【堅(jiān)果系列】OpenHarmony應(yīng)用開發(fā)【02】-OpenHarmony開源項(xiàng)目介紹

作者：堅(jiān)果

公眾號(hào)："大前端之旅"

OpenHarmony布道師，InfoQ簽約作者，CSDN博客專家，華為云享專家，阿里云專家博主，51CTO博客首席體驗(yàn)官，開源項(xiàng)目GVA成員之一，專注于大前端技術(shù)的分享，包括Flutter,鴻蒙，小程序,安卓，VUE，JavaScript。

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OpenHarmony應(yīng)用開發(fā)【01】-工具安裝環(huán)境配置

摘要：本文主要對(duì)OpenHarmony項(xiàng)目進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，同時(shí)了解開放原子開源基金會(huì)，以及OpenHarmony技術(shù)架構(gòu)，并進(jìn)一步了解技術(shù)特性，系統(tǒng)類型，以及它的多內(nèi)核，最后列出OpenHarmony目前支持的開發(fā)版。

接下來開始正文：

本節(jié)，都是純理論，可能會(huì)有點(diǎn)無聊，還是希望可以安靜看完哦。

項(xiàng)目介紹

上一節(jié)我們完成了工具準(zhǔn)備和環(huán)境配置接下來我們就一起來了解一下關(guān)于OpenHarmony的一些理論，對(duì)于 OpenHarmony，看“open”就知道是開源的意思，事實(shí)也是這樣的，關(guān)于Open，有著開放，公開，開源的意思，其實(shí)對(duì)于隨著軟件技術(shù)的發(fā)展，底層技術(shù)的發(fā)展主要有兩種趨勢(shì)，

第一種是閉源，軟件源代碼不公開，由專人開發(fā)推進(jìn)

第二種就是開源

開源有開放性，公開性，自發(fā)性，參與人員多樣性，以及興趣趨勢(shì)，所以開源在一定程度上質(zhì)量更高，成本更低。

好的說完開源，我們就來說OpenHarmony

從Open就可以看出，他是一個(gè)開源項(xiàng)目，是由華為雇了一幫人，然后由這些人commit代碼，最后華為把 HarmonyOS 中基礎(chǔ)功能提取出來，打包成功一個(gè)項(xiàng)目叫做“Openharmony” ，把 Openharmony 捐獻(xiàn)給了原子開源基金會(huì)。

OpenHarmony是由開放原子開源基金會(huì)孵化及運(yùn)營(yíng)的，未來華為也將持續(xù)為OpenHarmony開源項(xiàng)目貢獻(xiàn)代碼

目標(biāo)是面向全場(chǎng)景、全連接、全智能時(shí)代，基于開源的方式，搭建一個(gè)智能終端設(shè)備操作系統(tǒng)的框架和平臺(tái)，促進(jìn)萬物互聯(lián)產(chǎn)業(yè)的繁榮發(fā)展

所以大家有了了解了吧，OpenHarmony就是由開放原子開源基金會(huì)（OpenAtom Foundation）孵化及運(yùn)營(yíng)的開源項(xiàng)目，目標(biāo)是面向全場(chǎng)景、全連接、全智能時(shí)代，基于開源的方式，搭建一個(gè)智能終端設(shè)備操作系統(tǒng)的框架和平臺(tái)，促進(jìn)萬物互聯(lián)產(chǎn)業(yè)的繁榮發(fā)展。

然后來看一下OpenHarmony在代碼托管平臺(tái)Gitee的情況，

OpenHarmony目前是Gitee上最有價(jià)值的開源項(xiàng)目之一，倉(cāng)庫(kù)數(shù)436個(gè)，成員238人，star數(shù)19.4k，fork數(shù)29.8k，PR3.3k，無一不在說明他的開源價(jià)值和活躍度。

說OpenHarmony，就不得不提到一個(gè)組織，開放原子開源基金會(huì)

開放原子開源基金會(huì)

開放原子開源基金會(huì)是中國(guó)內(nèi)地首個(gè)開源領(lǐng)域的基金會(huì)，成立于2020年6月，由阿里巴巴、百度、華為、浪潮、360、騰訊、招商銀行等企業(yè)聯(lián)合發(fā)起，是在中華人民共和國(guó)民政部注冊(cè)的非營(yíng)利性獨(dú)立法人機(jī)構(gòu)。基金會(huì)涵蓋OpenHarmony、TecentOS Tiny、AliOS Things、UBLM、TKEstack、XuperChain等項(xiàng)目。

說完項(xiàng)目的簡(jiǎn)單介紹，以及開放原子開源基金會(huì)組織，也該到了了解OpenHarmony技術(shù)架構(gòu)的時(shí)間，

OpenHarmony技術(shù)架構(gòu)

