1. 概述

1.1 简介

鸿蒙（即 HarmonyOS ，开发代号 Ark，正式名称为华为终端鸿蒙智能设备操作系统软件）是华为公司自 2012 年以来开发的一款可支持鸿蒙原生应用和兼容 AOSP 应用的分布式操作系统。该系统利用“分布式”技术将手机、电脑、平板、电视、汽车和智能穿戴等多款设备融合成一个“超级终端”，使用户便于操作和共享各种设备的资源。

1.2 本文读者收获

• 帮助开发者全面了解 HarmonyOS 系统
• 引导开发者从 0 到 1 上手 HarmonyOS 应用开发

1.3 鸿蒙开发基础

1.3.1 鸿蒙应用开发框架概述

鸿蒙应用开发框架是鸿蒙系统提供的一套开发工具和框架，用于帮助开发者快速构建鸿蒙应用。它提供了一系列的 API 和组件，使开发者可以方便地进行应用的开发、测试和发布。鸿蒙应用开发框架支持多种开发语言，包括 C++、JavaScript、ArkTS 等，开发者可以根据自己的需求选择合适的开发语言进行开发。

1.3.2 鸿蒙应用开发框架的主要特点

• 跨平台开发：鸿蒙应用开发框架支持多种平台，包括手机、平板、电视、汽车等，开发者可以使用同一套代码开发适配不同平台的应用，大大提高了开发效率。
• 模块化开发：鸿蒙应用开发框架采用模块化的设计，开发者可以根据需要选择所需的功能模块进行开发，避免了不必要的代码冗余，提高了代码的可维护性和可重用性。
• 灵活的布局和界面设计：鸿蒙应用开发框架提供了丰富的布局和界面设计工具，开发者可以灵活地设计应用的界面，实现丰富多样的交互效果，提升用户体验。
• 强大的性能优化和调试工具：鸿蒙应用开发框架提供了一系列的性能优化和调试工具，开发者可以通过这些工具对应用进行性能优化和调试，提高应用的运行效率和稳定性。

1.3.3 语言和开发范式概念

当我们首次创建鸿蒙程序时，会面临模型的选择，如下图：

HarmonyOS 中的两种开发范式：

语言选择

• ArkTS：只支持 Stage 模型
• JS：支持 Stage 模型 和 FA 模型

模型概念

HarmonyOS 的两种模型，是历史的产物，可以理解为设计模式。

• FA（Feature Ability）模型：HarmonyOS API 7 开始支持的模型，已经不再主推。FA 模型开发可见 FA 模型开发概述。
• Stage 模型：HarmonyOS API 9 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 模型开发可见Stage 模型开发概述。Stage 模型架构如下图：

• 目前官方主推 Stage 模型
• 针对 Stage 模型衍生出的声明式开发更优的开发框架
• ArkTS 优于 JS
• 我们认为，以上选型是目前（SDK 3.1.0 API 9）最优解/最佳实践即：Stage 模型+ArkTS+声明式。

2. 鸿蒙应用开发环境搭建

2.1 安装鸿蒙 DevEco Studio

步骤 1：下载 DevEco Studio SDK https://developer.harmonyos.com/cn/develop/deveco-studio#download

2.2 配置开发环境

2.2.1 （可选）配置 Proxy

步骤 2：网络不能直接访问 Internet，可通过设置代理服务器进行访问。如果无需代理即可访问 Internet，将跳过该步骤。

2.2.2 安装 Node.js 和 ohpm

步骤 3：指定本地已安装的 Node.js/ohpm，或在线下载安装 Node.js 与 ohpm。可以指定本地已安装的 Node.js 或 ohpm（Node.js 版本要求为 v14.19.1 及以上，且低于 v17.0.0；对应的 npm 版本要求为 6.14.16 及以上）路径位置；如果本地没有合适的版本，可以选择 Install 按钮，选择下载源和存储路径后，进行在线下载，单击 Next 进入下一步。

