HarmonyOS分布式應(yīng)用框架深入解讀
51CTO和華為官方合作共建的鴻蒙技術(shù)社區(qū)
背景
隨著越來越多設(shè)備的智能化，在多設(shè)備場景下應(yīng)用開發(fā)面臨以下挑戰(zhàn)：從多設(shè)備的形態(tài)差異(不同大小、不同分辨率、不同形狀的屏幕，多樣化的交互方式–按鈕、觸屏、鍵盤、語音、手勢等)，多設(shè)備的能力差異(內(nèi)存從百 KB級到GB級設(shè)備)。
針對上述挑戰(zhàn)，HarmonyOS作為一款面向萬物互聯(lián)時代的、全新的分布式操作系統(tǒng)，將迎刃而解，這得益于HarmonyOS的分布式應(yīng)用框架，這些多設(shè)備組成一個超級終端，充分發(fā)揮各設(shè)備能力，從而實現(xiàn)多設(shè)備間多端協(xié)同、跨端遷移，為萬物互聯(lián)奠定基礎(chǔ)。
針對HarmonyOS的分布式應(yīng)用框架后面章節(jié)將分別深入解讀。
一、HarmonyOS用戶程序
在HarmonyOS系統(tǒng)上應(yīng)用分為：HarmonyOS應(yīng)用、原子化服務(wù)，HarmonyOS應(yīng)用就是跟傳統(tǒng)應(yīng)用一樣需要在應(yīng)用商店下載安裝，原子化服務(wù)是具有獨立操作入口、免安裝、實現(xiàn)特定功能，比微信小程序功能更強大，加上HarmonyOS的跨設(shè)備、分布式的能力及應(yīng)用，二者具有無限能力。
從開發(fā)者角度看，HarmonyOS上基本的組件分為3+1，其中3代表三個Ability，分別是：PageAbility：負責(zé)用戶界面的顯示，DataAbility：負責(zé)數(shù)據(jù)的管理，對外部提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問抽象，ServiceAbility:負責(zé)后臺運行的任務(wù)。1代表AbilityForm服務(wù)卡片，可以將重要信息或操作前置于此，以達到服務(wù)直達，減少體驗層級的目的。3+1組件進行組合開發(fā)出HarmonyOS上的應(yīng)用，其打包格式為HAP(HarmonyOS Ability Package)，根據(jù)HAP是否有界面分為：FA(Feature Ability)、PA(Particle Ability)兩種類型。
二、HarmonyOS分布式應(yīng)用程序框架整體架構(gòu)
從應(yīng)用框架的角度對系統(tǒng)的分層，共分5層，分別如下：
底層軟件層
包括內(nèi)核和HAL、軟總線，這一層開發(fā)者不會用著，一般默默地為開發(fā)者和用戶服務(wù)。
基礎(chǔ)服務(wù)層
包括分布式調(diào)度管理、分布式數(shù)據(jù)管理、分布式硬件管理、分布式權(quán)限管理。
核心服務(wù)層
包括全局包管理、分布式運行管理，全局包管理：HarmonyOS上的應(yīng)用不再局限于單臺設(shè)備上，包管理還包括跨虛擬終端上的所有設(shè)備。分布式運行管理負責(zé)應(yīng)用動態(tài)運行時管理，包括協(xié)同框架、遷移框架、服務(wù)卡片框架。
應(yīng)用接口層
是系統(tǒng)提供給廣大開發(fā)人員開發(fā)應(yīng)用的接口層，不管系統(tǒng)底層實現(xiàn)有多復(fù)雜，但提供給開發(fā)者的接口盡可能的簡單。這層包括之前提到的基本組件，還有ACE(Ability Cross-platform Environment)框架，在多設(shè)備的交互模型下，一致性很重要，從UI的角度怎么讓UI框架適應(yīng)大屏、小屏、長屏、方屏、橫屏等，這個一致性很大程度是由ACE框架支撐的。
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這層就是廣大開發(fā)者開發(fā)的應(yīng)用供用戶使用。
三、HarmonyOS分布式應(yīng)用程序框架運行視圖