OpenHarmony整體遵從分層設(shè)計(jì)，從下向上依次為：內(nèi)核層、系統(tǒng)服務(wù)層、框架層和應(yīng)用層四層。

系統(tǒng)功能按照“系統(tǒng) > 子系統(tǒng) > 組件”逐級(jí)展開，在多設(shè)備部署場(chǎng)景下，支持根據(jù)實(shí)際需求裁剪某些非必要的組件。

OpenHarmony技術(shù)架構(gòu)如上圖所示，大家在這里可以先記住這張圖。然后我們對(duì)內(nèi)核層、系統(tǒng)服務(wù)層、框架層以及應(yīng)用層四層進(jìn)行進(jìn)一步了解。

內(nèi)核層

內(nèi)核子系統(tǒng)：采用多內(nèi)核（Linux內(nèi)核或者LiteOS）設(shè)計(jì)，支持針對(duì)不同資源受限設(shè)備選用適合的OS內(nèi)核。內(nèi)核抽象層（KAL，Kernel Abstract Layer）通過屏蔽多內(nèi)核差異，對(duì)上層提供基礎(chǔ)的內(nèi)核能力，包括進(jìn)程/線程管理、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理和外設(shè)管理等。

驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)：驅(qū)動(dòng)框架（HDF）是系統(tǒng)硬件生態(tài)開放的基礎(chǔ)，提供統(tǒng)一外設(shè)訪問能力和驅(qū)動(dòng)開發(fā)、管理框架。

系統(tǒng)服務(wù)層

系統(tǒng)服務(wù)層是OpenHarmony的核心能力集合，通過框架層對(duì)應(yīng)用程序提供服務(wù)。該層包含以下幾個(gè)部分：

系統(tǒng)基本能力子系統(tǒng)集：為分布式應(yīng)用在多設(shè)備上的運(yùn)行、調(diào)度、遷移等操作提供了基礎(chǔ)能力，由分布式軟總線、分布式數(shù)據(jù)管理、分布式任務(wù)調(diào)度、公共基礎(chǔ)庫(kù)、多模輸入、圖形、安全、AI等子系統(tǒng)組成。

基礎(chǔ)軟件服務(wù)子系統(tǒng)集：提供公共的、通用的軟件服務(wù)，由事件通知、電話、多媒體、DFX（Design For X） 等子系統(tǒng)組成。

增強(qiáng)軟件服務(wù)子系統(tǒng)集：提供針對(duì)不同設(shè)備的、差異化的能力增強(qiáng)型軟件服務(wù)，由智慧屏專有業(yè)務(wù)、穿戴專有業(yè)務(wù)、IoT專有業(yè)務(wù)等子系統(tǒng)組成。

硬件服務(wù)子系統(tǒng)集：提供硬件服務(wù)，由位置服務(wù)、用戶IAM、穿戴專有硬件服務(wù)、IoT專有硬件服務(wù)等子系統(tǒng)組成。

根據(jù)不同設(shè)備形態(tài)的部署環(huán)境，基礎(chǔ)軟件服務(wù)子系統(tǒng)集、增強(qiáng)軟件服務(wù)子系統(tǒng)集、硬件服務(wù)子系統(tǒng)集內(nèi)部可以按子系統(tǒng)粒度裁剪，每個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)部又可以按功能粒度裁剪。

框架層

框架層為應(yīng)用開發(fā)提供了C/C++/JS等多語言的用戶程序框架和Ability框架，適用于JS語言的ArkUI框架，以及各種軟硬件服務(wù)對(duì)外開放的多語言框架API。根據(jù)系統(tǒng)的組件化裁剪程度，設(shè)備支持的API也會(huì)有所不同。

應(yīng)用層

應(yīng)用層包括系統(tǒng)應(yīng)用和第三方非系統(tǒng)應(yīng)用。應(yīng)用由一個(gè)或多個(gè)FA（Feature Ability）或PA（Particle Ability）組成。其中，F(xiàn)A有UI界面，提供與用戶交互的能力；而PA無UI界面，提供后臺(tái)運(yùn)行任務(wù)的能力以及統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問抽象。基于FA/PA開發(fā)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)特定的業(yè)務(wù)功能，支持跨設(shè)備調(diào)度與分發(fā)，為用戶提供一致、高效的應(yīng)用體驗(yàn)。

技術(shù)特性

OpenHarmony技術(shù)特性主要有三個(gè)方面，概括來說，就是硬件互助，資源共享；一次開發(fā)，多端部署；統(tǒng)一OS，彈性部署。

硬件互助，資源共享

主要通過下列模塊達(dá)成

分布式軟總線

分布式軟總線是多設(shè)備終端的統(tǒng)一基座，為設(shè)備間的無縫互聯(lián)提供了統(tǒng)一的分布式通信能力，能夠快速發(fā)現(xiàn)并連接設(shè)備，高效地傳輸任務(wù)和數(shù)據(jù)。

