华为鸿蒙OS基础教程之第一天初识_开源鸿蒙协议

前言

随着国产化形势的盛行，华为作为国内再OS自主研发的第一阵营，发布的harmonyos已基本全部重构，随着近期日益成熟的产品性能提升，鸿蒙国内生态也开始蓬勃发展，2024年1月18日，华为宣布，不再兼容安卓的“纯血鸿蒙”HarmonyOS NEXT鸿蒙星河版（以下简称“HarmonyOS NEXT”）面世。鸿蒙OS也成为继IOS，Android后的第3大终端OS系统，尤其在未来面“万物互联”的畅享场景下，HarmonyOS已定位为向万物智能互联的全场景分布式操作系统，支持手机、平板、智能穿戴、智慧屏甚至是车机等各种终端。HarmonyOS技术架构支撑1+8+N战略：1为手机，8为平板、PC、穿戴、智慧屏、AI音箱、耳机、VR、车机，N为万物互联。

HarmonyOS实现了AI框架、大模型、设计系统、编程框架、编程语言、编译器等全栈自研，有核心技术、全栈能力、底座和生态，是真正的操作系统，而非像其他手机操作系统一样，仅是‘套壳’安卓。尤其HarmonyOS NEXT作为原生鸿蒙，其系统底座全栈自研，去掉了传统的AOSP （Android 开放源代码项目）代码，仅支持鸿蒙内核和鸿蒙系统的应用，将不再兼容安卓应用，减少了40%的冗余代码后，HarmonyOS NEXT的系统流畅度、能效、纯净安全特性等提升显著。HarmonyOS采用Apache licence开源协议，全球开发者均可以使用鸿蒙开源工具包开发各式应用，HarmonyOS生态已经发展了1000多个智能软硬件合作伙伴，50多个芯片解决方案合作伙伴。2024年1月18日，华为在深圳举行“鸿蒙生态千帆启航”发布会，正式发布，宣布HarmonyOS NEXT鸿蒙星河版面向开发者开放申请。

作为OS爱好或程序员，我们需要了解或掌握以下内容：

• ArkTS语言。
• ArkUI声明式UI开发容器、绘制、画布组件，动画、弹窗等。
• Stage模型，网络、数据通知与窗口管理，电话服务等。
• OpenHarmony的多媒体技术:音频、视频、图片、相机、媒体 会话等 。
• OpenHarmony进程通信、安全技能、任务管理、WebGL、应用测试等。
• OpenHarmony系统移植、裁剪定制等。
• OpenHarmony南向内核开发。

关联资源：官网、codelabs、Mass、社区博客、开发文档

一、OS介绍

1.1、鸿蒙系统（HarmonyOS）特征及基本概念：

1、搭载该操作系统的设备在系统层面融为一体、形成超级终端，让设备的硬件能力可以弹性扩展，实现设备之硬件互助，资源共享（多种设备之间能够实现硬件互助、资源共享，依赖的关键技术包括分布式软总线、分布式设备虚拟化、分布式数据管理、分布式任务调度等）。

2、面向开发者，实现一次开发，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，能够实现应用的一次开发、多端部署，提升了跨设备应用的开发效率）。

3、一套操作系统可以满足不同能力的设备需求，实现统一OS，弹性部署。

1.2、OS架构

HarmonyOS整体遵从分层设计，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。如下所示：

HarmonyOS提供了支持多种开发语言的API，供开发者进行应用开发。支持的开发语言包括ArkTS、ArkJS（JavaScript）、C/C++ 、Java。更多参看鸿蒙课堂。

• 内核层

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，Kernel Abstract Layer）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、网络管理和外设管理等。

驱动子系统：Hardware Driver Foundation，硬件驱动框架（HDF），用于提供统一外设访问能力和驱动开发、管理框架，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。

• 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。该层包含以下几个部分：

系统基本能力子系统集：为分布式应用在HarmonyOS多设备上的运行、调度、迁移等操作提供了基础能力，由分布式软总线、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等子系统组成。其中，方舟运行时提供了C/C++/JS多语言运行时和基础的系统类库，也为使用方舟编译器静态化的Java程序（即应用程序或框架层中使用Java语言开发的部分）提供运行时。

基础软件服务子系统集：为HarmonyOS提供公共的、通用的软件服务，由事件通知、电话、多媒体、DFX（Design For X） 、MSDP&DV等子系统组成。

