一文了解HarmonyOS系统架构

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。

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多语言运行时和基础的系统类库，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）。

• 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）和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。

HarmonyOS的应用由一个或多个FA（Feature Ability）或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。

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Java 、 JS（JavaScript）、XML（Extensible Markup Language）、C/C++、CSS（Cascading Style Sheets）和HML（HarmonyOS Markup Language）。

三、参考：

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

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