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解析鸿蒙操作系统

优创智投 2020-09-24
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今年华为开发者大会中,华为正式发布了鸿蒙操作系统2.0,同时按照开源路标开源了面向128MB以内终端的鸿蒙源码。今年的华为开发者大会老王陷于琐事也没买到票未能到场参加,去年的华为开发者大会我确是去游历了华为美丽的松山湖基地。也好,那就第一时间阅读了鸿蒙开放出来的文档,和一些源码,试用了一下开发工具,跑了一下示例应用开发。在此尝试解析鸿蒙操作系统,也从一个开发者的角度探讨一下鸿蒙的前景。
先说结论,从各种已公开的信息来看,我认为鸿蒙能成功的概率大了很多。去年刚传出有鸿蒙操作系统消息的时候,老王就写了篇展望鸿蒙的文章《 决胜5G时代的操作系统》,当时个人评估华为的鸿蒙可能比google的新一代操作系统fuchsia技术储备方面要落后一些。毕竟fuchsia已放出了开源项目,对应的开发语言和开发框架也都已经在进行推广,而关于华为鸿蒙的消息都还非常模糊。但是经过去年华为开发者大会发布了清晰的鸿蒙规划和路标,以及近一年多来华为组织“松湖会战”等的大规模高强度研发投入下,如今鸿蒙操作系统在新一代操作系统的竞争中,可能已经处于领先水平了。而且华为是在给飞行中的飞机换零件,应该是在实现万物互联全场景智慧化的操作系统过程中总结了更多实战经验,能比其他终端或操作系统厂商更早实现一些5G时代的先进特性。其他终端厂商未来要想支持5G+AI的一些新特性,采用fuchsia等其他系统也得走过一段相同的路径,那还不如支持鸿蒙,毕竟有什么坑也都填过一遍了。据悉最早支持鸿蒙系统的一些智慧家电产品,今年双十一就能上市了,而fuchsia的商业化产品可能还早的很。以后科技发展史总结这一段儿,会不会这样描述,“美国科技断供极限施压,华为无奈自研成就操作系统大佬”,那就有意思了。

鸿蒙的先进特性
要了解鸿蒙系统从其官网www.harmonyos.com和开源项目地址https://openharmony.gitee.com可以获得完整信息。这是官网文档提供的一个技术架构图

                 鸿蒙操作系统技术架构图
    可以看到鸿蒙是一个支持多种不同内核的操作系统框架,未来可能向主要支持鸿蒙微内核的方向演化,这可能是为了兼容现有的生态体系。目前开源了的部分是主要支持IoT设备的LiteOS内核,以及实现分布式操作系统主要特性的系统服务层和应用框架层的一些模块。架构设计还是挺先进的。记得我大学学习操作系统课程的时候,用的是一本讲minix微内核操作系统的原版教材。以后如果学生想学习一些先进操作系统的知识,可能鸿蒙的文档是个不错的参考资料。

新一代操作系统涉及到的技术和知识非常多,而且要实现分布式低时延又和通信技术密切相关,可能也就最懂通信的华为能做出比较科学合理的整体规划了。鸿蒙操作系统的开源版本叫做openharmony,捐献给了一个叫开放原子开源基金会(OpenAtom Foundation)的新成立的开源组织,这样操作应该是为了拓展更多对新一代操作系统有需求的厂家加入,使用鸿蒙已有的基础设施。产品开源之后就会进入一个新的发展阶段,可能现有版本的某些模块和实现方式不是最佳的,但在众多开发者的参与下能够迭代优化出更好的版本,就像一个能够不断进化的生命。
鸿蒙的开发工具分了两个版本,一个是用来做应用开发的DevEco Studio,就是开发最终用户使用的应用程序的开发工具,一个是用来做设备开发的DevEco Device Tool,就是把鸿蒙系统集成到智能硬件中的开发工具。鸿蒙在模块化设计,功能解耦方面做了很多工作,可以按需裁剪出一个合适的操作系统版本安装到对应的智能硬件中,支持万物互联等的先进特性。我以前学操作系统时玩过一个叫LFS(Linux from Scratch)的项目,可以通过命令行的方式裁剪出一个Linux的适用版本。以后鸿蒙系统可能可以做到从开发工具或者官网输入一些想要支持的特性,就能打包输出一个适用的鸿蒙版本的能力,就像在线购买组装电脑选配零件。目前开放出来的开发工具主要是用来做智慧屏、手表等IoT设备上的应用开发的,应用层开发技术选型是JavaScript,有点像做小程序开发。现在的全栈开发是从服务器端到用户界面一人全能搞定,以后的全栈开发会不会发展成从嵌入式设备、操作系统到用户界面一人全能搞定。不过现在对于多数开发者来看,还没有太多好玩的东西,根据华为开发者大会公布的产品路标,今年底推送鸿蒙2.0手机beta版本,到时开发者应该就可以做手机版本的鸿蒙应用开发了。
我对鸿蒙分布式软总线子系统比较感兴趣,这应该也是鸿蒙实现一碰传、无缝投屏等黑科技的一个核心模块。


                       鸿蒙分布式通信子系统

从鸿蒙开源项目看到,分布式通信子系统采用了一个Coap协议实现近场设备间统一的分布式通信能力,服务发布后周边的设备可以发现并使用服务。以前没接触过Coap协议,看了一下定义Coap协议的RFC7252文档,是一个主要面向低功耗设备间互联的物联网协议,Coap协议从09年开始发展到2014年定稿。不禁让我想起13年前我试图实现的一个有些类似的技术。

