HarmonyOS(一):快速开始学习鸿蒙开发,官方文档学习路线解析
HarmonyOS(二):应用开发环境搭建准备
HarmonyOS(三):创建你的第一个HelloWorld应用
北京时间 2020 年 9 月 10 日就在 2020 华为开发者大会上,鸿蒙OS2.0正式发布并且开源。告别 PPT 的鸿蒙 OS 2.0 系统赢得开发者们的一片叫好。
谈及鸿蒙OS 2.0的规划,杨海松表示,大家非常期待的手机的Beta版本会在今年12月份向我们的开发者开放,而面向三方的生态设备,当前已经做到了向128K到128兆的轻量级的IoT设备,完整的开源和开放。
华为软件部副总裁杨海松表示,希望在一年的时间内,华为自有设备搭载鸿蒙OS的过亿,三方搭载鸿蒙OS的装机量过亿,当然如果华为真的实现了这个目标,对于我们开发者来说,也不乏为一个全新的蓝海市场,可以多关注下。HarmonyOS官方的文档相对也比较完善和丰富了,但是面对这么多的文档学习起来也不妨有种无从下手的感觉,不用纠结,下面博主为大家整理了下HarmonyOS设备开发的学习路线,以助力设备厂商高效快捷的完成开发,打破硬件边界,融入全场景智慧生态。
HarmonyOS的能力、特性、架构、安全性简述
HarmonyOS是一款“面向未来”、面向全场景(移动办公、运动健康、社交通信、媒体娱乐等)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,能够支持多种终端设备。
鸿蒙OS技术的特性,可以用官方的六句话来概括:
硬件互助,资源共享
一次开发,多次部署
统一O S,弹性部署
Harmonyos为我们提供了分布式软总线、分布式设备虚拟化、分布式数据管理、分布式任务调度这几种通用的终端协调标准,用来作为不同终端设备之间设备通信、数据资源交换、终端设备发现管理、终端业务/数据分离等功能实现,帮助我们能够更高效快捷的完成开发,打破硬件边界,融入全场景智慧生态
分布式软总线
分布式软总线是多种终端设备的统一基座,为设备之间的互联互通提供了统一的分布式通信能力,能够快速发现并连接设备,高效地分发任务和传输数据。分布式软总线在系统中架构图示:
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,使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,让业务连续的在不同的设备之间流转,充分发挥不同设备的资源优势。
分布式数据管理
分布式数据管理基于分布式软总线的能力实现,结合分布式设备虚拟化,实现应用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对接,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,构建了统一的分布式服务管理(发现、同步、注册、调用)机制,是不是看着很眼熟,跟微服务中的服务注册中心很像,其实这个确实是参考了微服务的注册中心的一些概念来开发的,确实对于我们的智慧化设备场景提供了很大的方便,不同的是它还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。分布式任务调度能力图示如下:
HarmonyOS提供了用户程序框架、Ability框架以及UI框架,用来支持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,多端应用部署,提升了跨设备的开发效率
HarmonyOS通过组件化和小型化等设计方法,支持多种终端设备按需弹性部署,能够适配不同类别的硬件资源和功能需求。支持通过编译链关系去自动生成组件化的依赖关系,形成组件树依赖图,支持产品系统的便捷开发,降低硬件设备的开发门槛。
HarmonyOS整体设计遵从分层模式,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。HarmonyOS技术架构如图:
个人理解,内核层如果我们从电脑设备整体架构的角度来对比考虑的话,其实就是我们电脑的bios这一块类似的服务,结合硬件为系统底层服务提供相关硬件能力支撑
系统服务层是HarmonyOS的核心能力集合,通过框架层对应用框架提供服务。该层包含以下几个部分:
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进行裁剪,每个子系统内部又可以按照功能粒度裁剪。
框架层为HarmonyOS的应用程序提供了Java/C/C++/Js等多语言的用户程序框架和Ability框架,以及各种软硬件服务对外开放的多语言框架API;同时为采用HarmonyOS的设备提供了C/C++/JS等多语言的框架API,不同设备支持的API与系统的组件化裁剪程度有关。
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。基于FA/PA开发的应用,能够实现特定的应用业务功能,支持跨设备调度与分发,为用户提供一致、高效的应用体验。
对于系统安全这一块,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
