第1章 HarmonyOS 简介HarmonyOS 学习系统 | 阶段一入门筑基期建议学习时长1-2 周学习目标序号能力1了解 HarmonyOS 产生的历史背景与现实动因2理解 HarmonyOS 三大核心特性硬件互助、一次开发、弹性部署3掌握 HarmonyOS 四层技术架构各层职责与核心组件4能区分鸿蒙生态、OpenHarmony 与 HarmonyOS 三者关系核心图解内容讲解1.1 产生的背景为什么需要 HarmonyOS想象你有一个大家族每个人都有不同的技能爷爷擅长做饭妈妈擅长理财爸爸擅长修东西。但每个人都只用自己的方式沟通互不统属——这就像当前的手机、平板、手表、电视各自运行不同的操作系统设备之间语言不通。HarmonyOS 就像是给这个家族请了一位超级管家他统一了所有人的沟通方式分布式软总线把每个人的技能汇总成一个技能池硬件互助资源共享无论你在厨房还是客厅都能随时调用任何人的能力。你走进厨房用手机碰一下微波炉微波炉就自动联网——管家帮你搞定了一切。早在 1999 年时任中国科技部部长徐冠华曾说中国信息产业缺芯少魂——芯指芯片魂指操作系统。二十多年过去这个问题依然存在。2019 年 5 月 15 日美国商务部将华为及 70 家关联企业列入实体清单Entities List谷歌暂停了与华为的部分合作华为手机面临无法升级 Android 版本和搭载谷歌服务的困境。为了避免被人卡脖子华为公开了自己的秘密武器——HarmonyOS。其实早在2016 年 5 月自研操作系统就已经在华为内部立项。2019 年 8 月 9 日HarmonyOS 在华为开发者大会上首次公开亮相。2021 年 6 月 2 日HarmonyOS 2 正式版发布支持超过百款设备升级。什么是 HarmonyOSHarmonyOS鸿蒙系统是一个面向全场景的分布式操作系统。它以人为中心将人、设备、场景有机地联系在一起尤其面向 IoT 领域将多种智能设备的体验实现系统级融合。对消费者而言HarmonyOS 从根本上解决了多终端体验割裂的问题对开发者而言HarmonyOS 提供了统一的超级终端开发平台应用开发与设备形态差异无关对设备开发者而言HarmonyOS 采用组件化设计可按需裁剪以满足不同设备的需求。1.2 核心特性1.2.1 硬件互助资源共享HarmonyOS 把各终端硬件的能力虚拟成可共享的能力资源池。各终端实现了硬件互助、资源共享应用拥有调用远程终端的能力像调用本地终端一样方便。主要基于以下四项技术实现技术作用生活类比分布式软总线设备间快速发现、连接、传输家族群聊群——所有人实时在线互通消息分布式设备虚拟化多设备融合为超级虚拟终端技能池——任何人的技能可以被其他人借用分布式数据管理跨设备数据无缝访问家庭共享冰箱——谁做的菜全家都能吃分布式任务调度跨设备远程启动、调用、迁移智能分工——谁有空谁干活儿自动分配分布式软总线是多种终端设备的统一基座为设备之间的互联互通提供了统一的分布式通信能力能够快速发现并连接设备高效地分发任务和传输数据。分布式设备虚拟化平台可以实现不同设备的资源融合、设备管理、数据处理多种设备共同形成一个超级虚拟终端。例如传统的无人机视频分享需要先保存再通过通信软件发送而分布式设备虚拟化后无人机可以直接被当作手机的一个摄像头在视频通话中实时分享。分布式数据管理基于分布式软总线的能力实现应用程序数据和用户数据的分布式管理。用户数据不再与单一物理设备绑定业务逻辑与数据存储分离应用跨设备运行时数据无缝衔接。分布式任务调度构建统一的分布式服务管理机制支持对跨设备的应用进行远程启动、远程调用、远程连接以及迁移等操作能够根据不同设备的能力、位置、业务运行状态选择合适的设备运行分布式任务。1.2.2 一次开发多端部署HarmonyOS 提供了用户程序框架、Ability 框架以及 UI 框架支持应用开发过程中多终端的业务逻辑和界面逻辑进行复用。开发者只需开发一次即可部署到手机、平板、智慧屏、车机、穿戴设备等多种终端。1.2.3 统一 OS弹性部署HarmonyOS 通过组件化和小型化设计支持多种终端设备按需弹性部署。组件可有可无、“可大可小”、“平台可大可小”——根据硬件的形态和资源灵活裁剪。1.3 技术架构HarmonyOS 整体遵从分层架构设计从下向上依次为内核层、系统服务层、框架层和应用层。系统功能按照系统 → 子系统 → 功能/模块逐级展开在多设备部署场景下支持根据实际需求裁剪某些非必要的子系统或功能/模块。1.3.1 内核层内核层主要分为两部分内核子系统HarmonyOS 采用多内核设计支持针对不同资源受限设备选用适合的 OS 内核。内核抽象层KAL通过屏蔽多内核差异对上层提供基础的内核能力包括进程/线程管理、内存管理、文件系统管理、网络管理和外设管理等。轻量设备可选用 LiteOS富设备可选用 Linux Kernel。驱动子系统鸿蒙驱动框架HDF是 HarmonyOS 硬件生态开放的基础提供统一外设访问能力和驱动开发、管理框架。