HarmonyOS应用模型概述

应用模型的构成要素

应用模型是HarmonyOS为开发者提供的应用程序所需能力的抽象提炼,它提供了应用程序必备的组件和运行机制。有了应用模型,开发者可以基于一套统一的模型进行应用开发,使应用开发更简单、高效。

HarmonyOS应用模型的构成要素包括:

  1. 应用组件

    应用组件是应用的基本组成单位,是应用的运行入口。用户启动、使用和退出应用过程中,应用组件会在不同的状态间切换,这些状态称为应用组件的生命周期。应用组件提供生命周期的回调函数,开发者通过应用组件的生命周期回调感知应用的状态变化。应用开发者在编写应用时,首先需要编写的就是应用组件,同时还需编写应用组件的生命周期回调函数,并在应用配置文件中配置相关信息。这样,操作系统在运行期间通过配置文件创建应用组件的实例,并调度它的生命周期回调函数,从而执行开发者的代码。

  2. 应用进程模型

    应用进程模型定义应用进程的创建和销毁方式,以及进程间的通信方式。

  3. 应用线程模型

    应用线程模型定义应用进程内线程的创建和销毁方式、主线程和UI线程的创建方式、线程间的通信方式。

  4. 应用任务管理模型

    应用任务管理模型定义任务(Mission)的创建和销毁方式,以及任务与组件间的关系。HarmonyOS应用任务管理由系统应用负责,三方应用无需关注,下文不做具体介绍。

  5. 应用配置文件

    应用配置文件中包含应用配置信息、应用组件信息、权限信息、开发者自定义信息等,这些信息在编译构建、分发和运行阶段分别提供给编译工具、应用市场和操作系统使用。

应用模型解读

HarmonyOS应用模型概况

随着系统的演进发展,HarmonyOS先后提供了两种应用模型:

  • FA(Feature Ability)模型:HarmonyOS早期版本开始支持的模型,已经不再主推。
  • Stage模型:HarmonyOS 3.1 Developer Preview版本开始新增的模型,是目前主推且会长期演进的模型。在该模型中,由于提供了AbilityStage、WindowStage等类作为应用组件和Window窗口的“舞台”,因此称这种应用模型为Stage模型。

Stage模型之所以成为主推模型,源于其设计思想。Stage模型的设计基于如下出发点。

  1. 为复杂应用而设计

    • 多个应用组件共享同一个ArkTS引擎(运行ArkTS语言的虚拟机)实例,应用组件之间可以方便的共享对象和状态,同时减少复杂应用运行对内存的占用。
    • 采用面向对象的开发方式,使得复杂应用代码可读性高、易维护性好、可扩展性强。
  2. 支持多设备和多窗口形态

    应用组件管理和窗口管理在架构层面解耦:

    • 便于系统对应用组件进行裁剪(无屏设备可裁剪窗口)。
    • 便于系统扩展窗口形态。
    • 在多设备(如桌面设备和移动设备)上,应用组件可使用同一套生命周期。
  3. 平衡应用能力和系统管控成本

    Stage模型重新定义应用能力的边界,平衡应用能力和系统管控成本。

    • 提供特定场景(如卡片、输入法)的应用组件,以便满足更多的使用场景。
    • 规范化后台进程管理:为保障用户体验,Stage模型对后台应用进程进行了有序治理,应用程序不能随意驻留在后台,同时应用后台行为受到严格管理,防止恶意应用行为。

通过对比认识FA模型与Stage模型

Stage模型与FA模型最大的区别在于:Stage模型中,多个应用组件共享同一个ArkTS引擎实例;而FA模型中,每个应用组件独享一个ArkTS引擎实例。因此在Stage模型中,应用组件之间可以方便的共享对象和状态,同时减少复杂应用运行对内存的占用。Stage模型作为主推的应用模型,开发者通过它能够更加便利地开发出分布式场景下的复杂应用。

可通过如下对比表格了解两种模型的整体概况。

表1 FA模型与Stage模型差异概览

项目FA模型Stage模型
应用组件1. 组件分类点击放大 - PageAbility组件:包含UI界面,提供展示UI的能力。详细介绍请参见PageAbility组件概述。- ServiceAbility组件:提供后台服务的能力,无UI界面。详细介绍请参见ServiceAbility组件概述。- DataAbility组件:提供数据分享的能力,无UI界面。详细介绍请参见DataAbility组件概述。2. 开发方式通过导出匿名对象、固定入口文件的方式指定应用组件。开发者无法进行派生,不利于扩展能力。1. 组件分类点击放大 - UIAbility组件:包含UI界面,提供展示UI的能力,主要用于和用户交互。详细介绍请参见UIAbility组件概述。- ExtensionAbility组件:提供特定场景(如卡片、输入法)的扩展能力,满足更多的使用场景。详细介绍请参见ExtensionAbility组件。2. 开发方式采用面向对象的方式,将应用组件以类接口的形式开放给开发者,可以进行派生,利于扩展能力。
进程模型有两类进程:1. 主进程2. 渲染进程详细介绍请参见进程模型。有三类进程:1. 主进程2. ExtensionAbility进程3. 渲染进程详细介绍请参见进程模型。
线程模型1. ArkTS引擎实例的创建一个进程可以运行多个应用组件实例,每个应用组件实例运行在一个单独的ArkTS引擎实例中。2. 线程模型每个ArkTS引擎实例都在一个单独线程(非主线程)上创建,主线程没有ArkTS引擎实例。3. 进程内对象共享:不支持。详细介绍请参见线程模型。1. ArkTS引擎实例的创建一个进程可以运行多个应用组件实例,所有应用组件实例共享一个ArkTS引擎实例。2. 线程模型ArkTS引擎实例在主线程上创建。3. 进程内对象共享:支持。详细介绍请参见线程模型。
应用配置文件使用config.json描述应用信息、HAP信息和应用组件信息。详细介绍请参见应用配置文件概述(FA模型)。使用app.json5描述应用信息,module.json5描述HAP信息、应用组件信息。详细介绍请参见应用配置文件概述(Stage模型)。

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