增强软件服务子系统集：为HarmonyOS提供针对不同设备的、差异化的能力增强型软件服务，由智慧屏专有业务、穿戴专有业务、IoT专有业务等子系统组成。

硬件服务子系统集：为HarmonyOS提供硬件服务，由位置服务、生物特征识别、穿戴专有硬件服务、IoT专有硬件服务等子系统组成。

• MSDP (Mobile Sensing Development Platform，移动感知平台)。MSDP子系统提供分布式融合感知能力，借助HarmonyOS分布式能力，汇总融合来自多个设备的多种感知源，从而精确感知用户的空间状态、移动状态、手势、运动健康等多种状态，构建全场景泛在基础感知能力，支撑智慧生活新体验。

DV (Device Virtualization，设备虚拟化)通过虚拟化技术可以实现不同设备的能力和资源融合。根据不同设备形态的部署环境，基础软件服务子系统集、增强软件服务子系统集、硬件服务子系统集内部可以按子系统粒度裁剪，每个子系统内部又可以按功能粒度裁剪。

• 框架层

框架层为HarmonyOS应用开发提供了ArkTS/JS/C/C++/Java等多语言的用户程序框架，两种UI框架（包括适用于ArkTS/JS语言的方舟开发框架即ArkUI、适用于Java语言的Java UI框架），以及各种软硬件服务对外开放的多语言框架API。根据系统的组件化裁剪程度，HarmonyOS设备支持的API也会有所不同。

• 应用层

应用层包括系统应用和第三方非系统应用。HarmonyOS的应用由一个或多个FA（Feature Ability）或PA（Particle Ability）组成。其中，FA有UI界面，提供与用户交互的能力；而PA无UI界面，提供后台运行任务的能力以及统一的数据访问抽象。FA在进行用户交互时所需的后台数据访问也需要由对应的PA提供支撑。基于FA/PA开发的应用，能够实现特定的业务功能，支持跨设备调度与分发，为用户提供一致、高效的应用体验。

• FA (Feature Ability，元服务)，代表有界面的Ability，用于与用户进行交互。
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• PA(Particle Ability，元能力)，代表无界面的Ability，主要为Feature Ability提供支持，例如作为后台服务提供计算能力，或作为数据仓库提供数据访问能力。

1.3、开发工具（IDE）：DevEco Studio

下载地址：https://developer.harmonyos.com/cn/develop/deveco-studio#download；DevEco Studio是面向HarmonyOS应用及元服务开发者提供的集成开发环境(IDE)，DevEco Studio 3.1配套支持HarmonyOS 3.1及以下版本的应用及服务开发。更多参见：DevEco Studio 常见问题（持续更新）。





注意：下图中Compile SDK是编译的API版本，这里默认选择API9。


安装本地模拟器，然后就可运行工程：

1）单击顶部工具栏Tools>Device Manager，选择Local Emulator，设置合适的Local Emulator Location存储地址，然后单击’+New Emulator’；比如这里选择Huawei_Phone手机模拟器，单击’Next’，就进入了模拟器下载页，下载完成后，进行创建相应的手机模拟器，单击Finish完成创建。



之后写完主程序后，即entry代码段，运行时就可选用上述模拟器来运行进行预览，如下所示：

二、开发入门

2.1、工程目录

案例1：还是以Hello world这个工程为例，这是官方的，如下所示：

其中各目录作用如下：

• AppScope中存放应用全局所需要的资源文件。
• entry是该（工程）应用的主模块，存放HarmonyOS应用的代码、资源等。
• oh_modules是工程的依赖包，存放工程依赖的源文件。
• build-profile.json5是工程级配置信息，包括签名、产品配置等。
• hvigorfile.ts是工程级编译构建任务脚本，hvigor是基于任务管理机制实现的一款全新的自动化构建工具，主要提供任务注册编排**，工程模型管理、配置管理等核心能力。
• oh-package.json5是工程级依赖配置文件，用于记录引入包的配置信息。

2.2、从鸿蒙应用看工程目录

鸿蒙APP是由一个或多个HAP（Harmony Ability Package）包以及描述APP Pack属性的pack.info文件组成的；一个HAP在工程目录中对应一个Module，它是由代码、资源、第三方库及应用/服务配置文件组成，HAP可以分为Entry和Feature两种类型。

• Entry：应用/服务的主模块，可独立安装运行。一个APP中，对于同一类型的设备，可以包含一个或多个Entry类型的HAP，如果同一类型的设备包含多个Entry模块，需要配置distroFilter分发规则，使得应用市场在做应用的云端分发时，对该设备类型下不同规格的设备进行分发。
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• Feature：应用/服务的动态特性模块。一个APP可以包含零到多个Feature类型的HAP。只有包含Ability的HAP才能够独立运行。

而基于Stage模型和FA模型开发的应用