初识HarmonyOS

文章目录

本章节目标
一、 HarmonyOS简介
二、HarmonyOS架构与安全
三、HarmonyOS关键特性
四、HarmonyOS生态
五、本章总结

HarmonyOS是一款面向万物互联时代的、全新的 分布式操作系统。

在传统的单设备系统能力的基础上，HarmonyOS提出了基于同一套系统能力、适配多种终端形态的分布式理念，能够支持手机、平板、智能穿戴、智慧屏、车机等多种终端设备。

本章为HarmonyOS移动应用开发的第一章内容，主要介绍HarmonyOS分布式操作系统的概念、关键技术能力以及HarmonyOS典型的应用场景。

本章节目标

了解HarmonyOS的相关概念和产品定位；
了解HarmonyOS的技术架构；
了解HarmonyOS的关键特性。

一、 HarmonyOS简介

HarmonyOS小场景 - 导航信息流转

HarmonyOS与地图应用深度融合，实现手机+手表的无缝导航信息流转。
- 讨论：场景中需要实现哪些功能点？
信息的传递协议：  Wi-Fi、蓝牙、移动网络等；

信息的精准传递：  设备绑定、信息认证等；

场景切换的判断：  是否流转的判定条件；
HarmonyOS是全场景分布式智慧系统
HarmonyOS是一款面向万物互联时代的、全新的分布式操作系统。

HarmonyOS系统定位

HarmonyOS是一款面向万物互联的操作系统。

HarmonyOS典型应用场景

HarmonyOS以手机为核心，构建1+8+N全场景应用。

HarmonyOS典型应用场景 - 全新办公模式

PC+手机构建具有强大通信能力、高效人机交互和丰富应用生态的新设备。

HarmonyOS典型应用场景 - 跨设备信息流转

手机到手表跨设备业务流转，开创新的生活方式。

二、HarmonyOS架构与安全

1. HarmonyOS架构解析

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。

内核层

内核层主要包括内核子系统和驱动子系统两个部分。

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，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：硬件驱动框架(HDF，Hardware Driver Framework)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。

统一驱动框架：驱动与内核解耦，支持运行动态加载，让更多 IoT设备接入超级终端

通过将平台和系统接口进行解耦，来构建统一的驱动平台底座去兼容如Linux、LiteOS等不同内核；
支撑百K级~G级容量的1+8+N设备部署；
根据不同设备形态，支持用户态部署和内核态部署

系统服务层

根据不同设备形态的部署环境，各个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：

用户程序框架：支持Java/C/C++/JS等多种语言；
Ability框架：应用所具备能力的抽象；
两种UI框架：适用于Java语言的Java UI框架和适用于JS语言的JS UI框架；
多语言框架API：支持多种软硬件服务对外开放的语言框架。

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扩展/第三方非系统应用。

HarmonyOS的应用分为一个或多个FA(Feature Ability)或PA(Particle Ability)组成。

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

应用服务智能分发

基于FA/PA构建的新型应用生态，能够实现三方服务跨设备智能分发，提供一致、高效的用户体验。

2. HarmonyOS系统安全

在搭载HarmonyOS的分布式终端上，可以保证“正确的人，通过正确的设备，正确地使用数据” 。

通过“分布式多端协同身份认证”来保证“正确的人”；
通过“在分布式终端上构筑可信运行环境”来保证“正确的设备”；
通过“分布式数据在跨终端流动的过程中，对数据进行分类分级管理”来保证“正确地使用数据”。

正确的人

在分布式终端场景下， “正确的人”指通过身份认证的数据访问者和业务操作者。 “正确的人”是确保用户数据不被非法访问、用户隐私不泄露的前提条件。HarmonyOS通过以下三个方面来实现协同身份认证：零信任模型多因素融合认证协同互助认证

正确的设备

在分布式终端场景下，只有保证用户使用的设备是安全可靠的，才能保证用户数据在虚拟终端上得到有效保护，避免用户隐私泄露。HarmonyOS通过以下三个方面来确保设备可靠：

设备证书使用示意图

在必须传输用户的敏感数据（如密钥、加密的生物特征等信息）时，会在使用设备证书进行安全环境验证后，建立从一个设备的TEE到另一设备的TEE之间的安全通道，实现安全传输。

正确地使用数据

在分布式终端场景下，需要确保用户能够正确地使用数据。HarmonyOS围绕数据的生成、存储、使用、传输以及销毁过程进行全生命周期的保护，从而保证个人数据与隐私、以及系统的机密数据（如密钥）不泄漏。

三、HarmonyOS关键特性

1. 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，主要依赖以下四个关键分布式技术。

分布式软总线

分布式软总线是手机、平板、智能穿戴、智慧屏、车机等分布式设备的通信基座，为设备之间的互联互通提供了统一的分布式通信能力，为设备之间的无感发现和零等待传输创造了条件。开发者只需聚焦于业务逻辑的实现，无需关注组网方式与底层协议。

不同设备组成超级终端的核心基础能力，无感自组网

自发现&连接

分布式软总线提出自动发现设备，实现用户零等待的自发现体验，附近同账号的设备自动发现无需等待，自动安全连接。

多设备互联、组网

分布式软总线提出了异构网络组网，自动构建一个逻辑全连接网络，以解决设备间不同协议交互的问题。

分布式设备虚拟化

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。
针对不同类型的任务，为用户匹配并选择能力合适的执行硬件，让业务连续地在不同设备间流转，充分发挥不同设备的能力优势，如显示能力、摄像能力、音频能力、交互能力以及传感器能力等。

分布式数据管理

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，跨设备的数据处理如同本地数据处理一样方便快捷，让开发者能够轻松实现全场景、多设备下的数据存储、共享和访问，为打造一致、流畅的用户体验创造了基础条件。

分布式任务调度

分布式任务调度基于分布式软总线、分布式数据管理、分布式Profile等技术特性，构建统一的分布式服务管理（发现、同步、注册、调用）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、资源使用情况，以及用户的习惯和意图，选择合适的设备运行分布式任务。