网站建设预付款,郑州网站制作方案报价,注册新公司流程,网站找人做的他能登管理员吗HarmonyOS 操作系统特性 首先介绍一下鸿蒙操作系统#xff0c;鸿蒙操作系统是华为设计的下一代分布式物联网操作系统#xff0c;它首次引入了面向场景设计的分布式理念#xff0c;同时能够实现一套操作系统通过裁减的方式适配到某种终端#xff0c;它是华为面向万物互联理念…HarmonyOS 操作系统特性 首先介绍一下鸿蒙操作系统鸿蒙操作系统是华为设计的下一代分布式物联网操作系统它首次引入了面向场景设计的分布式理念同时能够实现一套操作系统通过裁减的方式适配到某种终端它是华为面向万物互联理念的一套操作系统。
鸿蒙操作系统有一些独特的设计主要有三个方面。第一它能实现一套操作系统适配几百种设备这是安卓和 iOS 等其他操作系统无法做到的而鸿蒙操作系统能通过积木的方式进行裁减组装根据设备的大小进行自动适配。 第二个特性是能在整个操作系统层面把所有安装鸿蒙系统的设备连接在一起实现华为所说的超级终端的概念这也是一个非常重要的设计。
第三个特性是针对开发者的层面由于华为的鸿蒙操作系统能够适配上百种以上的设备如果让开发者开发这种应用程序是很难的事华为在整体设计上考虑到了这个问题所以开发鸿蒙操作系统上的应用程序只需要编写一套代码就能实现多端运行总体来看这也是鸿蒙操作系统在设计上的初衷也是它的整体设计目标当然最后也实现了这个目标。 另外我们来说一下鸿蒙操作系统的整个生态目标。华为在 2018 年推出鸿蒙操作系统之后整体的设计目标就是要构建一个基于鸿蒙操作系统的生态这个生态中包括华为自己的发行版即 HarmonyOS 发行版以及 OpenHarmony 发行版这两套生态平台打造的是以华为自己的手机为主配合 18N 的一套体系这是一套庞大的体系。
1 指的是华为主打的手机品牌也就是安装了 HarmonyOS 操作系统的手机品牌8 是指华为的八大产品包括智慧屏、音箱、平板、耳机、车机、手机、眼镜等这些是华为目前主营的产品也是八大产品领域N 主要面向合作伙伴华为希望通过鸿蒙操作系统的 Connect 连接方案让第三方的所有的设备都能连接到鸿蒙生态里面来构建非常大的一个生态体系其中就会涉及到大量的设备主要是华为一些合作伙伴的设备基本上可以分为五大领域比如说运动健康、影音娱乐、智慧出行、移动办公以及智慧家居。
从目前从发布的数字来看华为经过这几年的努力搭载 HarmonyOS 以及 OpenHarmony开源鸿蒙的操作系统 的设备已经突破三亿台可以认为鸿蒙操作系统可能在未来几年内成为中国的第三代或者说最起码排行前三的操作系统。 OpenHarmony 是鸿蒙操作系统的开源版本目前由开放原子开源基金会托管运营鸿蒙操作系统的目标也是要打造一个千行百业的操作系统基座也就是所有设备厂商都可以使用这个开源操作系统来构建自己的生态体系。目前开放原子开源基金会也在积极推动这个事情上个月也举行了开放原子开源基金会的大会。目前有很多厂商已经开始针对 OpenHarmony 做芯片的一些适配我在后面跟大家聊一下这个事情。
可以看到 HarmonyOS 和 OpenHarmony 形成了一个非常大的设备生态圈生态圈中涉及到上百种设备这些设备的内存从几 KB 到几 GB 不等。设备大小是不同的要求也是不同的因此在鸿蒙操作系统之上打造一个应用开发框架对于华为的工程师来说是一个非常大的挑战也有很多设计难点。 第一个设计挑战是涉及到的设备众多其形态的差异非常明显比如屏幕适配的要求是不一样的比如说 18N 体系中的设备有上百种不同的分辨率要针对横屏、竖屏、刘海屏还有圆形屏、折叠屏这些异形屏进行适配存在相当大的差异和难点。
交互方面也存在较大的差异性设备之间的交互方式是不同的有几十种以上的交互方式比如语音、触摸、手表旋钮、键盘、鼠标、笔等操作需要针对不同的输入方式进行反馈。 第二个挑战是设备能力的差异对于需要适配的上百种设备它们的性能、主频内存大小都有很大差别内存从几百 KB 到几 GB主频从上百 MHz 到 GHz 要做到这些设备的统一实际上有很大难度。
