目錄 第 1章　操作系統(tǒng)的發(fā)展史和演進 001 1.1　操作系統(tǒng)概述 002 1.2　操作系統(tǒng)的發(fā)展史 003 1.3　下一代計算機體系結(jié)構(gòu) 011 1.4　萬物互聯(lián)時代面臨的挑戰(zhàn) 013 1.4.1　萬物互聯(lián)時代已來臨 014 1.4.2　改善終端用戶體驗的訴求 015 1.4.3　開發(fā)者面臨的挑戰(zhàn) 017 1.5　下一代操作系統(tǒng)的關(guān)鍵特征 018 第 2章　HarmonyOS設(shè)計理念 021 2.1　HarmonyOS底層設(shè)計理念 022 2.2　HarmonyOS試圖解決的問題 022 2.3　HarmonyOS基本設(shè)計理念 024 2.3.1　超級終端的用戶體驗 024 2.3.2　“一次開發(fā)，多端部署”的用戶程序開發(fā)體驗 037 2.3.3　積木化拼裝的設(shè)備開發(fā)體驗 043 2.4　HarmonyOS的目標 043 2.4.1　業(yè)務(wù)目標 044 2.4.2　架構(gòu)目標 044 2.4.3　架構(gòu)設(shè)計原則 045 2.5　HarmonyOS架構(gòu)設(shè)計 046 2.6　HarmonyOS關(guān)鍵技術(shù) 047 第3章　部件化架構(gòu)原理解析 053 3.1　部件化架構(gòu) 054 3.1.1　架構(gòu)設(shè)計 054 3.1.2　HarmonyOS部件化架構(gòu)設(shè)計 055 3.2　原理解析 059 3.2.1　部件管理 059 3.2.2　SysCap機制 061 3.2.3　SysCap使用指南 064 第4章　統(tǒng)一內(nèi)核原理解析 069 4.1　內(nèi)核子系統(tǒng) 070 4.2　HarmonyOS LiteOS-M內(nèi)核 071 4.2.1　LiteOS-M內(nèi)核概述 071 4.2.2　任務(wù)管理 073 4.2.3　內(nèi)存管理 074 4.2.4　內(nèi)核通信機制 077 4.3　HarmonyOS LiteOS-A內(nèi)核 082 4.3.1　LiteOS-A內(nèi)核概述 083 4.3.2　內(nèi)核啟動 085 4.3.3　內(nèi)存管理 089 4.3.4　進程管理 093 4.3.5　擴展能力 097 4.4　HarmonyOS Linux內(nèi)核 105 4.4.1　內(nèi)核合入規(guī)則 105 4.4.2　HCK機制 106 4.4.3　config分層配置機制 108 4.4.4　分布式文件系統(tǒng) 110 4.4.5　新型內(nèi)存擴展機制：ESwap 116 第5章　驅(qū)動子系統(tǒng)原理解析 121 5.1　HDF驅(qū)動框架 122 5.1.1　HDF架構(gòu) 122 5.1.2　HDF運行模型 123 5.1.3　設(shè)備驅(qū)動的組成 124 5.1.4　設(shè)備與驅(qū)動之間的模型 126 5.1.5　HDI 126 5.2　HDF驅(qū)動框架工作原理 127 5.2.1　驅(qū)動配置管理 129 5.2.2　設(shè)備驅(qū)動加載 130 5.2.3　設(shè)備電源管理 132 5.3　HDF驅(qū)動框架部署 134 5.3.1　內(nèi)核態(tài)部署 134 5.3.2　用戶態(tài)部署 135 第6章　分布式軟總線原理解析 137 6.1　全場景下面臨的挑戰(zhàn) 138 6.2　什么是軟總線 142 6.2.1　軟總線的由來 142 6.2.2　軟總線的目標 144 6.3　軟總線技術(shù)架構(gòu) 146 6.4　軟總線發(fā)現(xiàn)技術(shù) 149 6.4.1　發(fā)現(xiàn)模塊邏輯架構(gòu) 149 6.4.2　發(fā)現(xiàn)模塊關(guān)鍵技術(shù) 150 6.4.3　發(fā)現(xiàn)協(xié)議 152 6.5　軟總線連接技術(shù) 156 6.5.1　連接模塊邏輯架構(gòu) 157 6.5.2　連接模塊關(guān)鍵技術(shù) 160 6.6　軟總線組網(wǎng)技術(shù) 161 6.6.1　組網(wǎng)模塊邏輯架構(gòu) 162 6.6.2　組網(wǎng)模塊關(guān)鍵技術(shù) 165 6.7　軟總線傳輸技術(shù) 166 6.7.1　傳輸模塊邏輯架構(gòu) 166 6.7.2　傳輸模塊關(guān)鍵技術(shù) 168 6.8　使用軟總線 170 第7章　分布式數(shù)據(jù)管理框架原理解析 177 7.1　分布式數(shù)據(jù)管理架構(gòu) 178 7.2　數(shù)據(jù)訪問 180 7.2.1　