Linux中的剪贴板--X11和selection

简介

几乎所有的Linux发行版都使用X11实现剪贴板功能

剪贴板的说法可能是从Windows传入的, 在X11中剪贴板就叫做selection, 并且系统中可以有任意多个selection

如无特别说明, 下文的剪贴板和selection是相同的意思

复制和粘贴

从用户的直观感受来说, 基本的剪贴板操作有2个: 复制和粘贴

复制, 就是把数据放到剪贴板
粘贴, 就是把数据从剪贴板取出来

但是, 在X11中的实现却不是这样
在X11中复制时, 数据并没有拷贝到剪贴板, 数据是在粘贴时, 直接发送给粘贴的窗口

听起来有点抽象, 举个栗子
用户在窗口A选中了一段文字, 点击复制
然后在窗口B点击粘贴

X11剪贴板

X11的实现流程是这的

窗口A所属的程序使用XSetSelectionOwner()获取剪贴板的所有权, 此时没有任何数据操作, 仅仅声明现在自己拥有剪贴板
窗口A所属的程序等待剪贴板的粘贴请求
用户在窗口B点击粘贴
窗口B所属的程序使用XConvertSelection()告诉XServer说我要粘贴, 请把数据发到我的窗口属性上
XServer向窗口A发送粘贴请求, 告诉A把数据设置到窗口B的属性上
窗口A使用XChangeProperty()把数据设置到窗口B的属性上
窗口B收到剪贴板数据设置完成的通知, 使用XGetWindowProperty()把数据取出来

以上是大概的流程, 可以看到还是相当麻烦的

这是因为X协议是C/S架构
X客户端只能和XServer通信(可以把窗口A当做一个客户端, B当做另一个客户端)
窗口A要把剪贴板数据发给B只能通过XServer中转

以上流程使用libX11实现的关键代码如下

窗口A

sel = XInternAtom(dpy, "CLIPBOARD", False);
utf8 = XInternAtom(dpy, "UTF8_STRING", False);
// 窗口A拥有剪贴板
XSetSelectionOwner(dpy, sel, A, CurrentTime);
for (;;)
{
// 等待其他X客户端发出获取剪贴板数据的请求
XNextEvent(dpy, &ev);
switch (ev.type)
{case SelectionRequest:sev = (XSelectionRequestEvent*)&ev.xselectionrequest;// 把剪贴板数据设置到想要粘贴的x客户端窗口的属性上XChangeProperty(dpy, sev->requestor, sev->property, utf8, 8, PropModeReplace,(unsigned char *)now, strlen(now));// 发送SelectionNotify事件给请求剪贴板的x客户端XSendEvent(dpy, sev->requestor, True, NoEventMask, (XEvent *)&ssev);
}

窗口B

sel = XInternAtom(dpy, "CLIPBOARD", False);
utf8 = XInternAtom(dpy, "UTF8_STRING", False);
// 告诉窗口A, 把剪贴板数据转换成指定的格式,
// 并把数据放到窗口B的的属性上
// 此后窗口A会收到SelectionRequest事件
XConvertSelection(dpy, sel, utf8, property, B, CurrentTime);
// 等待窗口A把数据设置完成
XNextEvent(dpy, &ev);
switch (ev.type)
{// 剪贴板数据已经放到指定的窗口, 可以获取了case SelectionNotify:XGetWindowProperty();
}

数据类型

剪贴板的数据类型叫做target, 例如UTF8_STRING, TEXT等
有一个特殊的剪贴板类型叫做TARGETS, 通过它可以获取剪贴板数据支持转换成的格式

异常情况

理论上来讲
2个X客户端之间传输剪贴板数据, 只能通过XServer实现
XServer不保存剪贴板数据, 只转发selection事件
数据直接由2个X客户端通过设置窗口属性传递(当然这也要通过XServer中转)

那么就会出现一个问题
如果一个x客户端复制了一个内容, 然后这个x客户端关闭了
这时另一个程序想粘贴数据是不可能的

但是实际测试并不是这样
在Ubuntu上测试时发现, 复制内容的那个程序(窗口A)关闭了,
其他程序(窗口B)还是可以粘贴

难道以上的理论错了
当然不是
只是情况更加复杂了
因为又多了一个Clipboard manager

Clipboard manager的大概工作流程如下

Clipboard manager获取剪贴板的所有权
如果其他程序要复制数据, 会获取剪贴板所有权, 这时Clipboard manager失去所有权, 它会这么做
- 获取当前剪贴板的数据
- 自己提供数据
- 再次获取剪贴板所有权

所以当A关闭后, B粘贴的数据实际上是Clipboard manager提供的

参考资料

X11: How does “the” clipboard work?