在分布式终端场景下,正确的人是指通过身份认真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,用户隐私不被泄露的前提条件。HarmonyOS通过三个方面来实现协同身份认证:
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的保护,避免用户隐私泄露
安全启动
确保源头每个虚拟设备运行的系统固件和应用程序是完整的、未经篡改的。通过安全启动,各个设备厂商的镜像包就不易被非法替换为恶意程序,从而保护用户的数据和隐私安全
可信执行环境
提供了基于硬件的可信执行环境(TEE,Trusted Execution Environment)来保护用户的个人敏感数据的存储和处理,确保数据不会被泄露。由于分布式终端硬件的安全能力不同,对于用户的个人敏感数据,需要使用高安全等级的设备进行处理和存储。HarmonyOS使用基于数学可证明的形式开发和验证的TEE微内核,获得了商用OS内核CC EAL5+的认证评级
设备证书认证
支持为具备可信执行环境的设备预置设备证书,用于向其他设备终端证明自己的安全能力。对于有TEE环境的设备,通过预置PKI(Public Key Infrastructure)设备证书给设备身份提供证明,确保设备是合法制造生产的。设备证书在产线进行预置,设备证书的私钥写入并安全保存在设备的TEE环境中,且只在TEE内进行备用。在必须传输用户的敏感数据(例如秘钥、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。设备证书使用图示如下:
在分布式终端场景下,需要保证用户能够正确的使用数据。HarmonyOS围绕数据的生成、存储、使用、传输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(如秘钥)不泄露。
HarmonyOS数据生命周期如下:
HarmonyOS提供了一个可以有效保护应用和用户数据的执行环境。在这个执行环境中,芯片的安全能力、系统的安全能力、以及上层的安全服务一起协作,从硬件安全、系统安全、数据安全、设备互联安全、应用安全、安全更新多个维度提供安全保障。
官方完整版安全指南:https://device.harmonyos.com/cn/docs/security/sec-guides/oem_security_guide-0000001050032745
HarmonyOS的开源版项目名为OpenHarmony,由华为捐赠给开放原子开源基金会(OpenAtom Foundation)开源。第一个开源版本支持在128KB~128MB设备上运行。
代码仓库地址: https://openharmony.gitee.com
OpenHarmony提供了以下站点的镜像库,您可以根据自己的需求选择源码或者对应的解决方案站点进行下载:
下载内容 | 版本信息 | 下载站点 | SHA256校验码 |
---|---|---|---|
全量代码 | 1.0 | 站点 | SHA256 校验码 |
Hi3861解决方案(二进制) | 1.0 | 站点 | SHA256 校验码 |
Hi3518解决方案(二进制) | 1.0 | 站点 | SHA256 校验码 |
Hi3516解决方案(二进制) | 1.0 | 站点 | SHA256 校验码 |
RELEASE-NOTES | 1.0 | 站点 | - |
对于刚接触HarmonyOS的新用户,希望能够参考一些示例解决方案从而进行快速开发。可以在HPM获取推荐的解决方案,以此为基础,增加或裁剪部分组件,快速定制系统。
操作步骤如下
查找合适的解决方案组件包
定制解决方案组件包
定制组件
进入解决方案定制页面,如下图所示。
通过关闭开关移除可选组件,或者通过“添加组件”增加新的组件。
在右边填写您的项目基本信息,包括名称、版本、描述等信息。
点击“下载”,系统会根据您的选择,生成相应的HarmonyOS代码结构文件(如name.zip),保存至本地文件。
下载的组件存在工程目录下的ohos_bundles文件夹中。
这种模式获取源码主要适用场景:
环境准备:
通过命令行获取,需要先安装Node.js和hpm命令行工具,安装步骤如下:
安装Node.js。
官网下载并在本地安装Node.js.
推荐安装 Node.js 12.x (包含 npm 6.14.4)或更高版本 (推荐 12.13.0+)。
通过Node.js自带的npm安装hpm命令行工具。
打开CMD,执行以下命令:
npm install -g @ohos/hpm-cli
安装完成后执行如下命令,显示hpm版本,即安装成功。
hpm -V 或 hpm --version
如果升级hpm的版本,请执行如下命令:
npm update -g @ohos/hpm-cli
操作步骤:
接下来将组件添加到开发项目中,假定要获取的组件名为@ohos/demo,具体操作如下:
进入开发目录,执行如下命令,采用默认模板创建一个开发项目。
hpm init -t default
执行如下命令,安装组件@ohos/demo
hpm install @ohos/demo
工具会自动从服务器下载所有依赖的组件,下载成功则显示Install successfully!