分布式數(shù)據(jù)庫 180 7.2.2　分布式數(shù)據(jù)對象 180 7.2.3　用戶首選項 181 7.3　數(shù)據(jù)同步 181 7.3.1　網(wǎng)絡(luò)模型 181 7.3.2　數(shù)據(jù)三元組 182 7.3.3　數(shù)據(jù)同步過程 183 7.3.4　水位管理 185 7.3.5　時間同步 186 7.3.6　沖突解決 189 7.4　數(shù)據(jù)存儲 190 7.5　數(shù)據(jù)安全 196 第8章　分布式硬件平臺原理解析 199 8.1　分布式硬件平臺應(yīng)運而生 200 8.2　適用場景 201 8.3　分布式硬件框架 203 8.4　分布式硬件運行機制 205 8.5　硬件資源池化技術(shù) 206 8.5.1　什么是虛擬化 207 8.5.2　硬件虛擬化技術(shù) 208 8.5.3　如何管理硬件資源池化 211 8.5.4　硬件資源池化支持的能力 213 8.6　硬件協(xié)同調(diào)度技術(shù) 213 8.6.1　設(shè)備發(fā)現(xiàn)和認證技術(shù) 214 8.6.2　硬件自適應(yīng)技術(shù) 215 8.6.3　硬件協(xié)同同步技術(shù) 216 8.6.4　硬件解耦映射技術(shù) 217 8.6.5　硬件自動跟隨應(yīng)用跨端遷移 218 8.7　應(yīng)用使用流程 219 8.7.1　應(yīng)用使用案例 219 8.7.2　能力開放 220 8.7.3　對開發(fā)者的要求 221 第9章　方舟編譯運行時原理解析 223 9.1　方舟編譯運行時設(shè)計目標 224 9.2　前端編譯器 226 9.2.1　前端編譯器功能 226 9.2.2　字節(jié)碼文件格式 227 9.2.3　方舟字節(jié)碼 229 9.3　方舟編譯運行時執(zhí)行引擎 230 9.3.1　總體介紹 230 9.3.2　解釋器 231 9.3.3　優(yōu)化編譯器 232 9.4　方舟編譯運行時內(nèi)存管理 236 9.4.1　內(nèi)存管理 236 9.4.2　內(nèi)存分配 237 9.4.3　垃圾回收 240 第 10章　分布式應(yīng)用框架原理解析 243 10.1　應(yīng)用框架管理 244 10.1.1　設(shè)計意圖 245 10.1.2　總體設(shè)計原則 246 10.1.3　架構(gòu)與組成概述 246 10.2　Ability管理 247 10.2.1　設(shè)計理念 248 10.2.2　主要職責 248 10.2.3　詳細描述 250 10.3　窗口管理 253 10.3.1　設(shè)計理念 253 10.3.2　主要職責 254 10.3.3　詳細描述 256 10.4　全局包管理 259 10.4.1　設(shè)計理念 259 10.4.2　主要職責 260 10.4.3　詳細描述 260 10.4.4　HAP管理 262 10.4.5　原子化服務(wù)的免安裝及老化 264 10.5　跨端遷移框架 265 10.5.1　設(shè)計理念 266 10.5.2　主要職責 266 10.5.3　詳細描述 267 10.6　多端協(xié)同框架 268 10.6.1　設(shè)計理念 268 10.6.2　主要職責 269 10.6.3　詳細描述 269 第 11章　UI框架原理解析 273 11.1　UI框架概述 274 11.2　UI框架的演進 275 11.3　多設(shè)備場景下UI框架面臨的挑戰(zhàn) 277 11.4　HarmonyOS UI框架核心原理 278 11.4.1　整體架構(gòu) 278 11.4.2　關(guān)鍵設(shè)計 281 11.5　ArkUI的探索和優(yōu)化 339 第 12章　圖形子系統(tǒng)原理解析 341 12.1　圖形子系統(tǒng)的設(shè)計目標 342 12.2　圖形子系統(tǒng)的邏輯架構(gòu) 344 12.3　圖形子系統(tǒng)的關(guān)鍵模塊 345 12.3.1　窗口與動畫 345 12.3.2　統(tǒng)一渲染 350 12.3.3　2D渲染引擎 372 12.3.4　3D渲染引擎 376 12.3.5　顯示管理 383 12.3.6　高階算子庫 386 12.3.7　圖形驅(qū)動 387 12.3.8　游戲體驗 390 第 13章　多媒體子系統(tǒng)原理解析 395 13.1　多媒體子系統(tǒng)概述 396 13.2　音頻服務(wù) 397 13.2.1　音頻服務(wù)框架 398 13.2.2　音頻播放 399 13.2.3　音頻采集 400 13.2.4　音頻策略管理 401 13.2.5　音量管理 403 13.2.6　音頻低時延 404 13.3　視頻服務(wù) 404 13.3.1　視頻服務(wù)框架 405 13.3.2　