一文了解HarmonyOS系统架构

简介: HarmonyOS是一款面向 万物互联时代的、全新分布式操作系统。在传统的单设备系统能力基础上,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,提供全场景(移动办公、运动健康、社交通信、媒体娱乐等)业务能力。

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,提供全场景(移动办公、运动健康、社交通信、媒体娱乐等)业务能力。

HarmonyOS具有三大特征:

  • 搭载该操作系统的设备在系统层面融为一体、形成超级终端,让设备的硬件能力可以弹性扩展,实现设备之间硬件互助,资源共享。

对消费者而言,HarmonyOS能够将生活场景中的各类终端进行能力整合,实现不同终端设备之间的快速连接、能力互助、资源共享,匹配合适的设备、提供流畅的全场景体验。

  • 面向开发者,实现一次开发,多端部署。

对应用开发者而言,HarmonyOS采用了多种分布式技术,使应用开发与不同终端设备的形态差异无关,从而让开发者能够聚焦上层业务逻辑,更加便捷、高效地开发应用。

  • 一套操作系统可以满足不同能力的设备需求,实现统一OS,弹性部署。

对设备开发者而言,HarmonyOS采用了组件化的设计方案,可根据设备的资源能力和业务特征灵活裁剪,满足不同形态终端设备对操作系统的要求。

一、系统架构

HarmonyOS整体遵从分层设计依次为:内核层系统服务层框架层应用层
HarmonyOS系统功能上按照 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。

系统架构

1.1 内核层

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。

内核层

  • 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;

  • 硬件驱动框架(HDF)
    硬件驱动框架(HDF)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

1.2 系统服务层

系统服务层是HarmonyOS的核心能力集合,系统服务层通过框架层对应用程序提供服务。
系统服务层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(HarmonyOS系统功能上按照 系统 > 子系统 > 功能/模块 逐级展开)。

系统服务层

  • 系统基本能力子系统集:

系统基本能力子系统集为分布式应用在HarmonyOS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方舟多语言运行时公共基础库多模输入图形安全AI等子系统组成。
方舟运行时提供了C/C++/JS多语言运行时基础的系统类库,也为使用方舟编译器静态化的Java程序提供运行时。

  • 基础软件服务子系统集:

基础软件服务子系统集为HarmonyOS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)MSDP&DV等子系统组成。

  • 增强软件服务子系统集:

为HarmonyOS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:
    为HarmonyOS提供硬件服务。由位置服务、生物特征识别、穿戴专有硬件服务、IoT专有硬件服务等子系统组成。

1.3 框架层

框架层为HarmonyOS应用开发提供了Java/C/C++/JS等多语言的用户程序框架Ability框架两种UI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,HarmonyOS设备支持的API也会有所不同)。

框架层

  • 用户程序框架:
    为HarmonyOS应用开发提供了Java/C/C++/JS等多语言的程序框架。
  • UI框架:

包括适用于Java语言的Java UI框架、适用于JS语言的JS UI框架,以及各种软硬件服务对外开放的多语言框架API

  • Ability框架:

HarmonyOS支持应用以Ability为单位进行部署,一个应用可以具备多种能力(即可以包含多个Ability)。
Ability可以分为FA(Feature Ability)PA(Particle Ability)两种类型。
FA(Feature Ability)包含一组显示页面;
PA(Particle Ability)用于提供后台运行任务的能力,不包含显示页面。

1.4 应用层

应用层包括系统应用和第三方非系统应用。

应用层

HarmonyOS的应用由一个或多个FA(Feature Ability)PA(Particle Ability)组成。

  • FA(Feature Ability)有UI界面,提供与用户交互的能力;
  • PA(Particle Ability)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(Feature Ability)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(Particle Ability)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。

HarmonyOS应用程序

二、开发语言

HarmonyOS提供了支持多种开发语言的API,供开发者进行应用开发。
支持的开发语言包括JavaJS(JavaScript)XML(Extensible Markup Language)C/C++CSS(Cascading Style Sheets)HML(HarmonyOS Markup Language)

多种语言开发环境

三、参考:

harmonyos developer:
https://developer.harmonyos.com/cn/

= THE END =

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