一、GtkApplicationWindow

在GTK（GIMP Toolkit）应用程序开发中，并不是每个GTK程序都必须有一个`GtkApplicationWindow`，但大多数基于GTK的图形界面应用程序都会使用`GtkApplicationWindow`，因为它是一个方便的类，提供了一个窗口构件，该窗口与`GtkApplication`交互，从而能够很好地处理应用程序级别的一些任务，例如处理命令行参数、创建菜单和工具栏、以及集成操作系统的一些特性等等。
GtkApplicationWindow是`GtkWindow`的子类，拥有所有`GtkWindow`的功能，并添加了一些与`GtkApplication`协同工作的特性。它是为了与`GtkApplication`配合使用而设计的，并能够自动地为窗口提供一些便捷功能，比如在程序重启时恢复窗口的大小和位置。
但是，一些简单的GTK程序可能只需要一个基本的`GtkWindow`，并不需要`GtkApplication`和`GtkApplicationWindow`。如果正在开发一个非常简单的工具或者示例程序，可以直接创建`GtkWindow`实例。另外，对于一些复杂的应用程序，可能会有多个窗口或者不使用标准窗口的特殊用例，这些情况下也可能不会使用`GtkApplicationWindow`。
所以，虽然`GtkApplicationWindow`在GTK程序中被广泛使用，它并非必需的。程序的具体需求将指导决定是否需要使用它。

GtkApplicationWindow应该在以下情况下使用：
1. 应用程序框架：当您创建一个应用程序并且希望该应用程序与Gnome桌面环境或类似环境紧密集成时。`GtkApplication`和`GtkApplicationWindow`可以帮助您处理与桌面环境的集成，例如在任务栏中显示应用程序图标或处理桌面通知。
2. 会话管理：如果您需要处理窗口的会话管理（例如，在重新启动应用程序时记住窗口的大小和位置），则`GtkApplicationWindow`可以自动为您处理这些功能。
3. 操作系统特性：当您希望利用操作系统特定的功能，如菜单栏集成或全局快捷键时，`GtkApplicationWindow`可以更轻松地实现这些集成。
4. 单实例应用：如果您的应用程序应该仅运行一个实例，并处理来自后续启动尝试的命令行参数发送到现有实例，`GtkApplication`搭配`GtkApplicationWindow`可以帮忙管理这个场景。
5. 复杂应用程序：对于具有多个窗口或视图的复杂应用程序，`GtkApplicationWindow`提供了一个管理这些组件相互协调的好方法。
6. 自动保存状态：`GtkApplicationWindow`能够与`GtkApplication`配合使用，自动保存窗口的状态，例如大小、位置等。
在简单的场合或者是不需要与桌面环境紧密集成的小工具中，直接使用`GtkWindow`也许是更合适的。当然，也有许多GTK程序使用`GtkApplication`来处理程序级别的事务，但不用`GtkApplicationWindow`来创建窗口，这通常是因为这些程序有特定的窗口需求，或者需要在不同的窗口类型之间进行切换。

二、GtkApplication

GtkApplication是GTK库中的一个类，用于代表一个应用程序实例。它提供了一系列管理应用程序生命周期、窗口、动作、菜单、以及与DBus集成等方面的功能。以下是一些情况，当你可能会想要使用`GtkApplication`：
1. 应用程序级别的动作和菜单： 当你需要创建一个菜单条（menubar）、工具条（toolbar）或者应用程序级别的动作（比如全局快捷键）时，`GtkApplication`可以简化许多与这些功能相关的管理任务。
2. 单实例应用程序： GtkApplication可以很容易的支持单实例应用程序。也就是说，无论用户尝试启动多少次应用程序，实际上只会运行一个实例，并且可以将请求导向到这个已经运行的实例。
3. DBus集成： 如果你的应用程序需要与DBus进行交云，那么`GtkApplication`提供了一些简单的方法来帮助你将应用程序注册到DBus并响应DBus请求。
4. 应用程序生命周期管理： GtkApplication管理应用程序的启动和退出过程，让你可以专注于应用程序的特定逻辑而不必担心背后的细节。它负责响应`activate`、`startup`, shutdown等信号，这些信号可以用来设置和清理应用程序资源。
5. 自动保存和恢复窗口状态： GtkApplication与`GtkApplicationWindow`配合使用时，可以自动保存窗口大小和位置，并在程序重启时恢复它们。
6. 整合GTK的资源路径： GtkApplication可以帮助设置资源路径（比如GLib的资源系统），使得可以更方便地访问和分发应用程序的资源，例如UI描述文件、图标、翻译等。
7. 简化构建复杂应用程序： 具有多个窗口和复杂用户界面的应用程序将从使用`GtkApplication`中获益，因为它简化了窗口和其它资源的管理。
如果GTK程序是一个较为简单的小工具或实用工具，也许不需要`GtkApplication`的所有特性。但如果开发一个复杂的桌面应用程序，并且希望利用上面提到的特性和集成，那么使用`GtkApplication`将会非常有用。

三、DBus

D-Bus（Desktop Bus）是一种跨进程通信（IPC）机制，它允许不同的软件应用程序在同一个系统中相互通信。D-Bus非常适用于Linux桌面环境，被广泛用于Linux系统中的服务进程（daemons）、应用程序、和系统组件之间的通信。D-Bus支持广播（signal）和直接（method call）两种通信方式。广播用于事件通知，而直接通信用于直接请求信息或服务。
D-Bus有两种主要的总线：
1. 系统总线（system bus）：用于系统服务的通信，比如硬件状态改变、系统设置改变等。
2. 会话总线（session bus）：用于用户会话内的应用程序之间的交互，通常是桌面环境下的应用程序。
如何使用D-Bus取决于需求和使用的编程语言。以下是基于Linux系统使用D-Bus的一般步骤：
1. 安装D-Bus库：确保系统安装了适当的D-Bus库，以及对应的开发包（例如libdbus-1-dev）。
2. 了解D-Bus接口：每个通过D-Bus暴露服务的程序都需要提供一个接口描述，这个描述定义了可用的方法、信号和属性。通常可以通过文档、D-Bus introspection 或工具（如d-feet, gdbus, dbus-send）来了解这些接口。
3. 编程语言的D-Bus支持：大多数主要编程语言都有D-Bus的绑定或库。例如在Python中，可以使用`dbus-python`或`pydbus`库来访问D-Bus服务。
4. 连接到D-Bus总线：使用选择的编程语言和库连接到会话总线或系统总线。
5. 交互：通过D-Bus进行方法调用（Method Call）、发送信号（Signal）或监听信号。
以下是一个使用Python中的`pydbus`库链接到系统总线并调用一个方法的简单例子：

from pydbus import SystemBus

# 连接到系统总线
bus = SystemBus()

# 获取一个对象，这里使用NetworkManager为例
nm = bus.get('org.freedesktop.NetworkManager', '/org/freedesktop/NetworkManager')

# 调用一个方法。假设方法是获取NetworkManager的版本
version = nm.GetVersion()

print(version)

使用D-Bus时，需要注意安全性，因为IPC可能涵盖敏感操作。当编写守护进程或提供服务时，也需要确保正确地定义D-Bus策略，以允许或限制不同客户端的访问权限。
D-Bus的使用既可以复杂也可以简单，具体取决于需要实现的功能复杂性。可能需要阅读相关文档和使用一些工具进行调试才能正确实现期望的交互。