持還遠未完成，但現有功能已可供在 Wayland 上運行一些 Java Swing 和 AWT 應用程序。

在本文中，我們將深入研究這些進步，并探討這種新穎的顯示服務器方式帶來的一些技術挑戰。

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Wayland

Wayland是一種現代顯示服務器協議，旨在為圖形環境提供更高效、更安全、適應性更強的架構來取代X Window系統。 它在許多重要領域帶來新的范式，例如：

• Wayland 不提供任何繪圖基元，僅促進在屏幕上顯示應用程序必須提前準備的像素。 它也不會裝飾窗口，盡管部分實現旨在通過自定義協議提供幫助。
• 它將應用程序彼此隔離并與桌面本身隔離，沒有將窗口定位在屏幕上的特定坐標的內置功能，也沒有查詢該位置或其他窗口的像素的方式。
• 對于表面由人發起的所有行為 – 例如移動窗口或將文本復制到剪貼板 – Wayland 的協議要求應用程序證明它確實代表用戶行事，通常通過提供最近從 Wayland 收到的事件的指針，讓服務器可以獨立于客戶端進行驗證。
• Wayland 協議為事務性，允許逐漸構建新狀態，然后將結果作為一個整體提交，確保用戶永遠不會看到處于不一致狀態的 UI。
• Wayland 采用模塊化設計，不同服務器可以支持各種協議，這就擴展了 Wayland 的功能以滿足多種用例的需求。 不過，需要注意的是，并非所有服務器都支持同一組協議。 例如，只有五分之一的流行服務器（截至 2023 年 8 月）最新的 協議。

領先技術

XWayland 為不（尚未）直接與 Wayland 通信的圖形應用程序提供了一條過渡路徑，XWayland 是在 Wayland 會話之上運行的 X11 實現，這是所有 Java 應用程序（包括所有 JetBrains 基于 IntelliJ 的 IDE）顯示 UI 并獲取鼠標和鍵盤輸入的方式。

拖放、窗口切換和彈出菜單存在問題，例如，無法在窗口范圍之外截圖， 部分問題甚至可以在 XWayland 框架內得到解決（有些問題實際上在最新 OpenJDK 中得到了解決）。

也許 XWayland 最緊迫的問題是縮放， 啟用分數縮放后，“遺留”X11 應用程序渲染低于顯示器的分辨率，然后由 Wayland 放大，這會使任何文本都明顯模糊。 原因是應用程序沒有任何方法可以告訴 X 服務器它是“HiDPI 感知型”應用程序，因此服務器必須假設最壞的情況，并通過縮放窗口像素來提供“幫助”。 不過Wayland 確實能夠告訴服務器窗口的縮放比例，因此只要切換到使用 Wayland，這就不再是問題。

挑戰

然而使 Java 對 Wayland 原生化說起來容易做起來難，就 JDK 而言，這相當于創建一個新的 Toolkit，它幾乎是與 GUI 相關的所有內容的發源地。這包括圖形、鼠標指針處理、按鍵轉換、啟動屏幕顯示和輸入方法提供 – 這些都必須從頭開始實現。例如，X11 工具包大約有 50,000 行 Java 和 20,000 行原生代碼，其中只有一小部分可以在 Wayland 中重用。

從非常概括的角度來看，任務非常簡單：API (Wayland) 和另一個 API (Java) 需要互相轉換。 Wayland 有 wl_keyboard:event:key 用于按鍵，Java 有 KeyEvent。 Java 有 SurfaceData 類來存儲窗口的像素，Wayland 有 wl_buffer等，不過這些 API 的詳細信息有很大不同。舉個簡單的例子，長時間按下一個鍵時，Wayland 服務器不會生成個別鍵盤事件，您只會得到一個。 然而在這種情況下，Java 桌面子系統的其余部分期望定期接收 KeyEvent 報告，并且工具包有責任做出此類安排。

從積極的一面來看，并不是要先實現所有東西才能啟動一個簡單的程序， 例如Swing 應用程序不依賴于 AWT UI 元素。這讓您能夠靈活確定優先級，首先交付重要的功能，將其他功能留給以后。

另一個幸運之處在于 Java 圖形子系統的巧妙設計，它從不依賴于 X11 繪圖基元。 這使得在 Wayland 上快速運行基于軟件的渲染成為可能，并且幾乎不需要修改平臺無關的通用代碼。

Wayland 工具包

Wayland 工具包的開發始于與 Oracle 桌面團隊的共同工作 ，代碼基于 。 截至 2023 年 8 月，工具包提供：

• 基于軟件的渲染。
• 最低窗口裝飾。
• 交互式調整窗口大小和重新定位窗口，包括最大化、最小化和全屏支持。
• 彈出窗口，包括用于頂級菜單的窗口。
• HiDPI 和多顯示器支持，包括不同的顯示器縮放。
• 鼠標和鍵盤，包括國際字符。

未來幾個月的當務之急是：

• 基于 Vulkan 的加速渲染。
• 輸入方法。
• 剪貼板和拖放支持。
• 啟動屏幕。
• 使用鍵盤快捷鍵切換窗口（鑒于 Wayland 嚴格的安全模式，這是一項非常復雜的工作）。

更詳細的進度報告可參見項目的 wiki：（定期更新）。

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