harmony 鸿蒙概述

2022-08-09
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概述

用户程序框架是OpenHarmony为开发者提供开发OpenHarmony应用的开发框架，包含两个子系统：Ability子系统和包管理子系统。

基本概念

开发者在开发前需要先了解以下基本概念，方便开发者更好的理解OpenHarmony用户程序框架。

Ability子系统

Ability子系统是管理OpenHarmony应用运行状态的开发框架。

图1 Ability子系统框架图

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Ability：系统调度应用的最小单元，是能够完成一个独立功能的组件，一个应用可以包含一个或多个Ability。Ability分为两种类型：Page类型的Ability和Service类型的Ability。
- Page类型的Ability：带有界面，为用户提供人机交互的能力。
- Service类型的Ability：不带界面，为用户提供后台任务机制。
AbilitySlice：单个页面及其控制逻辑的总和，是Page类型Ability特有的组件，一个Page类型的Ability可以包含多个AbilitySlice，此时，这些页面提供的业务能力应当是高度相关的。

图2 Ability与AbilitySlice的关系图
生命周期：Ability被调度到启动、激活、隐藏和退出等各个状态的统称。

图3 Ability生命周期流转
- OnStart() 系统首次创建Page实例时触发该回调。对于一个Page实例，该回调在其生命周期过程中仅触发一次，Page在该逻辑后进入INACTIVE状态。开发者必须重写该方法，并在此配置默认展示的AbilitySlice。
- OnActive() Page会在进入INACTIVE状态后来到前台，然后系统调用此回调。Page在此之后进入ACTIVE状态，该状态是应用与用户交互的状态。Page将保持在此状态，除非某类事件发生导致Page失去焦点，比如用户点击返回键或导航到其他Page。
当此类事件发生时，会触发Page回到INACTIVE状态，系统将调用OnInactive()回调。此后，Page可能重新回到ACTIVE状态，系统将再次调用OnActive()回调。因此，开发者通常需要成对实现OnActive()和OnInactive()，并在OnActive()中获取在OnInactive()中被释放的资源。
- OnInactive() 当Page失去焦点时，系统将调用此回调，此后Page进入INACTIVE状态。开发者可以在此回调中实现Page失去焦点时应表现的恰当行为。
- OnBackground() 如果Page不再对用户可见，系统将可能根据资源状况调用此回调，此后Page进入BACKGROUND状态。开发者应该在此回调中释放Page不可见时无用的资源，或在此回调中执行较为耗时的状态保存操作。
- OnForeground() 处于BACKGROUND状态的Page仍然驻留在内存中，当重新回到前台时（比如用户重新导航到此Page），系统将先调用OnForeground()回调使Page回到INACTIVE状态，然后调用OnActive()回调使Page回到ACTIVE状态。开发者应当在此回调中重新申请在OnBackground()中释放的资源。轻量化设备目前不支持该接口。
- OnStop() 此回调表示系统正在销毁Page。销毁Page的可能原因包括：
- 用户通过系统管理能力显式关闭Page，例如使用任务管理器关闭Page。
- 用户行为触发Page的TerminateAbility()方法调用，例如使用应用的退出功能。
- 配置变更导致系统暂时销毁Page并重建。
- 系统出于资源管理目的，自动触发对处于BACKGROUND状态Page的销毁。
AbilityKit：Ability框架提供给开发者的开发包，开发者基于该开发包可以开发出基于Ability组件的应用。基于Ability组件开发的应用有两种类型：基于JavaScript语言开发的Ability（JS Ability）和基于C/C++语言开发的Ability（Native Ability）。JS应用开发框架是开发者开发JS Ability所用到框架，是在AbilityKit基础封装的包含JS UI组件的一套方便开发者能够迅速开发Ability应用的框架。
AbilityLoader：负责注册和加载开发者Ability的模块。开发者开发的Ability先要调用AbilityLoader的注册接口注册到框架中，接着Ability启动时会被实例化。
AbilityManager：负责AbilityKit和Ability管理服务进行IPC的通信。
EventHandler：AbilityKit提供给开发者的用于在Ability中实现线程间通信的一个模块。
AbilityManagerService：元能力运行管理服务。该服务用于协调各Ability运行关系、及生命周期进行调度的系统服务。其中，服务启动模块负责Ability管理服务的启动、注册等。服务接口管理模块负责Ability管理服务对外能力的管理。进程管理模块负责Ability应用所在进程的启动和销毁、及其进程信息维护等功能。Ability栈管理模块负责维护各个Ability之间跳转的先后关系。生命周期调度模块是Ability管理服务根据系统当前的操作调度Ability进入相应的状态的模块。连接管理模块是Ability管理服务对Service类型Ability连接管理的模块。
AppSpawn：负责创建Ability应用所在进程的系统服务，该服务有较高的权限，为Ability应用设置相应的权限，并预加载一些通用的模块，加速应用的启动。

包管理子系统

包管理子系统是OpenHarmony为开发者提供的安装包管理框架。

图4 包管理子系统框架图

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BundleKit：是包管理服务对外提供的接口，有安装/卸载接口、包信息查询接口、包状态变化listen接口。
包扫描器：用来解析本地预制或者安装的安装包，提取里面的各种信息，供管理子模块进行管理，持久化。
包安装子模块：安装，卸载，升级一个包。包安装服务是一个单独进程和包管理服务通过IPC进行通信，该服务用于创建、删除安装目录和数据目录等，具有较高的权限。
包管理子模块：管理安装包相关的信息，存储持久化包信息。
包安全管理子模块：签名检查、权限授予、权限管理。

运作机制

Ability子系统的核心模块是Ability管理服务、包管理子系统的核心模块是包管理服务，这两个服务是系统级服务，借助系统服务框架SAMgr实现服务的注册与发现，并对其他进程提供Ability管理服务和包管理服务。Ability管理服务和包管理服务通过AbilityKit和BundleKit以接口的形式向外提供服务。

图5 Ability管理服务和包管理服务启动

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Ability管理服务和包管理服务启动后，就可以安装OpenHarmony应用和启动运行OpenHarmony应用。

图6 应用启动流程

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桌面为Ability管理服务启动的第一个OpenHarmony应用。桌面启动后，用户可以在桌面上点击安装的OpenHarmony应用并启动该应用。上图6为从桌面启动一个已安装应用的交互流程。

从图中可知，Ability管理服务负责协调Ability之间的显示隐藏，包管理服务负责Ability信息的存储查询。

约束与限制

语言版本
- C++11版本或以上
框架针对不同的芯片平台和底层OS能力，规格有所区别
- Cortex-M RAM/ROM：
  - RAM：建议大于20K
  - ROM: > 300K （包含JS应用开发框架，UIKit及引擎等强相关子系统）
- Cortex-A RAM/ROM:
  - RAM：建议大于2M
  - ROM：> 2M （包含JS应用开发框架，UIKit及引擎等强相关子系统）