$ hpm install @ohos/demo
Requesting: https://url.foo.bar/hpm/registry/api/bundles/@ohos/demo
downloading @ohos/demoRequesting: https://lfcontentcenterdev....../bMAlLrYISLqdUTFFFCdgzA.tgz
extract D:\demo\ohos_bundles\@ohos\demo\@ohos-demo-1.0.7.tgz
Install successfully!
适用场景:
环境准备:
注册码云gitee账号。
注册码云SSH公钥,请参考码云帮助中心的公钥管理:https://gitee.com/help/articles/4181
安装git客户端并配置用户信息。
git config --global user.name "yourname"
git config --global user.email "your-email-address"
git config --global credential.helper store
安装码云repo工具,可以执行如下命令。
curl https://gitee.com/oschina/repo/raw/fork_flow/repo-py3 > /usr/local/bin/repo
chmod a+x
/usr/local/bin/repopip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple requests
操作:
方式一(推荐):通过repo下载
repo init -u https://gitee.com/openharmony/manifest.git -b master --no-repo-verify
repo sync -c
方式二:通过git clone单个代码仓库
进入代码仓库主页:https://gitee.com/openharmony,选择需要克隆的代码仓库,执行命令,如:
git clone https://gitee.com/openharmony/manifest.git -b master
下表是HarmonyOS源码的目录及简单说明:
目录名 | 描述 |
---|---|
applications | 应用程序样例,包括wifi-iot,camera等 |
base | 基础软件服务子系统集&硬件服务子系统集 |
build | 组件化编译、构建和配置脚本 |
domains | 增强软件服务子系统集 |
drivers | 驱动子系统 |
foundation | 系统基础能力子系统集 |
kernel | 内核子系统 |
prebuilts | 编译器及工具链子系统 |
test | 测试子系统 |
third_party | 开源第三方组件 |
utils | 常用的工具集 |
vendor | 厂商提供的软件 |
build.py | 编译脚本文件 |
获取编译工具链、设备开发工具(HUAWEI DevEco Device Tool)、应用开发工具(HUAWEI DevEco Studio)以及对应的工具使用指南
编译工具链从镜像站点下载,具体见下表。编译工具链的安装,请参考“快速入门”具体开发板的“环境搭建”部分。
下载内容 | 版本信息 | 下载站点 | SHA256校验码 |
---|---|---|---|
llvm | 9.0.0-34042 | 站点 | 64a518b50422b6f1ba8f6f56a5e303fb8448a311211ba10c385ad307a1d2546f |
gcc_riscv32 | 7.3.0 | 站点 | 614ee086ead1a4fd7384332b85dd62707801f323de60dfdb61503f473d470a24 |
gn | 1523 | 站点 | 50a5a5ba5877dd0ec8afcb23d3dd4d966a16403c29cd80a4002230241d32ef34 |
ninja | 1.9.0 | 站点 | b4a4ba21e94ff77634e1f88697a00b6f498fdbc0b40d7649df1b246b285874f9 |
hc-gen | 0.65 | 站点 | fcfee489371947a464fe41a4b45a897b9a44155891a957f15bad2e157c750162 |
下载时,可以检查编译链工具是否从官方渠道获取
在Ubuntu 环境下,使用命令行生成sha256摘要。
sha256sum 文件名
如果没有sha256sum工具,请参考Ubuntu命令提示安装。
生成的摘要与官方提供的对比。
如果一致,则说明下载的工具包没有被篡改过。否则,就要注意下载包的安全。
设备开发工具(HUAWEI DevEco Device Tool)是HarmonyOS面向智能设备开发者提供的一站式集成开发环境,支持HarmonyOS的组件按需定制,支持代码编辑、编译、烧录、调试等功能,支持C/C++语言,以插件的形式部署在Visual Studio Code上。
工具获取路径:https://device.harmonyos.com/cn/ide
工具使用指南:https://device.harmonyos.com/cn/docs/ide/user-guides/service_introduction-0000001050166905
应用开发工具(HUAWEI DevEco Studio) 简称DevEco Studio是面向华为终端全场景多设备的一站式集成开发环境(IDE),为开发者提供工程模板创建、开发、编译、调试、发布等E2E的HarmonyOS应用开发服务。通过使用DevEco Studio,开发者可以更高效的开发具备HarmonyOS分布式能力的应用,进而提升创新效率
工具获取路径:https://developer.harmonyos.com/cn/develop/deveco-studio
工具使用指南:https://developer.harmonyos.com/cn/docs/documentation/doc-guides/tools_overview-0000001053582387
官方把各个组件各个模块的API都进行了分类分模块整理,大家在阅读时需要注意的是,很多模块的API文档目前暂时还都是英文的,所以阅读这个需要有一定的英文基础