2.2.3 下载 HarmonyOS SDK

2.2.4 创建鸿蒙应用

2.2.5 运行项目

单击 DevEco Studio 工具栏中的按钮 ▶️ 运行工程，或使用默认快捷键 Shift+F10（ macOS 为 Control+R )运行工程。

3. 开发指南

3.1 项目与配置

3.11 项目结构

3.1.2 配置文件含义

AppScope > app.json5：应用的全局配置信息。

entry：HarmonyOS 工程模块，编译构建生成一个 HAP 包。

• src > main > ets：用于存放 ArkTS 源码。
• src > main > ets > entryability：应用/服务的入口。
• src > main > ets > pages：应用/服务包含的页面。
• src > main > resources：用于存放应用/服务所用到的资源文件，如图形、多媒体、字符串、布局文件等。关于资源文件，详见资源分类与访问。
• src > main > module.json5：Stage 模型模块配置文件。主要包含 HAP 包的配置信息、应用/服务在具体设备上的配置信息以及应用/服务的全局配置信息。具体的配置文件说明，详见 module.json5 配置文件。
• build-profile.json5：当前的模块信息、编译信息配置项，包括 buildOption、targets 配置等。其中 targets 中可配置当前运行环境，默认为 HarmonyOS。
• hvigorfile.ts：模块级编译构建任务脚本，开发者可以自定义相关任务和代码实现。
• oh_modules：用于存放三方库依赖信息。关于原 npm 工程适配 ohpm 操作，请参考历史工程迁移。
• build-profile.json5：应用级配置信息，包括签名、产品配置等。
• hvigorfile.ts：应用级编译构建任务脚本。

3.2 ArkUI 框架

3.2.1 ArkUI 定义

ArkTS 是 HarmonyOS 优选的主力应用开发语言，在 TS 基础上发展而来。基于 ArkTS 的声明式开发范式的方舟开发框架是一套开发极简、高性能、支持跨设备的 UI 开发框架，提供了构建 HarmonyOS 应用 UI 所必需的能力。

3.2.2 ArkTS 声明式 UI 的基本组成

3.2.3 ArkTS 特点

• 开发效率高，开发体验好
• 性能优越
• 生态容易快速推进

3.3 组件与布局汇总（API 9）

3.3.1 汇总

3.3.2 XComponent 的使用

ArkUI 框架提供了基于 XComponent 组件的 C++ 自绘制引擎接入（比如游戏引擎）能力，和基于 Web 组件的 HTML5/Web 的渲染能力。满足了开发者在游戏、相机、地图、浏览器等复杂应用场景的开发诉求，降低了这类应用移植的门槛。

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XComponent({id:'',type:'texture',librayname:'nativerender'})
.onload((context)=>{

})
.onDestroy(()=>{

})

3.4 界面开发

3.4.1 网络请求

• @ohos.net.http(API6)
• @system.fetch(API3)

完整示例

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// 引入包名
import http from '@ohos.net.http';

// 每一个httpRequest对应一个HTTP请求任务，不可复用
let httpRequest = http.createHttp();
// 用于订阅HTTP响应头，此接口会比request请求先返回。可以根据业务需要订阅此消息
// 从API 8开始，使用on('headersReceive', Callback)替代on('headerReceive', AsyncCallback)。8+
httpRequest.on('headersReceive', (header) => {
    console.info('header: 'JSON.stringify(header));
});
httpRequest.request(
    // 填写HTTP请求的URL地址，可以带参数也可以不带参数。URL地址需要开发者自定义。请求的参数可以在extraData中指定
    "EXAMPLE_URL",
    {
        method: http.RequestMethod.POST, // 可选，默认为http.RequestMethod.GET
        // 开发者根据自身业务需要添加header字段
        header: {
            'Content-Type': 'application/json'
        },
        // 当使用POST请求时此字段用于传递内容
        extraData: {
            "data": "data to send",
        },
        expectDataType: http.HttpDataType.STRING, // 可选，指定返回数据的类型
        usingCache: true, // 可选，默认为true
        priority: 1, // 可选，默认为1
        connectTimeout: 60000, // 可选，默认为60000ms
        readTimeout: 60000, // 可选，默认为60000ms
        usingProtocol: http.HttpProtocol.HTTP1_1, // 可选，协议类型默认值由系统自动指定
    }, (err, data) => {
        if (!err) {
            // data.result为HTTP响应内容，可根据业务需要进行解析
            console.info('Result:'JSON.stringify(data.result));
            console.info('code:'JSON.stringify(data.responseCode));
            // data.header为HTTP响应头，可根据业务需要进行解析
            console.info('header:'JSON.stringify(data.header));
            console.info('cookies:'JSON.stringify(data.cookies)); // 8+
            // 取消订阅HTTP响应头事件
            httpRequest.off('headersReceive');
            // 当该请求使用完毕时，调用destroy方法主动销毁
            httpRequest.destroy();
        } else {
            console.info('error:'JSON.stringify(err));
            // 取消订阅HTTP响应头事件
            httpRequest.off('headersReceive');
            // 当该请求使用完毕时，调用destroy方法主动销毁。
            httpRequest.destroy();
        }
    }
);