分布式數(shù)據(jù)管理

分布式數(shù)據(jù)管理位于基于分布式軟總線之上的能力，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)的分布式管理。用戶數(shù)據(jù)不再與單一物理設(shè)備綁定，業(yè)務(wù)邏輯與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分離，應(yīng)用跨設(shè)備運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)無縫銜接，為打造一致、流暢的用戶體驗(yàn)創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件

分布式任務(wù)調(diào)度

分布式任務(wù)調(diào)度基于分布式軟總線、分布式數(shù)據(jù)管理、分布式Profile等技術(shù)特性，構(gòu)建統(tǒng)一的分布式服務(wù)管理（發(fā)現(xiàn)、同步、注冊(cè)、調(diào)用）機(jī)制，支持對(duì)跨設(shè)備的應(yīng)用進(jìn)行遠(yuǎn)程啟動(dòng)、遠(yuǎn)程調(diào)用、綁定/解綁、以及遷移等操作，能夠根據(jù)不同設(shè)備的能力、位置、業(yè)務(wù)運(yùn)行狀態(tài)、資源使用情況并結(jié)合用戶的習(xí)慣和意圖，選擇最合適的設(shè)備運(yùn)行分布式任務(wù)

設(shè)備虛擬化

分布式設(shè)備虛擬化平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備的資源融合、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)處理，將周邊設(shè)備作為手機(jī)能力的延伸，共同形成一個(gè)超級(jí)虛擬終端。

一次開發(fā)，多端部署

OpenHarmony提供用戶程序框架、Ability框架以及UI框架，能夠保證開發(fā)的應(yīng)用在多終端運(yùn)行時(shí)保證一致性。一次開發(fā)、多端部署。

多終端軟件平臺(tái)API具備一致性，確保用戶程序的運(yùn)行兼容性。

支持在開發(fā)過程中預(yù)覽終端的能力適配情況（CPU/內(nèi)存/外設(shè)/軟件資源等）。

支持根據(jù)用戶程序與軟件平臺(tái)的兼容性來調(diào)度用戶呈現(xiàn)。

統(tǒng)一OS，彈性部署

OpenHarmony通過組件化和組件彈性化等設(shè)計(jì)方法，做到硬件資源的可大可小，在多種終端設(shè)備間，按需彈性部署，全面覆蓋了ARM、RISC-V、x86等各種CPU，從百KiB到GiB級(jí)別的RAM。

系統(tǒng)類型

OpenHarmony支持如下幾種系統(tǒng)類型：

輕量系統(tǒng)（mini system）

面向MCU類處理器例如Arm Cortex-M、RISC-V 32位的設(shè)備，硬件資源極其有限，支持的設(shè)備最小內(nèi)存為128KiB，可以提供多種輕量級(jí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，輕量級(jí)的圖形框架，以及豐富的IOT總線讀寫部件等。可支撐的產(chǎn)品如智能家居領(lǐng)域的連接類模組、傳感器設(shè)備、穿戴類設(shè)備等。

小型系統(tǒng)（small system）

面向應(yīng)用處理器例如Arm Cortex-A的設(shè)備，支持的設(shè)備最小內(nèi)存為1MiB，可以提供更高的安全能力、標(biāo)準(zhǔn)的圖形框架、視頻編解碼的多媒體能力。可支撐的產(chǎn)品如智能家居領(lǐng)域的IP Camera、電子貓眼、路由器以及智慧出行域的行車記錄儀等。

標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)（standard system）

面向應(yīng)用處理器例如Arm Cortex-A的設(shè)備，支持的設(shè)備最小內(nèi)存為128MiB，可以提供增強(qiáng)的交互能力、3D GPU以及硬件合成能力、更多控件以及動(dòng)效更豐富的圖形能力、完整的應(yīng)用框架。可支撐的產(chǎn)品如高端的冰箱顯示屏。

從上面的定義可以看出。內(nèi)存是限制系統(tǒng)類型的非常重要的一個(gè)指標(biāo)。

多內(nèi)核

我們可以把Open Harmony簡(jiǎn)單的分為

Open Harmony = Open Harmony 內(nèi)核態(tài)層 + Open Harmony 用戶態(tài)層

其中Open Harmony 內(nèi)核層就是上圖的紫色部分，可以看到，它主要由內(nèi)核本身（如Linux Kernel，LiteOS），和一些運(yùn)行在內(nèi)核態(tài)的一些特性組成，比如HDF等。

而Open Harmony用戶態(tài)層，在上圖，就是紫色之外的部分。可以看到，由下往上看，它主要由系統(tǒng)服務(wù)層，框架層，應(yīng)用層組成。在這兒我們將這三層整體稱為“Open Harmony 用戶態(tài)層”。