HarmonyOS UI 设计目标 大家都知道现在华为面临很多挑战无论是技术方面的还是来自其它方面的所以要设计操作系统以及打造一个框架一定是重新研发的而不是在现有平台基础之上修改 UI 也是重新设计的它的设计目标总结起来基本包含这么几个方面。
第一点要能够实现跨多端多设备还有多尺寸的屏幕第二点是能够实现一套代码适配多终端设备第三点是一次开发多端部署要能保证一致的设计和开发风格第四点是不使用 Java也不使用 ART因为鸿蒙操作系统在去 Java 化基本上不再使用 Java 了第五点要能保证一致的事件和动效的处理机制最后一点要支持多语言和高效的语言运行时而且还要支持在多种不同的设备上使用。 解决方法基本上有这么几大策略这里我列出了两个基本策略。
第一个策略是能够做到多态组件即使用 UI 信息结构的抽象再加上交互事件归一的方式。比如说设计多态控件现在华为在不断更新多态控件这种多态的控件能保证在不同的硬件平台不同的分辨率不同尺寸不同显示效果的屏幕上保持一致的效果这就是多态的组件的设计。
另外要适配不同分辨率的设备。华为在最底层打造了一个叫作动态布局的东西能够根据屏幕的分辨率进行自动适配这里提供了 5 种以上的响应式布局方案基本上能够满足 80% 以上的分辨率适配场景。
第三点就是采用统一的工程模板只要开发者使用这些模板就能进行快速开发。
最后一点是在事件方面做事件归一屏蔽不同事件间的差异对事件进行抽象。 第二个策略是做到统一的开发范式还要协同可伸缩的运行时做到可以在百 K 级别到 GB 级别的设备上部署运行为了做到这几点华为首先打造了自己的前端框架第二就是使用 JavaScript 引擎。 JavaScript 引擎目前在华为采用的是图中的这三类还有一类是方舟编译器即华为的 ArkCompiler 编译器。对于内存比较小的小型设备比如 64K 级别以下的设备上面使用了 JerryScript在一些性能稍高的设备上使用了 QuickJS在手机的智慧屏上使用了 V8 引擎。JavaScript 的整个生态体系非常庞大有很多 JavaScript 引擎可以作为选择以上是华为在选择框架底层时所做的一些考虑。
ArkUI 框架解读 华为在开发者大会上发布了一个新的框架叫 ArkUI中文名称叫方舟框架。ArkUI 目前针对不同的开发人群提供了两套开发范式的框架一套针对 Web 开发者另外一套针对原生开发者比如说 iOS 或者安卓的开发者。
ArkUI JS 针对的是 Web 开发者提供标准的 Web 范式ArkUI eTS 这个版本是提供给 iOS 或安卓开发者使用的这两套框架本身来说都使用了 JS。
下面我们对 ArkUI JS、ArkUI eTS 以及 Ark 框架做一个详细的介绍并展示 ArkUI 的一些案例。
ArkUI 是在 2021 年华为的 HDC 上正式发布的一款能够在 18N 的设备上运行的一套 UI 开发框架。对于开发者来说它是一种声明式的 UI 范式ArkUI 还采用了方舟编译器作为语言运行环境。另外 ArkUI 是华为用来替代之前 Java 这种 UI 开发框架的替代方案。
从 ArkUI 的整体架构图可以看到它实际上分为三层底层基本是前后端分离的模式即分为架构前端也就是前端架构层引擎层可以认为是 ArkUI 的后端中间还有一层桥接层它专门用来连接 ArkUI 的前端也就是方舟框架的前端和后端之间的一个连接层这套框架是华为完全从 0 开始研发的一套端对端开发框架可以看到 ArkUI 框架的前端包含三个部分一个是类 Web 范式的框架还有一个是声明式的 UI 框架另外一个是卡片 UI 框架也就是华为现在手机上有很多卡片的显示它使用的也是这套 Ark 框架桥接层主要实现一些连接的功能也就是把前端和后端进行连接后端包含很多东西比如说多态 UI 控件即所有的组件都做成多态的形式另外还有统一交互框架、布局引擎、API 能力扩展以及组件的一些扩展还有语言及其运行时。