API参考地址:https://device.harmonyos.com/cn/docs/develop/apiref/abilitykit-0000001054598111
HarmonyOS目前提供了三种开发板支持,分别如下:
下面给出各个产品案例的官方介绍地址,供大家参考:
基于Hi3861开发板开发:与WLAN信道协同,通过碰一碰,快速完成配网注册,通过碰一碰拉起FA,服务直达,实现新交互体验,支持更多功能和服务
Hi3861开发板介绍地址:https://device.harmonyos.com/cn/docs/start/introduce/oem_wifi_start_des-0000001050168548
从镜像站点获取源码文档地址:https://device.harmonyos.com/cn/docs/start/get-code/oem_sourcecode_guide-0000001050769927#ZH-CN_TOPIC_0000001050769927__section61172538310
参考官方文档:https://device.harmonyos.com/cn/docs/start/introduce/oem_quickstart_3861_build-0000001054781998
开发Hi3861第一个示例程序:https://device.harmonyos.com/cn/docs/start/introduce/oem_wifi_start_helloword-0000001051930719
LED外设控制开发示例:https://device.harmonyos.com/cn/docs/develop/demo/oem_wifi_sdk_des-0000001050059068
集成三方SDK示例:https://device.harmonyos.com/cn/docs/develop/demo/oem_device_wifi_sdk-0000001054412155
基于Hi3518开发板开发:高实时性多进程内核,支持用户态和内核态隔离,用户进程间隔离机制,摄像头虚拟化为手机硬件资源,支持灵活控制和切换。
Hi3518开发板介绍:https://device.harmonyos.com/cn/docs/start/introduce/oem_camera_start_hi3518-0000001050170473
从镜像站点获取源码:https://device.harmonyos.com/cn/docs/start/get-code/oem_sourcecode_guide-0000001050769927#ZH-CN_TOPIC_0000001050769927__section61172538310
搭建环境:https://device.harmonyos.com/cn/docs/start/introduce/oem_camera_start_environment-0000001052450997
开发Hi3518第一个示例程序:https://device.harmonyos.com/cn/docs/start/introduce/oem_camera_start_example-0000001051610926
摄像头控制开发示例:https://device.harmonyos.com/cn/docs/develop/demo/oem_device_iotcamera_control_des-0000001054203800
基于Hi3516开发板开发:全栈轻量化设计,包括内核、UI、媒体、JS开发框架等,支持丰富的 UI 控件,完备的图形栈和多媒体能力、分布式调度能力,提供 DevEco Studio IDE 开发环境。
Hi3516开发板介绍:https://device.harmonyos.com/cn/docs/start/introduce/oem_camera_start_3516-0000001052670587
从镜像站点获取源码:https://device.harmonyos.com/cn/docs/start/get-code/oem_sourcecode_guide-0000001050769927#ZH-CN_TOPIC_0000001050769927__section61172538310
搭建环境:https://device.harmonyos.com/cn/docs/start/introduce/oem_quickstart_3516_environment-0000001054501981
开发Hi3516第一个应用程序示例:https://device.harmonyos.com/cn/docs/start/introduce/oem_camera_start_first_example-0000001051610926
开发Hi3516第一个驱动程序示例:https://device.harmonyos.com/cn/docs/start/introduce/oem_camera_start_driveexample-0000001054448621
屏幕和摄像头控制开发示例:https://device.harmonyos.com/cn/docs/develop/demo/oem_device_iotcamera_control_des-0000001055101239
使用HarmonyOS,开发视觉应用(需单独搭建开发环境,参考《DevEco Studio使用指南》)。
HarmonyOS轻内核基础功能、文件系统、标准库、调测等功能的介绍和开发指导。
https://device.harmonyos.com/cn/docs/develop/kernel/oem_kernal_user_process-0000001050032733
HDF驱动框架、驱动平台、外设等功能的使用指导。
https://device.harmonyos.com/cn/docs/develop/drive/oem_drive_hdfdev-0000001051715456
组件的基本概念以及如何按照规范定义组件
https://device.harmonyos.com/cn/docs/develop/bundles/oem_bundle_standard_des-0000001050129846
开发HarmonyOS组件和发行版。
https://device.harmonyos.com/cn/docs/develop/bundles/oem_bundle_guide_des-0000001050770981