音視頻播放 406 13.3.3　音視頻錄制 411 13.3.4　音視頻編解碼 412 13.3.5　封裝/解封裝 415 13.3.6　元數(shù)據(jù)/縮略圖 415 13.4　相機服務(wù) 416 13.4.1　相機服務(wù)建模思路 416 13.4.2　相機服務(wù)框架 418 13.4.3　相機控制 420 13.4.4　相機預(yù)覽 424 13.4.5　相機拍照 425 13.4.6　相機錄像 426 13.5　圖像服務(wù) 427 13.5.1　圖像解碼 430 13.5.2　圖像編解碼插件管理 431 13.5.3　圖像使用優(yōu)化 433 13.6　媒體數(shù)據(jù)管理框架服務(wù) 433 13.6.1　媒體數(shù)據(jù)管理框架 434 13.6.2　媒體數(shù)據(jù)同步與訪問 437 13.6.3　媒體數(shù)據(jù)變更通知 441 第 14章　安全子系統(tǒng)原理解析 443 14.1　HarmonyOS安全理念 444 14.1.1　HarmonyOS安全風險評估 444 14.1.2　HarmonyOS安全架構(gòu) 445 14.2　HarmonyOS“正確的人”身份管理與認證 451 14.2.1　IAM身份認證架構(gòu) 451 14.2.2　PIN碼認證 452 14.3　HarmonyOS“正確的設(shè)備”系統(tǒng)安全架構(gòu) 452 14.3.1　HarmonyOS系統(tǒng)安全邏輯架構(gòu) 453 14.3.2　完整性保護 454 14.3.3　加密及數(shù)據(jù)保護 457 14.3.4　權(quán)限及訪問控制 462 14.3.5　漏洞防利用 468 14.3.6　TEE 476 14.3.7　SE安全芯片 479 14.3.8　HarmonyOS設(shè)備安全分級 481 14.3.9　設(shè)備分布式可信互聯(lián) 483 14.4　HarmonyOS“正確地訪問數(shù)據(jù)”分級訪問控制架構(gòu) 484 14.4.1　數(shù)據(jù)分級規(guī)范 485 14.4.2　數(shù)據(jù)安全與用戶隱私生命周期管理 486 14.4.3　數(shù)據(jù)生成的安全機制 486 14.4.4　數(shù)據(jù)存儲的安全機制 487 14.4.5　數(shù)據(jù)使用的安全機制 487 14.4.6　數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩珯C制 488 14.4.7　數(shù)據(jù)銷毀的安全機制 489 14.5　HarmonyOS生態(tài)治理架構(gòu) 489 14.5.1　HarmonyOS應(yīng)用程序生命周期安全管理架構(gòu) 489 14.5.2　HarmonyOS應(yīng)用程序“純凈”開發(fā) 490 14.5.3　HarmonyOS應(yīng)用程序“純凈”上架 490 14.5.4　HarmonyOS應(yīng)用程序“純凈”運行 490 14.5.5　HarmonyOS設(shè)備生態(tài)治理架構(gòu) 492 14.5.6　HarmonyOS設(shè)備生態(tài)合作伙伴認證 492 14.5.7　HarmonyOS生態(tài)設(shè)備安全認證 493 14.5.8　HarmonyOS生態(tài)設(shè)備分級管控機制 493 第 15章　DFX框架原理解析 495 15.1　常見DFX定義 496 15.2　操作系統(tǒng)DFX 497 15.3　HarmonyOS DFX框架 499 15.4　HarmonyOS DFX關(guān)鍵特性 500 15.4.1　流水日志 HiLog 500 15.4.2　事件框架 HiView 505 15.4.3　調(diào)用跟蹤 HiTrace 509 15.4.4　信息導(dǎo)出 HiDumper 516 15.4.5　故障檢測 FaultDetector 519 15.4.6　缺陷檢測 HiChecker 525 15.4.7　調(diào)優(yōu) HiProfiler 528 15.5　DFX特性典型應(yīng)用場景 531 15.5.1　產(chǎn)品可維可測設(shè)計 531 15.5.2　調(diào)試調(diào)優(yōu) 533 15.5.3　質(zhì)量分析 538 15.6　演進與展望 539 第 16章　文件管理原理解析 541 16.1　HarmonyOS文件管理設(shè)計背景 542 16.2　設(shè)計目標 542 16.3　總體架構(gòu) 544 16.4　關(guān)鍵技術(shù) 547 16.4.1　用戶文件管理 547 16.4.2　應(yīng)用文件管理 551 16.4.3　存儲管理 556 參考文獻 558