下面还包括一个自绘制的渲染管线最底层使用了一个统一的框架层渲染引擎同时 ArkUI 也提供了一套完整的开发套件包括多设备的实时预览、代码和 UI 的双向定位等。 我们先看一看框架里一个小的方面就是 ArkUI JS 这个轻量级开发框架这套框架实际上是针对 Web 开发者的它采用的是一种类小程序、类 Web 范式的开发框架我们来看一看它的特征。这套框架是 ArcGIS 的框架普通的 Web 开发人员基本上 0 成本就可以上手开发它的开发模式就是 Web3 范式基本上跟小程序有点类似比如说界面层采用的是类似于标签的写法整体的样式采用 CSS整体逻辑方面使用 JS整个框架的前端采用了标准的 MVVM 模式。这个和前端小伙伴熟知的像 Vue 类似的框架是很相似的在布局方面它能做到很好的适配这是因为采用了和 W3C 同样的标准实现了一套布局方案基本上支持 Web 方面的布局比如 CS3 里面的 Flexbox 以及 Grid 布局。它也很好支持了像 JavaScript 里面的 ES6 的模块化和异步编程。以上是 ArkUI JS 的特性。 我们看一下 ArkUI JS 的架构图可以看到它是标准的前后端分离的架构模。整个 Ark 框架分为前端和后端前端主要是 JavaScrip 的前端框架它里面包含了一个轻量级的 MVVM 模式的前端框架以及一些组件库之类的东西后端是使用 C 编写的完全是华为自研的一套 ArkUI 后端体系。这个体系里包含的东西非常多比如 JS 引擎我们这幅图里使用的还是 JS 引擎但现在已经换成了 ArkCompiler也就是方舟编译器。它中间有一个中间转换层以及声明式后端引擎里面包含一些组件的布局和动画等东西。
还有统一的渲染引擎它包括很多扩展能力整个后端底层架构在跨平台的适配层上这是整个鸿蒙分布式的一套框架叫做 ACE跨平台的一套适配层上面有平台连接层通过连接层去连接后端分布式的一些东西。
ArkUI JS 的设计目标就是要让开发者容易上手使用基本上广大的 Web 开发者可以 0 成本转移到 ArkUI JS 上进行开发因为它的开发模式都是前端比较熟悉的。第二点就是强调高性能它整体的性能非常好的能够达到秒开的效果即两秒内能够打开。第三点要做到跨平台即整体要能够适配 18N 的设备还有另外一点是有比较好的 PC 实时预览能力。 我们大致来看一下这个更为详细的 ArkUI JS 运行流程图。这幅图里白线的部分是整个 ArkUI JS 的启动初始化流程黄线部分是 ArkUI JS 的页面加载渲染流程。首先 ArkUI JS 的启动是由平台对接层发起的这里包含 ACEACE 是鸿蒙的一套跨平台框架全称是 Ability Cross-platform Environment还有 ACEView 和 PlatformWindow 来启动整个窗口启动之后就会启动 ArkUI JS 的声明式后端引擎。声明式后端引擎里面主要包括几个主要线程一个是基础管理的 UI 线程另外一个是渲染构建的 UI 线程另外还有 IO 线程和 GPU 线程这是整个后端的结构。
后端引擎启动之后由基础的管理 UI 线程调用整个框架的前端可以看到前端框架里基本包含两个主要线程一个是 JS 的运行时它里面包含 JS 线程以及 DOM 类型的 UI 线程最重要的是 JS Framework它是一个大家比较熟悉的类似前端中 Vue 的框架是一个轻量级的框架它里面包含次数绑定、事件管理和生命周期相关的东西这一层需要和 DOM 进行映射整体的启动流程是由平台层发起由后端的基础管理线程驱动。整个框架的前端启动之后把整体的页面结构交给后端 UI 线程中的渲染构建线程进行三个数的映射即 Component 树、 Alignment 树和 Render 树映射包括布局的计算最终由 GPU 线程渲染到页面上就是这样一个流程。 