3.4.2 数据存储

• @ohos.data.storage(轻量)
• @ohos.data.rdb(关系型数据库)
• @ohos.data.distributedData(分布式数据管理)
• 数据存储分类概念图

3.4.3 页面路由

• @ohos.router(API8)
• @system.router(API3)

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// index页面
export default {
indexPushPage() {
  router.push({
    uri: 'pages/detail/detail'
  });
}
}

3.4.4 app 模块

导入模块

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import app from '@system.app';

3.4.4.1 App

getInfo

static getInfo(): AppResponse

获取当前应用配置文件中声明的信息。

从API Version9开始，推荐使用bundleManager.getApplicationInfo。

系统能力： SystemCapability.ArkUI.ArkUI.Lite

返回值：

示例：

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export default {    
  getInfo(){        
    var info = app.getInfo();        
      console.log(JSON.stringify(info));    
  } 
}

terminate

static terminate(): void 退出当前Ability。

从API Version 7开始，推荐使用@ohos.ability.featureAbility。

系统能力： SystemCapability.ArkUI.ArkUI.Lite

示例：

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export default {    
  terminate(){        
    app.terminate();    
  }}

setImageCacheCount(7+)

staticsetImageCacheCount(value: number): void

设置内存中缓存解码后图片的数量上限，提升再次加载同源图片的加载速度。如果不设置则默认为0，不进行缓存。缓存采用内置的LRU策略，新图片加载后，如果超过缓存上限，会删除最久未再次加载的缓存。建议根据应用内存需求，设置合理缓存数量，数字过大可能导致内存使用过高。

系统能力： SystemCapability.ArkUI.ArkUI.Full

参数：

示例：

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// app.ets
import app from '@system.app';

export default {
    onCreate() { 
        app.setImageCacheCount(100)    // 设置解码后图片内存缓存上限为100张
        console.info('Application onCreate')
    },
    onDestroy() {
        console.info('Application onDestroy')
    },
}

ScreenOnVisible((deprecated))

static screenOnVisible(options?: ScreenOnVisibleOptions): void

定义屏幕唤醒时是否保持应用可见。

说明： 该接口从API Version 8 开始废弃。

系统能力： 以下各项对应的系统能力均为SystemCapability.ArkUI.ArkUI.Full

requestFullWindow((deprecated))

static requestFullWindow(options?: RequestFullWindowOptions): void

请求应用以全窗口运行，FA在某些场景下（如半模态FA）会以非全窗口运行，调用该接口会从非全窗口切换为全窗口运行，如果已经以全窗口运行则该接口调用无效。

从API Version 7开始，推荐使用@ohos.window。

系统能力： SystemCapability.ArkUI.ArkUI.Full

参数：

示例：

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export default {    
  requestFullWindow(){        
    app.requestFullWindow({            
      duration: 200});    
  }
}

3.4.4.2 AppResponse

定义AppResponse信息。

系统能力： 以下各项对应的系统能力有所不同，详见下表。

3.4.4.3 ScreenOnVisibleOptions

定义屏幕上可见接口的选项。

系统能力： 以下各项对应的系统能力均为SystemCapability.ArkUI.ArkUI.Full

3.5 权限管理

3.5.1 应用权限管理

HarmonyOS 中 所有的应用均在应用沙盒内运行。默认情况下，应用只能访问有限的系统资源，系统负责管理应用对资源的访问权限。

应用权限管理是由接口提供方（Ability）、接口使用方（应用）、系统（包括云侧和端侧）以及用户等多方共同参与的整个流程，保证受限接口是在约定好的规则下被正常使用，避免接口被滥用而导致用户、应用和设备受损。

3.5.2 敏感权限

涉及访问个人数据（如：照片、通讯录、日历、本机号码、短信等）和操作敏感能力（如：相机、麦克风等）的权限。

3.5.3 权限申请过程

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//1.定义
{
    "module": {
        "reqPermissions": [
            {
                "name": "ohos.permission.CAMERA",
                "reason": "$string:permreason_camera",
                "usedScene":
                {
                    "ability": ["com.mycamera.Ability", "com.mycamera.AbilityBackground"],
                    "when": "always"
                }
            },{
            ...
            }
        ]
    }
}

