鸿蒙OS — 基于微内核的全场景分布式OS

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鸿蒙OS — 基于微内核的全场景分布式OS

目录

• • • 前言
    • 开场和主题
    • 鸿蒙OS的生态基础
    • • 终端业务
      • Hi-Link
      • Hi-AI
      • 华为云计算
      • 战略计划
    • 目前OS的现状和面向未来的OS
    • 鸿蒙OS介绍
    • • 鸿蒙OS架构
      • 分布式架构
      • 确定性引擎
      • 高性能IPC保证进程间通信效率
      • 形式化方法
      • 多平台、多语言支持
    • 鸿蒙OS的期望和愿景

前言

2019年8月9日，在HDC全球开发者大会上，华为正式发布了自主研发的鸿蒙操作系统，英文名为HarmonyOS。

笔者看完鸿蒙的发布会之后，深深地为鸿蒙OS的强悍特性而震惊，特此就发布会上的内容做一下总结，同时笔者决定开始学习鸿蒙OS，感兴趣的小伙伴可以持续关注笔者。

开场和主题

余承东开场先介绍了发布会的主题：如何打造全场景时代新的体验、新的生态？ 余指出，我们正处于智能手机非常普及，应用非常丰富、同时处于AI、5G的时代，真正的AI全场景智慧时代正在来临。

鸿蒙OS的生态基础

我们知道操作系统的研发并不是很难，一些IT巨头都有自己的操作系统，难点在于如何建立基于这个操作系统的生态环境。所以随后余承东从终端业务、Hi-Link、Hi-AI、云服务、战略计划五个方面介绍了鸿蒙OS的生态基础。

终端业务

余指出华为终端消费者业务持续稳健增长，8年销售量增长68倍，2018年手机出货量为2.06亿台，余指出尽管由于中美贸易战的影响，但2019年仍然保持了24%的高速增长，手机发货量目前已经超过了1.2亿台，智能PC、可穿戴设备保持了更高速的增长，超过了200%甚至300%。

Hi-Link

华为推动成立了Hi-Link标准，成为了最广泛的智能家居协议，得到了业界的广泛支持，包括国内外260个知名品牌，3000万设备，并且这个数字每月都在增加。华为不仅提供了互联互通的标准，还提供了芯片支持为智能家居助力。

Hi-AI

同时华为发展AI生态，打造Hi-AI开放平台，目前已经有2500家合作伙伴支持，超过240算子数，超过33项能力引擎API和超过5000项原子化服务，而且还在不断快速增加。

华为云计算

余指出，华为云服务高速发展，支持了全球5亿多注册用户，同时每年增加2亿多智能手机和其他智能设备。华为在全球170多个国家部署了15个数据中心，目前91万应用开发者在华为平台上开发。

战略计划

余指出未来5-10年，华为的消费业务的长期战略是全场景智慧生活，为此去年启动了耀星计划，鼓励开发者创新智慧服务，支持资金超过2亿元。华为以服务和硬件生态为生态平台，以1+8+N的自研和生态伙伴产品为入口，1指的是华为智能手机；8指的是华为自研产品，包括PC、平板、车机、手表等；N指的是第三方合作伙伴的产品。

总之一句话，华为鸿蒙OS的生态系统以及初具规模，并且在不断发展。

目前OS的现状和面向未来的OS

随后，余分析了目前操作系统存在的一些问题，余指出目前的OS与硬件绑定，生态和OS耦合，降低了用户体验和开发效率；Android/Linux内核代码庞大冗余，真正使用到的不足8%，难以保证不同终端的流畅体验；安全问题严重；操作系统从宏内核向微内核发展是必然。

那么面向未来的OS应该是什么样的呢？

余指出面向未来的OS应该满足如下要求：
1、多终端能力共享，互为外设；
2、系统与硬件解耦，弹性部署；
3、应用一次开发，多端部署；
4、流畅、安全；

鸿蒙OS介绍

有了对未来OS的畅想和需求，余承东正式介绍了今天的主角——鸿蒙OS（HarmonyOS）。

鸿蒙OS是一款基于微内核的全场景分布式OS，具有传统OS无可比拟的优势，鸿蒙OS分布架构，天生流畅，内核安全，生态共享。

鸿蒙OS架构

鸿蒙OS的架构如下图：

鸿蒙OS实现模块化解耦，对应不同设备可以弹性部署，不管是硬件能力强还是弱都可以一套操作系统统一部署，灵活适配全场景丰富终端形态。

分布式架构

余指出鸿蒙OS首次使用了分布式架构，实现了跨终端无缝协同体验，如下图：

分布式架构包括分布式任务调度、分布式数据管理、硬件能力虚拟化、分布式软总线。其中硬件能力虚拟化为共享资源，分布式软总线连接不同终端，从而在终端之间实现能力互助共享，带来最佳协同体验。同时分布式软总线带来了一种极简协议，传统的7层OSI参考模型中的四种协议栈精简为一层，提升了有效载荷，使得终端交互更加实时高效。

确定性引擎

余指出，Android沿用Linux内核调度机制，是一种面向服务负载的公平调度模式，难以保障用户体验，就好比一条马路上又有卡车又有轿车还有自行车。而鸿蒙OS通过确定时延引擎确保用户交互体验流畅，确定时延引擎会对负载实时分析和预测，并且匹配应用特征实现资源精确调度，就好比将一条马路分为快车道、慢车道，使得行驶更加有序，如下图：

所以，鸿蒙OS天生就是流畅的。余指出鸿蒙OS可以降低响应时延25.7%，降低时延波动率55.6%。

高性能IPC保证进程间通信效率

可能不少人会担心鸿蒙OS采用的是微内核架构，那么鸿蒙OS的进程间通信怎么实现？余指出鸿蒙OS采用的高性能IPC相比于谷歌下一代操作系统Fuchsia可以提高进程间通信效率5倍，相比于车载操作系统QNX可以提高3倍。

形式化方法

余指出，鸿蒙OS采用了微内核架构，并且微内核技术用于可信执行环境（TEE），而且首次通过形式化方法显著提升TEE内核安全，如下图：

形式化方法是利用数学手段，从源头验证系统正确的有效手段，将极大提高鸿蒙OS的安全性，以往形式化方法多用于航空航天和芯片领域。

余指出目前的操作系统安全级别往往只能达到2级，最多3、4级，而鸿蒙OS可以达到5+安全级别。

鸿蒙OS的微内核天然无Root，细粒度权限控制从源头提升系统安全，如下图：

多平台、多语言支持

余指出，鸿蒙OS目前依旧保留了Linux内核，为了兼容接入更多的设备，但未来将去掉，只剩鸿蒙微内核，如下图：

同时，华为提供了面向多终端开发的IDE，使得开发者可以做到一次开发，多段部署，开发效率倍增，真正实现跨设备生态共享。

余指出App从Android平台上迁移到鸿蒙OS上工作量很小，1-2天即可完成。

同时华为的方舟编译器将支持多语言统一编译，包括混合编译，大幅提升开发效率，如下图：

余指出，开发者还可以借助华为的分布式能力Kit开发跨终端应用，就像开发普通应用一样简单。

鸿蒙OS的期望和愿景

鸿蒙OS的内核从两年前就开始研发使用，首款产品将于今年的荣耀智慧屏上面世，未来希望鸿蒙OS应用于更多的智能终端上，鸿蒙OS的历程和路标如下：

最后，余承东宣布华为鸿蒙OS开源！！！！！！！，希望大家一起参与，一起打造面向下一代的全球最领先的操作系统。

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给作者买瓶咖啡提提神~

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