OpenHarmony开源项目

【坚果系列】OpenHarmony应用开发【02】-OpenHarmony开源项目介绍

作者：坚果

公众号："大前端之旅"

OpenHarmony布道师，InfoQ签约作者，CSDN博客专家，华为云享专家，阿里云专家博主，51CTO博客首席体验官，开源项目GVA成员之一，专注于大前端技术的分享，包括Flutter,鸿蒙，小程序,安卓，VUE，JavaScript。

目录

OpenHarmony应用开发【01】-工具安装环境配置

摘要：本文主要对OpenHarmony项目进行简单介绍，同时了解开放原子开源基金会，以及OpenHarmony技术架构，并进一步了解技术特性，系统类型，以及它的多内核，最后列出OpenHarmony目前支持的开发版。

接下来开始正文：

本节，都是纯理论，可能会有点无聊，还是希望可以安静看完哦。

项目介绍

上一节我们完成了工具准备和环境配置接下来我们就一起来了解一下关于OpenHarmony的一些理论，对于 OpenHarmony，看“open”就知道是开源的意思，事实也是这样的，关于Open，有着开放，公开，开源的意思，其实对于随着软件技术的发展，底层技术的发展主要有两种趋势，

• 第一种是闭源，软件源代码不公开，由专人开发推进
• 第二种就是开源

开源有开放性，公开性，自发性，参与人员多样性，以及兴趣趋势，所以开源在一定程度上质量更高，成本更低。

好的说完开源，我们就来说OpenHarmony

• 从Open就可以看出，他是一个开源项目，是由华为雇了一帮人，然后由这些人commit代码，最后华为把 HarmonyOS 中基础功能提取出来，打包成功一个项目叫做“Openharmony” ，把 Openharmony 捐献给了原子开源基金会。
• OpenHarmony是由开放原子开源基金会孵化及运营的，未来华为也将持续为OpenHarmony开源项目贡献代码
• 目标是面向全场景、全连接、全智能时代，基于开源的方式，搭建一个智能终端设备操作系统的框架和平台，促进万物互联产业的繁荣发展

所以大家有了了解了吧，OpenHarmony就是由开放原子开源基金会（OpenAtom Foundation）孵化及运营的开源项目，目标是面向全场景、全连接、全智能时代，基于开源的方式，搭建一个智能终端设备操作系统的框架和平台，促进万物互联产业的繁荣发展。

然后来看一下OpenHarmony在代码托管平台Gitee的情况，

OpenHarmony目前是Gitee上最有价值的开源项目之一，仓库数436个，成员238人，star数19.4k，fork数29.8k，PR3.3k，无一不在说明他的开源价值和活跃度。

说OpenHarmony，就不得不提到一个组织，开放原子开源基金会

开放原子开源基金会

开放原子开源基金会是中国内地首个开源领域的基金会，成立于2020年6月，由阿里巴巴、百度、华为、浪潮、360、腾讯、招商银行等企业联合发起，是在中华人民共和国民政部注册的非营利性独立法人机构。基金会涵盖OpenHarmony、TecentOS Tiny、AliOS Things、UBLM、TKEstack、XuperChain等项目。

说完项目的简单介绍，以及开放原子开源基金会组织，也该到了了解OpenHarmony技术架构的时间，

OpenHarmony技术架构

• OpenHarmony整体遵从分层设计，从下向上依次为：内核层、系统服务层、框架层和应用层四层。
• 系统功能按照“系统 > 子系统 > 组件”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组件。

OpenHarmony技术架构如上图所示，大家在这里可以先记住这张图。然后我们对内核层、系统服务层、框架层以及应用层四层进行进一步了解。

内核层

• 内核子系统：采用多内核（Linux内核或者LiteOS）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：驱动框架（HDF）是系统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OpenHarmony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、公共基础库、多模输入、图形、安全、AI等子系统组成。
• 基础软件服务子系统集：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） 等子系统组成。
• 增强软件服务子系统集：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：提供硬件服务，由位置服务、用户IAM、穿戴专有硬件服务、IoT专有硬件服务等子系统组成。

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

框架层为应用开发提供了C/C++/JS等多语言的用户程序框架和Ability框架，适用于JS语言的ArkUI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，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。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。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。

技术特性

OpenHarmony技术特性主要有三个方面，概括来说，就是****硬件互助，资源共享；一次开发，多端部署；统一OS，弹性部署。

硬件互助，资源共享

主要通过下列模块达成

• 分布式软总线
  分布式软总线是多设备终端的统一基座，为设备间的无缝互联提供了统一的分布式通信能力，能够快速发现并连接设备，高效地传输任务和数据。
• 分布式数据管理
  分布式数据管理位于基于分布式软总线之上的能力，实现了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，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、绑定/解绑、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、资源使用情况并结合用户的习惯和意图，选择最合适的设备运行分布式任务
• 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，将周边设备作为手机能力的延伸，共同形成一个超级虚拟终端。

