GTK+ 如何绘制窗口内容是一个相当复杂的话题；它涉及到从 GtkWidget 到 GdkWindow，再到 Cairo，最后到当前使用的窗口系统的深入探讨。即使对于那些熟悉从应用程序开发角度使用 GTK+ API 的人来说，这项任务也可能显得有些令人生畏。因此，我决定快速介绍一下 GTK+ 的绘图方式，从部件到窗口，到表面，再到原生窗口资源。
它是如何开始的
GTK+ 始终在收到请求时进行绘制。这个请求可能来自窗口系统 - 例如，因为窗口管理器向用户展示了您的应用程序窗口，或者因为用户调整了它的大小 - 但更常见的情况是，它来自更新其内容的部件。例如，进度条从 50% 变为 60%；或标签，更改其文本；或微调器，进行新的迭代。此请求会使部件的后备 GdkWindow 失效 - 通常是包含该部件的顶层 GtkWindow 的 GdkWindow。每次失效都会携带窗口的失效区域（“损坏”），以便我们在实际绘图时，知道窗口的哪些部分需要更新，并且我们可以避免在损坏区域之外进行绘制。
与时间赛跑
第一次失效将启动“帧时钟”；这个时钟是一个对象，用于跟踪帧内的每个阶段，例如绘制窗口、布局部件或处理事件队列。这使得 GTK+ 能够与窗口系统合成器等事物同步，并避免执行用户看不到的不必要的工作 - 例如，当您的显示器只能以 60 Hz 的频率运行时，以每秒 1000 帧的速度绘制某些内容。
一旦时钟到达“绘制”阶段，我们就会处理窗口上的所有计划更新；这将导致发出 GDK_EXPOSE 事件。GDK_EXPOSE 事件包含需要更新的 GdkWindow 以及所有失效区域的并集。重要的是要注意，通常情况下，只有顶层窗口才会接收到 GDK_EXPOSE 事件；然而，出于历史原因，某些部件可能会应用特定的事件掩码，这也会导致将 GDK_EXPOSE 事件传递给它们。您不应该编写依赖于此的代码，如果您有从旧版本的 GTK+ 2.x 移植的旧代码，则应认真考虑从事件掩码中删除 GDK_EXPOSURE_MASK。
渲染
GTK+ 从 GDK_EXPOSE 事件中取出窗口和失效区域，并找出它们属于哪个顶层部件。一旦找到，GTK+ 将开始实际的渲染过程。首先，GTK+ 将要求 GdkWindow 创建一个缓冲区，用于绘制窗口的内容；缓冲区将被裁剪到需要绘制的区域，并将使用窗口的背景颜色清除。GDK 将创建一个“绘图上下文” - 一个临时对象，用于跟踪 OpenGL 和 Cairo 绘图等内容。然后，GTK+ 将要求部件使用 Cairo 上下文绘制自身。对于叶子部件，这意味着在该上下文中绘制自身；对于容器部件，这还意味着递归遍历其所有子部件。在此过程结束时，GTK+ 将通过告知 GDK 获取包含所有渲染部件的缓冲区，并使用它替换窗口的当前内容来结束帧。然后，GDK 将在更合适的时候要求窗口系统向用户呈现窗口。
改变历史
上面概述的过程有各种注意事项，并且在 GDK 内部处理窗口失效和验证的代码相当复杂；它也有很长的历史，这意味着它的 API 布满了过去时代的墓碑。
例如，在 GTK+ 3.0 之前，您应该自己处理“expose”事件，并使用 gdk_cairo_create() 在部件上创建 Cairo 上下文进行绘制；这早已是不必要的，因为 GtkWidget::draw 虚函数已经为我们提供了一个可用于绘制的 Cairo 上下文。但是，gdk_cairo_create() 函数已在 GTK+ 3.22 中被弃用，不应在新编写的代码中使用；如果您需要 Cairo 上下文，则应创建一个类似的 Cairo 表面，在其上调用 cairo_create()，然后使用该表面作为 GTK+ 在绘制部件时提供给您的 Cairo 上下文的源。另一方面，如果您使用 gdk_cairo_create() 在响应 GDK_EXPOSE 事件时在顶层原生 GdkWindow 上进行绘制，则应改为使用新添加的 gdk_window_begin_draw_frame()，gdk_window_end_draw_frame() 和 GdkDrawingContext API。
塑造未来
GTK+ 中绘图代码的内部机制多年来一直在逐步更新，以应对 新的窗口系统 以及 其他渲染 API。可以肯定的是，它们将再次发生变化，尤其是在提高渲染性能方面。许多看似任意的更改实际上是朝着减少每帧在工具包内花费的时间，并为应用程序逻辑留下更多时间的垫脚石。