1.3.2 系统服务层系统服务层是 HarmonyOS 的核心能力集合通过框架层对应用程序提供服务。该层包含以下几部分系统基本能力子系统集分布式软总线、分布式数据管理、分布式任务调度、方舟多语言运行时、公共基础库、多模输入、图形、安全、AI 等子系统。基础软件服务子系统集事件通知、电话、多媒体、DFX 等子系统。增强软件服务子系统集智慧屏专有业务、穿戴专有业务、IoT 专有业务等子系统。硬件服务子系统集位置服务、生物特征识别、穿戴专有硬件服务等子系统。1.3.3 框架层框架层为 HarmonyOS 应用开发提供了 Java/C/C/JS 等多语言的用户程序框架和 Ability 框架、两种 UI 框架Java UI 框架和 JS UI 框架以及多语言运行时。1.3.4 应用层应用层包括系统应用、第三方应用、原子化服务和跨端迁移应用是用户直接接触的层面。1.4 生态体系HarmonyOS 生态中有三个重要概念需要区分概念性质管理方说明鸿蒙生态整体生态-包含 OpenHarmony HarmonyOS 开发工具 开发库OpenHarmony开源项目开放原子开源基金会HarmonyOS 的底座华为捐献基础能力项目地址 gitee.com/openharmonyHarmonyOS商用版本华为基于 OpenHarmony AOSP 的商用发行版手机和平板能运行 Android 应用是因为实现了 AOSP 的运行需要注意OpenHarmony 暂时还没有中文名字核心贡献主力目前还是华为。HarmonyOS 不是开源项目而是商用版本它包含了华为自家的商业增强部分。代码速查卡概念一句话总结分布式软总线多设备统一通信基座提供发现、连接、传输能力分布式设备虚拟化多设备融合为超级虚拟终端硬件能力可跨设备调用分布式数据管理跨设备数据无缝访问数据不与单一设备绑定分布式任务调度支持远程启动、调用、连接、迁移等跨设备操作KAL (内核抽象层)屏蔽多内核差异向上提供统一的内核能力接口HDF (驱动框架)统一外设访问能力和驱动开发管理框架OpenHarmony华为捐献基础能力的开源项目HarmonyOS 的底座与 Android/iOS 对比特性HarmonyOSAndroidiOS设计理念面向全场景的分布式 OS移动设备 OS移动设备 OS内核设计多内核可选用不同内核Linux 宏内核混合内核XNU多设备支持手机/平板/手表/电视/车机/IoT手机/平板/电视/手表/车机手机/平板/手表/电视跨设备协同系统级分布式能力核心特性有限需第三方应用有限仅 Apple 生态开源情况OpenHarmony 开源AOSP 开源闭源开发语言Java/JS/C/CJava/Kotlin/CSwift/Obj-CUI 框架Java UI JS UIView/ComposeUIKit/SwiftUI弹性部署支持组件化按需裁剪不支持不支持⚠️ 踩坑回忆录刚接触鸿蒙的时候我跟很多同学一样以为 HarmonyOS 就是华为版的 Android。直到有一次面试被问到鸿蒙和 Android 的内核有什么区别我支支吾吾半天没答上来。后来深入研究才知道HarmonyOS 采用的是多内核设计KAL 屏蔽差异可以根据设备资源选择不同的内核——轻量设备用 LiteOS富设备用 Linux Kernel。而 Android 始终是 Linux 宏内核。这个区别看似小实际上决定了鸿蒙弹性部署的核心能力。千万别把鸿蒙简单理解为 Android 换皮还有一个常见的误解很多人以为 HarmonyOS 开源了。其实开源的是OpenHarmony而 HarmonyOS 是华为基于 OpenHarmony AOSP 的商用发行版两者是不同的东西。面试时如果混淆了这两个概念会显得很不专业。必做实操任务序号任务难度1画出 HarmonyOS 四层架构图标注各层核心组件★★☆2用自己的话向朋友解释分布式软总线的概念★☆☆3对比列表HarmonyOS vs Android 在架构设计上的 5 个关键差异★★☆4查阅 OpenHarmony 官方仓库了解其项目结构★★☆5列举 3 个日常生活中可以用到 HarmonyOS 分布式能力的场景★☆☆学习检查清单能解释 HarmonyOS 产生的历史背景和现实动因能说出 HarmonyOS 四层架构各层职责能列举分布式软总线、设备虚拟化、数据管理、任务调度各自的作用能区分 OpenHarmony 和 HarmonyOS 的关系能说出 HarmonyOS 三大核心特性能解释弹性部署的含义和实现方式能在面试中清晰区分 HarmonyOS 与 Android 的核心差异进阶方向深入研究 OpenHarmony 开源项目https://gitee.com/openharmony了解 HarmonyOS NEXT纯血鸿蒙的最新发展阅读分布式系统相关书籍理解分布式技术底层原理