                     Coap协议RFC7252文档

2007年,我离开华为后,想做一些将通信的语音、短信等业务更简单的集成到互联网应用中的产品和服务。那时候网络融合、业务融合已经有些趋势,开放平台理念才刚刚出现。当时给我创建的第一家公司定的愿景叫融合世界的科技,注册了个UCT的商标,代表Universal Convergence Technology的缩写。那年写过一个统一业务标识的专利,年代久远记不太清具体内容了,知识产权局的网站应该能查到全文。主要想法是觉得未来网络中应该是以服务(service)作为一个更大颗粒度的能力单元,相比已有的以资源(resource)为颗粒度的能力单元,能够更好的抽象出一个服务层,实现业务与传输无关的开放平台接口,还给这个技术起了个USI(Uniform Service Identifier)的名字。当时考虑过很多种技术实现路径,觉得要实现USI的设定可能最终得建议成网络标准,得去写RFC(记录网络协议的一系列文件)。考虑这个技术能不能被广泛采用和支持,就得开发一些模块集成到操作系统中,或者做成某种硬件设备。当年我还拿这个项目去申请科创委的资助,记得申请资料里也写了技术实现路标和标准化的规划,结果是没有申请到资助,可能他们也看不懂我究竟写的是什么。这类写专利、做标准的事情都是没有短期收益的,越底层越基础的技术需要的投入越多时间周期越长,不是初创公司能搞定的。做公司不是只凭兴趣和理想,盈利生存才是第一位的。后来实现出来发布了的产品还是利用了已有的技术栈,有点类似现在云之讯(ucpaas)的原始版本,也找了些workec等的客户,当时可能是国内最早的融合通信开放平台产品的雏形吧。最终我拿到USI这个专利的时候,公司业务早就已经转型了,遗憾没能更多的来实现这个专利。后来我创建的第二家公司,商标还是沿用了UCT的词根,算是仍然保留了创业的初心吧。如果当年能够融到资,也许现在能有个中国标准集成到国产操作系统中,实现一些黑科技,也不至于整天做些CRUD的工作了。

                                    USI专利

展望鸿蒙的应用前景
最近两年随着5G的商用、物联网的落地,越来越多智能硬件互联的真实客户需求冒了出来。近两年接触和承接过一些智能洗车机、智能钥匙柜、盒饭柜、智能饮水机等的客户项目,感觉一些新的技术和商业模式正在逐步融入到人们的日常生活中。3G、4G时代移动互联网的发展,普及了移动支付、电子发票等应用,现在已经很少用到银行卡、交通卡了。未来可能钥匙这种目前还要随身携带的东西都会被取代。比如,我们有个做车主服务的项目,需要车主把钥匙临时寄存在一个智能钥匙柜,服务人员到钥匙柜凭车主提供的密码取车钥匙再去帮车主做车辆保养。用来开锁的钥匙得先锁在钥匙柜,才能完成服务的某一环节,听起来就是个有点绕的解决方案。如果未来能基于鸿蒙生态的高安全性和高可信度设备授权等特性,实现无需钥匙的服务流程,这类代为服务的业务可能就更容易流行起来。
鸿蒙支持分布式设备虚拟化,这个特性可能会改变硬件设备的一些设计理念,更多采用手机作为智能设备的控制中心。比如,现在的自动售货机和快递柜,都有屏幕接受用户输入,但是很多触屏都不太好用,也容易损害,如果能实现手机碰触就在手机上显示操作界面或者直接开柜,就能更方便一些。在工业物联网领域,一些需要显示设备数据或接收用户输入,不得不给设备添加屏幕等外设,如果能有智能化的移动巡检设备一台就可以管理多台工业设备,就能省去一些不必要的外设成本。在游戏娱乐领域,如果能实现用手机作为操作设备,用大屏作为显示输出,也很值得期待。多设备协同的能力在AR/VR领域也有很多想象空间,记得2016年微信公开课上,张小龙发布微信小程序时,畅想未来的智能设备形态,举了一个智能眼镜的例子,希望未来能够实现所见即所得,隔空就能在智能眼镜上安装和打开应用。如果仅凭微信的能力,没有操作系统的支持,这样的美好畅想估计无法实现。如果智能眼镜上搭载鸿蒙操作系统,微信能抽离出一个小程序的运行时环境适配鸿蒙操作系统,那在智能眼镜上所见即所得的畅想也许才能实现。


中国有全球最多的技术工程人员,和全球最大的消费市场,并不缺少孵化和应用新技术的环境,缺少的是能够在根技术领域起到引领带头作用,搭建坚实地基的中坚力量。鸿蒙开源已经在实现万物互联全场景智慧化的美好愿景上迈出了第一步,未来生态建设前景可期!


    以后有时间有机会将持续分享解析鸿蒙操作系统文章。广告时间:近两年我们做了一些小程序/APP对接物联网等智能硬件的项目,积累了一些可复用的业务模块,准备独立成一个创业项目运营,同时计划对接一些鸿蒙生态的开放能力形成一个给IoT设备和运营商提供增值服务的应用层SaaS产品,欢迎有对接鸿蒙生态需求的客户和对发展IoT设备应用SaaS平台有兴趣的人士合作交流。另外,我们还有一个www.HuaICT.com项目,计划做成一个ICT行业的社会化开放供应链平台,欢迎交流与合作。



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UCT(Universal Convergence Technology)是一家提供微应用开发、运营、推广的一站式服务提供商。腾讯渠道推荐入选2017年全国双创周主会场创新项目展示唯一小程序开发商。

微友货社交电商:www.weiyoho.com  中华ICT联盟:www.huaict.com

最后修改时间:2020-09-24 09:40:54
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