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HarmonyOS 架构深度解析(二)

HarmonyOS 架构全景:倒三角形设计理念

本文将带你理解 HarmonyOS 的分层架构、倒三角形设计理念,以及与 AOSP 的本质区别。


1. 倒三角形架构设计理念

与 AOSP 的正三角形相反,OpenHarmony 采用创新的倒三角形架构:

  • 顶端: 应用层(宽)—— 强大的扩展能力
  • 底部: 内核层(窄)—— 精简的核心功能

2.1 倒三角形架构设计理念

图:倒三角形架构设计理念


2. 纵向分层、横向解耦

HarmonyOS 采用分层架构设计,从下至上分为内核层、系统服务层、应用框架层和应用层。整体架构遵循"纵向分层、横向解耦"的设计原则。

架构理解维度:

  • 纵向维度: 从浅到深,应用层是用户最容易接触到的层面,内核层是用户最难接触到的底层
  • 横向维度: 同等级别的相关系统集和应用能力,彼此独立又相互协作
层级核心内容主要功能
应用层 系统应用、桌面、控制栏、设置、电话等 提供用户直接交互的应用程序
应用框架层 UI框架、元服务/元能力框架、分布式任务调度等 为应用开发提供统一的开发接口和能力
系统服务层 基础/增强软件服务子系统集、硬件服务子系统集 提供系统级服务和硬件抽象
内核层 Linux Kernel、LiteOS、HDF统一驱动框架 提供操作系统内核和硬件驱动支持

3. 乐高化模块设计

系统各模块如同乐高积木,可以根据不同设备的硬件配置和功能需求,灵活地抽离或组合系统组件。

3.1 模块化架构原理

2.3.1 模块化架构原理

图:模块化架构原理

3.2 不同设备的模块组合示例

2.3.2 不同设备的模块组合示例

图:不同设备的模块组合示例

设计核心特征:

特征说明技术实现
模块独立 每个模块独立封装,无强依赖 标准化接口,低耦合设计
灵活组合 根据设备需求自由拼装 组件声明式加载
启动快速 按需加载,减少初始化开销 横向解耦,无交叉依赖
易于裁剪 不需要的模块直接移除 编译时/运行时动态配置
分布式能力 统一抽象,跨设备协同 软总线 + 虚拟 HAL

4. AOSP 与 OpenHarmony 架构对比

2.4 AOSP 与 OpenHarmony 架构对比

图:AOSP 与 OpenHarmony 架构对比

核心差异对比表

对比维度AOSPOpenHarmony
架构形态 正三角形(应用层窄,内核层宽) 倒三角形(应用层宽,内核层窄)
分层特性 水平分层,层内模块耦合严重 上下水平分层,组件独立部署
扩展性 应用层扩展受限 应用层扩展性强,天然支持多设备
裁剪能力 裁剪难度大,模块间强依赖 按需裁剪,乐高化组合
启动速度 启动慢,需加载大量耦合模块 启动快,按需加载
内存要求 最低 > 2GB 从几十KB(IoT)到GB(全功能设备)
渲染架构 APP独立渲染,窗口渲染合成 后端统一渲染,支持跨应用动效
分布式能力 无原生分布式支持 原生分布式架构
硬件虚拟化 不支持 支持 6 类外设虚拟化

5. 设计理念对比

AOSP 设计理念:

  • 以单设备为中心
  • 强调系统稳定性和兼容性
  • 生态优先,架构相对保守

OpenHarmony 设计理念:

  • 以人为中心,将多设备抽象为"超级终端"
  • 强调分布式协同和跨设备能力
  • 架构创新,面向未来的万物互联

下篇预告

下一篇文章将深入 HongMeng 微内核的技术创新,详解**差异化隔离等级(IC0/IC1/IC2)**如何实现性能与安全的完美平衡。


本文是「HarmonyOS 系统架构深度解析」系列第 2 篇。

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