這是應(yīng)用框架運行時的視圖，運行時每個應(yīng)用在獨立的沙箱里面，彼此隔離互不影響，這樣保證了系統(tǒng)的安全性。系統(tǒng)里面包含像AppSpawn負責(zé)進程的孵化，AppMS負責(zé)進程的管理，BMS(Bundle Manager Service)負責(zé)包的管理，AMS(Ability Manager Service)負責(zé)基本的組件管理，DMS(Distributed Manager Service)負責(zé)分布式業(yè)務(wù)的,是專門的一個底層的服務(wù)，我們好多上層的服務(wù)都有分布式的業(yè)務(wù)，經(jīng)由它進行一個連接的業(yè)務(wù)的歸一，它的主要職責(zé)包括像分布式任務(wù)管理、跨設(shè)備狀態(tài)和數(shù)據(jù)同步。
四、HarmonyOS分布式操作：多端協(xié)同
多端協(xié)同是為了讓我們的應(yīng)用程序在多個端上完成一個業(yè)務(wù)，這個時候系統(tǒng)的框架提供了三種能力給應(yīng)用程序。第一個跨設(shè)備組件啟動，有了這個能力就可以完成一個并發(fā)。第二個是跨設(shè)備數(shù)據(jù)傳遞，經(jīng)由一個連接通道進行業(yè)務(wù)的協(xié)作。第三個是分布式共享對象能夠讓你能夠自動的在兩個設(shè)備或多個設(shè)備之間進行狀態(tài)的自動同步。
右上角的代碼片段強調(diào)的是一個連接，其實在系統(tǒng)層面提供一個連接看似是很自然的事情，但背后及其復(fù)雜，HarmonyOS上的設(shè)備跨越了從小到中到大的各種類型的設(shè)備，它們的芯片的類型不一樣、它們的連接方式也是不一樣的，可能有WI-FI、可能有藍牙等等，這樣的連接是無線的，經(jīng)常有干擾，這種連接還要把底下的網(wǎng)絡(luò)抖動給過濾掉。
在多端協(xié)同框架的基礎(chǔ)上，開發(fā)者能夠開發(fā)出跨越多個設(shè)備的應(yīng)用。舉例子：你可以在pad上開發(fā)一個觀看視頻的應(yīng)用，這樣借助手機可以對視頻進行文字評論和回復(fù)，進行一個業(yè)務(wù)的跨端，這樣就可以達到并發(fā)、協(xié)作、互補。
五、HarmonyOS分布式操作：跨端遷移
HarmonyOS上任務(wù)管理中心可以在一個端上管理所有超級終端上的任務(wù)，借助這個任務(wù)管理中心，可以輕松的把一個任務(wù)從手機端遷移到大屏上，這個過程就是開發(fā)者跟系統(tǒng)的一個對接。系統(tǒng)本身通過任務(wù)管理中心、通過應(yīng)用拿到一個狀態(tài)，應(yīng)用本身通過回調(diào)把狀態(tài)傳遞給系統(tǒng)，系統(tǒng)間傳遞這個狀態(tài)，開發(fā)者就不用關(guān)心了，借助遷移框架給用戶打造一個連續(xù)性、一致性的效果。
六、HarmonyOS基本架構(gòu)：分布式窗口管理
不管是多端協(xié)同還是跨端遷移，當(dāng)用戶在任務(wù)中心拖動時，系統(tǒng)會將拖動的任務(wù)窗口牽引到一個虛擬的窗口中渲染，將渲染結(jié)果傳遞給目標(biāo)的代理窗口填充進去，不僅僅是把視頻流的一個傳輸過去，還有用戶的交互事件發(fā)回給原始的應(yīng)用，既有系統(tǒng)多模統(tǒng)一的交互模塊，對應(yīng)用來說是其實感知不到的，不知道事件來自本端還是另一端。
七、HarmonyOS基本架構(gòu)：分布式硬件
現(xiàn)在的設(shè)備包含的硬件、外設(shè)非常多，比如相機、麥克風(fēng)，包括各種各樣的傳感器，像手表里每天監(jiān)測睡眠、每天的步行等健康的一個狀態(tài)，如果這些設(shè)備僅局限在一個設(shè)備上使用那就是一個極大的限制。所以在分布式環(huán)境的編程中，系統(tǒng)從硬件的角度提供了兩個能力，第一個是全局的虛擬化，將所有連接到超級終端上的硬件外設(shè)全局的池化，這樣能提供給開發(fā)者跨端調(diào)用，不用自己建立連接，不用自己管理硬件使用權(quán)的交換，也不用二次授權(quán)，這是因為硬件很多時候是跟隱私相關(guān)的，系統(tǒng)已經(jīng)通過統(tǒng)一的全局虛擬化將這些底層能力打通了。
然后是第二是硬件自動跟隨，我們的軟件是不局限在一個設(shè)備上的，可能是從一個設(shè)備遷移到另一個設(shè)備，比如這個時候在播放聲音，比如這個時候在跟別人視頻聊天，那么這些硬件跟隨著自動遷移過去，這一點系統(tǒng)在應(yīng)用框架以及底層的分布式硬件的一個結(jié)合完成了這么一個事情，減少開發(fā)者的負擔(dān)。
51CTO和華為官方合作共建的鴻蒙技術(shù)社區(qū)