OpenHarmony內(nèi)核層是采用多內(nèi)核設(shè)計(jì)，支持針對(duì)不同資源受限設(shè)備選用適合的OS內(nèi)核。OpenHarmony提供了內(nèi)核抽象層（KAL，Kernel Abstract Layer）通過屏蔽多內(nèi)核差異，對(duì)上層提供基礎(chǔ)的內(nèi)核能力，在最上面的圖片中也可以看到OpenHarmony可以使用LiteOS或者Linux內(nèi)核，而OpenHarmony 輕量級(jí)內(nèi)核是基于IoT領(lǐng)域輕量級(jí)物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)Huawei LiteOS內(nèi)核演進(jìn)發(fā)展的新一代內(nèi)核，包含LiteOS-M和LiteOS-A兩類內(nèi)核。，所以借此，我們就來把多內(nèi)核相關(guān)的知識(shí)也了解了。

LiteOS-M內(nèi)核

LiteOS-M內(nèi)核是面向IoT領(lǐng)域構(gòu)建的輕量級(jí)物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)內(nèi)核，具有小體積、低功耗、高性能的特點(diǎn)。其代碼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要包括內(nèi)核最小功能集、內(nèi)核抽象層、可選組件以及工程目錄等。面向的MCU一般是百K級(jí)內(nèi)存，可支持MPU隔離，業(yè)界類似的內(nèi)核有FreeRTOS或ThreadX等。

LiteOS-A內(nèi)核

LiteOS-A內(nèi)核主要應(yīng)用于小型系統(tǒng)，面向設(shè)備一般是M級(jí)內(nèi)存，可支持MMU隔離，業(yè)界類似的內(nèi)核有Zircon或Darwin等。

Linux內(nèi)核

面向標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)類設(shè)備（參考內(nèi)存≥128MB），OpenHarmony選擇Linux內(nèi)核作為基礎(chǔ)內(nèi)核，可以對(duì)不同資源受限的設(shè)備產(chǎn)品配置出適合的OS內(nèi)核，為上層提供基礎(chǔ)的操作系統(tǒng)能力。OpenHarmony中Linux內(nèi)核從LTS版本中選擇合適的版本作為內(nèi)核的基礎(chǔ)版本。

了解完上面的這些，我們就來接著了解兩個(gè)概念，子系統(tǒng)和組件到底是什么？

子系統(tǒng)和組件到底是什么？

子系統(tǒng)

OpenHarmony整體遵從分層設(shè)計(jì)，從下向上依次為：內(nèi)核層、系統(tǒng)服務(wù)層、框架層和應(yīng)用層。系統(tǒng)功能按照“系統(tǒng) > 子系統(tǒng) > 組件”逐級(jí)展開，在多設(shè)備部署場(chǎng)景下，支持根據(jù)實(shí)際需求裁剪某些非必要的組件。子系統(tǒng)是一個(gè)邏輯概念，它具體由對(duì)應(yīng)的組件構(gòu)成。

組件

對(duì)子系統(tǒng)的進(jìn)一步拆分，可復(fù)用的軟件單元，它包含源碼、配置文件、資源文件和編譯腳本；能獨(dú)立構(gòu)建，以二進(jìn)制方式集成，具備獨(dú)立驗(yàn)證能力的二進(jìn)制單元。

上一節(jié)在OpenHarmony環(huán)境搭建中也說了OpenHarmony目前支持的開發(fā)版類型，在本文中，我會(huì)單獨(dú)列出。

支持的開發(fā)板

當(dāng)前OpenHarmony支持以下6款開發(fā)板，具體介紹如下：

我手頭目前有的是DA YU200的板子，這兒要感謝一下潤(rùn)和軟件和社區(qū)，后面的組件學(xué)習(xí)更多的我也會(huì)基于DA YU200來實(shí)現(xiàn)。

可能剛?cè)胧值腄A YU200的板子，系統(tǒng)不是最新的，這個(gè)時(shí)候拿到板子之后，之后先燒錄。

總結(jié)

因?yàn)檫@篇文章都是一些理論，但是也是很重要的，比如我們了解了OpenHarmony整體遵從分層設(shè)計(jì)，從下向上依次為：內(nèi)核層、系統(tǒng)服務(wù)層、框架層和應(yīng)用層四層，Open Harmony = Open Harmony 內(nèi)核態(tài)層 + Open Harmony 用戶態(tài)層，OpenHarmony技術(shù)特性，概括來說，就是硬件互助，資源共享；一次開發(fā)，多端部署；統(tǒng)一OS，彈性部署，以及多內(nèi)核，子系統(tǒng)和組件到底是什么？等重要問題，最后列出目前支持的六種主流板子。

參考

OpenHarmony中相關(guān)的子系統(tǒng)

潤(rùn)和軟件

DAYU200

DAYU200燒錄工具和指南