一次开发，多端部署

OpenHarmony提供用户程序框架、Ability框架以及UI框架，能够保证开发的应用在多终端运行时保证一致性。一次开发、多端部署。

多终端软件平台API具备一致性，确保用户程序的运行兼容性。

• 支持在开发过程中预览终端的能力适配情况（CPU/内存/外设/软件资源等）。
• 支持根据用户程序与软件平台的兼容性来调度用户呈现。

统一OS，弹性部署

OpenHarmony通过组件化和组件弹性化等设计方法，做到硬件资源的可大可小，在多种终端设备间，按需弹性部署，全面覆盖了ARM、RISC-V、x86等各种CPU，从百KiB到GiB级别的RAM。

系统类型

OpenHarmony支持如下几种系统类型：

• 轻量系统（mini system）
  面向MCU类处理器例如Arm Cortex-M、RISC-V 32位的设备，硬件资源极其有限，支持的设备最小内存为128KiB，可以提供多种轻量级网络协议，轻量级的图形框架，以及丰富的IOT总线读写部件等。可支撑的产品如智能家居领域的连接类模组、传感器设备、穿戴类设备等。
• 小型系统（small system）
  面向应用处理器例如Arm Cortex-A的设备，支持的设备最小内存为1MiB，可以提供更高的安全能力、标准的图形框架、视频编解码的多媒体能力。可支撑的产品如智能家居领域的IP Camera、电子猫眼、路由器以及智慧出行域的行车记录仪等。
• 标准系统（standard system）
  面向应用处理器例如Arm Cortex-A的设备，支持的设备最小内存为128MiB，可以提供增强的交互能力、3D GPU以及硬件合成能力、更多控件以及动效更丰富的图形能力、完整的应用框架。可支撑的产品如高端的冰箱显示屏。

从上面的定义可以看出。内存是限制系统类型的非常重要的一个指标。

多内核

我们可以把Open Harmony简单的分为

Open Harmony = Open Harmony 内核态层 + Open Harmony 用户态层

其中Open Harmony 内核层就是上图的紫色部分，可以看到，它主要由内核本身（如Linux Kernel，LiteOS），和一些运行在内核态的一些特性组成，比如HDF等。

而Open Harmony用户态层，在上图，就是紫色之外的部分。可以看到，由下往上看，它主要由系统服务层，框架层，应用层组成。在这儿我们将这三层整体称为“Open Harmony 用户态层”。

OpenHarmony内核层是采用多内核设计，支持针对不同资源受限设备选用适合的OS内核。OpenHarmony提供了内核抽象层（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，在最上面的图片中也可以看到OpenHarmony可以使用LiteOS或者Linux内核，而OpenHarmony 轻量级内核是基于IoT领域轻量级物联网操作系统Huawei LiteOS内核演进发展的新一代内核，包含LiteOS-M和LiteOS-A两类内核。，所以借此，我们就来把多内核相关的知识也了解了。

LiteOS-M内核

LiteOS-M内核是面向IoT领域构建的轻量级物联网操作系统内核，具有小体积、低功耗、高性能的特点。其代码结构简单，主要包括内核最小功能集、内核抽象层、可选组件以及工程目录等。面向的MCU一般是百K级内存，可支持MPU隔离，业界类似的内核有FreeRTOS或ThreadX等。

LiteOS-A内核

LiteOS-A内核主要应用于小型系统，面向设备一般是M级内存，可支持MMU隔离，业界类似的内核有Zircon或Darwin等。

Linux内核

面向标准系统类设备（参考内存≥128MB），OpenHarmony选择Linux内核作为基础内核，可以对不同资源受限的设备产品配置出适合的OS内核，为上层提供基础的操作系统能力。OpenHarmony中Linux内核从LTS版本中选择合适的版本作为内核的基础版本。

了解完上面的这些，我们就来接着了解两个概念，子系统和组件到底是什么？

子系统和组件到底是什么？

• 子系统
  OpenHarmony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 > 组件”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组件。子系统是一个逻辑概念，它具体由对应的组件构成。
• 组件
  对子系统的进一步拆分，可复用的软件单元，它包含源码、配置文件、资源文件和编译脚本；能独立构建，以二进制方式集成，具备独立验证能力的二进制单元。

上一节在OpenHarmony环境搭建中也说了OpenHarmony目前支持的开发版类型，在本文中，我会单独列出。

支持的开发板

当前OpenHarmony支持以下6款开发板，具体介绍如下：

我手头目前有的是DA YU200的板子，这儿要感谢一下润和软件和社区，后面的组件学习更多的我也会基于DA YU200来实现。

可能刚入手的DA YU200的板子，系统不是最新的，这个时候拿到板子之后，之后先烧录。

总结

因为这篇文章都是一些理论，但是也是很重要的，比如我们了解了OpenHarmony整体遵从分层设计，从下向上依次为：内核层、系统服务层、框架层和应用层四层，Open Harmony = Open Harmony 内核态层 + Open Harmony 用户态层，OpenHarmony技术特性，概括来说，就是****硬件互助，资源共享；一次开发，多端部署；统一OS，弹性部署，以及多内核，子系统和组件到底是什么？等重要问题，最后列出目前支持的六种主流板子。

参考

OpenHarmony中相关的子系统

润和软件

DAYU200

DAYU200烧录工具和指南