我们看一个官方的开发实例比如说有一个音乐播放组件这个组件是一个多态的组件我们如图这样来使用它大家应该都比较熟悉这种类似于标签的写法把标签引入进来之后设备会自动进行布局适配这个代码非常简单。比如说我们要实现图中这个效果首先通过标签的方式在它的标签文件里面进行声明这种多态的布局支持媒体的查询这里完整地重构了一套 W3C 的布局整个开发过程中类似逻辑方面的实现是使用 JavaScrip 进行编写的最终的结果是我们这套代码能在多种终端上显示这套方案相对来说还是比较简单的。 我们再来看一看主要针对 iOS 和安卓的软件开发者的 ArkUI eTS 框架它是华为研发的一套声明式 UI 框架。开发这套框架主要有几个目的第一点是彻底删除 Java第二点是要优化 ArkUI JS 的性能第三点是要提升整体开发效率。
ArkUI eTS 在整体的设计方面首先是使用了声明式的 DSL也就是 Swift UI 的 DSL如果熟悉 Swift UI 就可以直接上手这个框架的开发另外一点是使用 TypeScript 这种强类型的开发语言因为 ArkUI JS 是针对 Web 开发者的它针对的是低端设备而不是富设备而 ArkUI eTS 是主要针对大型项目在高性能的富设备上运行的它首次使用了强类型的开发语言 TypeScript但是在 TypeScript 的基础上做了一些功能扩展比如加入了 VC 的闭包另外也同样采用了前后端解耦的模式主要目的是让这套前端框架能适配到其它不同的平台上比如说适配到 PC。另外 ArkUI eTS 使用了独立的渲染管线目的是优化渲染效果独立的渲染管线在应用端是一个独立的渲染线程这个线程能通过并行的方式让 CPU 给 GPU 提供更多的渲染素材以此提升框架整体的渲染效果这也是 ArkUI eTS 非常重要的设计。 上图从整个 ArkUI 的结构上与 Flutter 做了一个比较二者结构上有相似的地方Flutter 使用的是 Skia上面一层使用了 Flutter Framework再上层是 Flutter UI 这个组件。
ArkUI 使用的是 Ark Framework是华为重写的一套在 Skia 上层的框架整体上跟 Flutter 很相似因此 ArkUI 未来肯定能够同时支持 18N 设备也能支持 iOS 和安卓。 我们再来看一看 ArkUI eTS 的架构图可以看到它和 ArkUI JS 的架构基本类似也是由声明式前端以及声明式后端组成的语言运行时使用的是华为自研的方舟编译器包含了跨平台的调用支持 JS、eTS 以及 C 的混合编程自绘制的渲染管线用来提升整体的应用渲染效果。
底层使用了统一的渲染引擎前面说到它底层使用的是 Skia华为目前在自研新的渲染引擎未来研发成功之后会替代 Skia但是它也采用了整体统一的渲染引擎设计。这种设计的好处是能够避免重复渲染所有终端里的渲染需求都会统一提交给到渲染引擎使渲染效果得到提升。 可以看到整个 ArkUI eTS 框架在前端使用了新一代的声明式 UI 范式编译器采用了方舟 3.0 编译器使用这个编译器的好处是能够统一语言平台为华为未来自研的开发语言比如说仓颉语言留下空间支持多语言混合开发的模式。另外无须使用 Java Framework去掉了前端里的 JavaScript 引擎直接采用前端 DOM 和后端 element-tree 的映射方案来提升整体性能。 我们来看一下方舟编译器它是华为花了很大力气研发出的新一代编译器方舟编译器的主要目标是把方舟开发框架的前端像 Java、JS、TS 等其它 DSL 相关的东西通过方舟工具链编译成相应的 Binding Code并交给方舟运行时运行方舟编译器里实际还包含着一个编译器就是端内的 JIT 和 AOT然后再和方舟框架后端进行绑定。 这是新一代方舟编译器的整体效果我们可以比较一下 JS 和 Ark 方舟框架的代码量右边是新一代框架左边是老的框架也就是 JS 框架Ark 框架的整体代码量有非常大的缩减所以实际上提高了开发效率。
