开源鸿蒙(OpenHarmony)系统功能的组件包含源码、配置文件、资源文件和编译脚本,以二进制方式集成,具备独立验证能力的二进制单元,能独立构建,是可复用的软件单元。组件构成内核、驱动、分布式软总线、分布式硬件、编译构建、文件管理、媒体、图形、AI业务、测试等等的子系统,子系统再构成系统。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。

一、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。

图片来源:OpenHarmony官网

宏内核将内核服务作为整体,将控制计算机的各个模块都聚合在内核中以方便管理,包括CPU调度、文件系统、内存管理、应用管理调度、中断处理、设备驱动等。应用程序申请内存,内核直接使用“内存管理”给应用分配内存,使用“应用管理进程调度”为应用分配进程,无额外的消耗。

随着系统壮大,内核模块不断增多就要需要更高的硬件资源来支持,增加系统复杂性。此外,如果一个内核模块的失效会导致整个内核的崩溃。为解决以上问题,微内核因此诞生。微内核用精简化,将与宏内核集成在一起的系统服务分离出去,让这些服务模块按需加载,如果需要这些服务就作为内核的一种扩展。升级系统内核只需要用新模块替换旧模块,或在原有服务的基础扩展新的服务,如此就不需要彻底改变整个操作系统的内核。微内核将宏内核的部分系统服务进行拆解,仅保留进程间通信、虚拟内存、进程调度等重要服务在内核中,将其他服务放到了内核之外。

图片来源:《国产操作系统里程碑!华为鸿蒙PC:行业全解析(附细分标的)》

微内核结构使用横向分层代替之前的纵向分层,所有微内核之外的操作系统构件都被当作服务进程来实现,它们可以通过微内核传递消息来实现交互。从而微内核可以验证消息并授权访问硬件,阻止非法信息等。

OpenHarmony基于微内核,其内核层包括内核子系统和驱动子系统。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(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。

OpenHarmony的核心能力集合在系统服务层,包括系统基本能力子系统集、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。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。

OpenHarmony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。

 

二、OpenHarmony基本技术特性

1、硬件互助,资源共享
主要通过下列分布式软总线、分布式数据管理、分布式任务调度、设备虚拟化等模块达成。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;分布式数据管理基于分布式软总线,实现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;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。

2、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。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),根据用户程序与软件平台的兼容性来调度用户呈现。

3、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。

 

三、OpenHarmony 5.1.0 Release最新特性

2025年5月4日,开源鸿蒙OpenHarmony 5.1.0(API 18)正式上线Gitee平台,带来诸多增强特性,涉及应用框架、ArkUI、媒体能力等多方面。

1、ArkUI增强
ArkUI作为OpenHarmony的核心开发框架,组件能力得到全面提升。文本与输入方面新增文本选择菜单独立窗口、按音节换行、车牌号/护照号自动填充等功能。新增支持圆形屏幕的能力,包括旋转表冠事件、弧形列表组件及弧形索引条组件,为圆形屏幕设备提供了更加贴合用户需求的交互体验。还支持自定义焦点顺序、屏幕朗读滚动操作,适配适老化需求。

2、系统全链路技术栈更新
新增MPEG2/MPEG4/H.263视频解码、Float32音频输出,直播场景支持SEI字段透传,智能追帧技术优化流畅度,提升媒体能力。新版本引入多项创新功能,如支持根据数据加密级别创建应用上下文、同步获取当前进程名,以及获取应用被拉起的具体原因等。这些新增功能将显著提升开发者的工作效率和应用的安全性。引入一批CAPI函数和枚举,支持直接绘制到屏幕buffer的GPU渲染能力,为开发者提供了更加强大的图形处理能力。引入基于群组的关键资产访问控制功能,使同一开发者开发的多个应用能够共享数据,提升了安全性和数据管理的便利性。

四、OpenHarmony 5.1.0 Release生态持续发展
OpenHarmony生态设备数突破2.5亿,覆盖智能家居、工业互联网等30余行业,超过200家厂商参与贡献,逾900款软硬件产品通过兼容性测评。

近日,深开鸿推出全国产开源鸿蒙PC,搭载KaihongOS,支持QQ、微信等主流应用,实现与HarmonyOS Next设备无缝协作,深开鸿继续深度参与OpenHarmony的生态建设。


资料参考:
OpenHarmony官网
《国产操作系统里程碑!华为鸿蒙PC:行业全解析(附细分标的)》
《开源鸿蒙OpenHarmony 5.1.0震撼发布!ArkUI全面升级,开启万物互联新体验》
《OpenHarmony 5.1.0 Release (API 18震撼推出),新特性和优化一览》
《开源鸿蒙OpenHarmony 5.1.0重磅发布:全新ArkUI等特性引领万物互联新时代》
《开源鸿蒙电脑开鸿Bot系列即将上市,搭载的KaihongOS桌面版四大体验引期待》

 

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