另外 Ark UI 除前端显示能力之外还提供了一些非常强大的能力比如说设备与网络的连接、应用管理的连接除此之外还提出了分布式的理念比如说能实现在框架的应用内启动远程设备能够对远程设备里运行的应用进行连接、调度、迁移以及进行数据库管理。 比如说一行代码就可以启动远程的页面非常简单还可以在两个应用之间通过 ArkUI API 实现分布式多设备自动连接还可以实现本地访问远程也就是一台设备是音箱另外一台设备是手机我可以直接播放手机上的歌曲。一会我们看一个案例实现了业务的迁移调度以及数据库的管理能力。 我们通过一个例子来看使用 ArkUI API 能做哪些事情这个案例使用 ArkUI 开发一个五子棋游戏这个五子棋游戏调用 Ark 分布式 API 来非常简单的实现数据同步和迁移比如把游戏从 A 设备迁移到 B 设备或者在多个设备之间迁移最主要的是能够保存状态。 然后再来看一个音乐播放的效果我们在 A 设备上播放音乐可以让它在手机上播放也可以在另外一台手机上播放或者在手表上播放能够自由的来回迁移这个也是非常重要的功能。 另外一个非常有意思的事情就是游戏比如说可以通过 ArkUI 为游戏开发一个类似于手柄的功能实际上只需要一行代码就能快速做出这种效果。 另外比如说画板也就是教育行业经常用到的画布非常容易通过 ArkUI API 的迁移或者流转功能实现同步。华为自用的鸿蒙操作系统和 OpenHarmony 之间的相互调用也使用的是 ArkUI API。 另外还有商业应用里使用的分布式点餐系统利用它的分布式数据库可以非常简单的实现协同。
ArkUI 在 OpenHarmony 上的实践和落地
最后再简单介绍下 ArkUI 在 OpenHarmony 上的实践落地。首先鸿蒙操作系统目前是分为华为自研的版本以及开源的 OpenHarmonyOpenHarmony 操作系统已经开源到 3.1 版本具备了一般的商业应用能力预计到 9 月份会发布 3.2 beta 版本这个版本功能会更加强大可商用性也会大大提升。
大家说只有操作系统没有机器和设备怎么办目前华为目前在开放原子基金会中支持的主流芯片应该超过了几十种这里列出三种一种是海思的 Hi3516 DV300 芯片主要应用于监控的场景另外像润和开发的 DAYU 200它使用的芯片是 RK35683568 是 3599 升级后的芯片另外还有海思的 3861 芯片现在应该有大量的设备已经支持了。 我们再来看一下目前 ArkUI 在 OpenHarmony 上面的能力现阶段除了支持 JS 开发之外还支持 C 的混合开发可以看到它已经支持了 NDK通过 XComponent 组件实现 JS 和 C 的开发这也是华为去 Java 化的第一步。 我们公司做的东西比较多同时也在参与鸿蒙 ArkUI 发行版的定制开展 OpenHarmony 的开发培训以及赋能定制 HarmonyOS Connect 计划里面的解决方案目前我们在很多领域做了大量的实践包括在教育、家居、医疗、少儿编程领域都有一些合作。
另外我们再看定制这块如果大家感兴趣可以去开放原子开源基金会的开源仓库里面下载这三个项目applications_launcher、applications_settings 和 systemui我们可以在开源项目基础之上定制在不同设备上的显示效果以及相关设置和 UI。
为了能让大家更好的学习鸿蒙 (OpenHarmony) 开发技术这边特意整理了《鸿蒙 (OpenHarmony)开发学习手册》共计890页希望对大家有所帮助https://qr21.cn/FV7h05
《鸿蒙 (OpenHarmony)开发学习手册》
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