• name : 必须，填写需要使用的权限名称。
• reason: 失败原因，可选，当申请的权限为 user_grant 权限时此字段必填。
• usedScene:可选，当申请的权限为 user_grant 权限时此字段必填。描述权限使用的场景和时机。场景类型有：ability、when（调用时机）。可配置多个 ability。

3.5.4 动态申请

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//2. 动态申请
  if (verifySelfPermission("ohos.permission.CAMERA") != IBundleManager.PERMISSION_GRANTED) {
    // 应用未被授予权限
    if (canRequestPermission("ohos.permission.CAMERA")) {
        // 是否可以申请弹框授权(首次申请或者用户未选择禁止且不再提示)
        requestPermissionsFromUser(
                new String{ "ohos.permission.CAMERA" } , MY_PERMISSIONS_REQUEST_CAMERA);
    } else {
        // 显示应用需要权限的理由，提示用户进入设置授权
    }
} else {
    // 权限已被授予
}

3.5.5 权限使用原则

• 权限申请最小化。跟用户提供的功能无关的权限，不要申请；尽量采用其他无需权限的操作来实现相应功能（如：通过 intent 拉起系统 UI 界面由用户交互、应用自己生成 uuid 代替设备 ID 等）。
• 权限申请完整。应用所需权限（包括应用调用到的三方库依赖的权限）都要逐个在应用的 config.json 中按格式声明。
• 满足用户可知。应用申请的敏感权限的目的需要真实准确告知用户。
• 权限就近申请。应用在用户触发相关业务功能时，就近提示用户授予实现此功能所需的权限。
• 权限不扩散。在用户未授权的情况下，不允许提供给其他应用使用。
• 应用自定义权限防止重名。建议以包名为前缀来命名权限，防止跟系统定义的权限重名。

3.6 状态管理

3.6.1 状态管理双向交互

3.6.2 @State 使用

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@Component
struct MyComponent {
  @State count: number = 0;
  private increaseBy: number = 1;

  build() {
  }
}

@Component
struct Parent {
  build() {
    Column() {
      // 从父组件初始化，覆盖本地定义的默认值
      MyComponent({ count: 1, increaseBy: 2 })
    }
  }
}

3.6.3 Components 级别的状态管理

• @State：@State 装饰的变量拥有其所属组件的状态，可以作为其子组件单向和双向同步的数据源。当其数值改变时，会引起相关组件的渲染刷新。
• @Prop：@Prop 装饰的变量可以和父组件建立单向同步关系，@Prop 装饰的变量是可变的，但修改不会同步回父组件。
• @Link：@Link 装饰的变量和父组件构建双向同步关系的状态变量，父组件会接受来自 @Link 装饰的变量的修改的同步，父组件的更新也会同步给 @Link 装饰的变量。
• @Provide/@Consume：@Provide/@Consume 装饰的变量用于跨组件层级（多层组件）同步状态变量，可以不需要通过参数命名机制传递，通过 alias（别名）或者属性名绑定。
• @Observed：@Observed 装饰 class，需要观察多层嵌套场景的 class 需要被 @Observed 装饰。单独使用 @Observed 没有任何作用，需要和 @ObjectLink、@Prop 连用。
• @ObjectLink：@ObjectLink 装饰的变量接收 @Observed 装饰的 class 的实例，应用于观察多层嵌套场景，和父组件的数据源构建双向同步。

3.7 线程通信

• HarmonyOS 应用中每个进程都会有一个主线程，其中主线程作用如下：
  • 执行 UI 绘制；
  • 管理主线程的 ArkTS 引擎实例，使多个 UIAbility 组件能够运行在其之上；
  • 管理其他线程（例如 Worker 线程）的 ArkTS 引擎实例，例如启动和终止其他线程；
  • 分发交互事件；
  • 处理应用代码的回调，包括事件处理和生命周期管理；
  • 接收 Worker 线程发送的消息；
• 主线程之外，用户最多可以创建 8 个子线程

3.7.1 使用 Emitter 进行通信

• 订阅事件

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import emitter from "@ohos.events.emitter";

// 定义一个eventId为1的事件
let event = {
    eventId: 1
};

// 收到eventId为1的事件后执行该回调
let callback = (eventData) => {
    console.info('event callback');
};

// 订阅eventId为1的事件
emitter.on(event, callback);

• 发送事件

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import emitter from "@ohos.events.emitter";

// 定义一个eventId为1的事件，事件优先级为Low
let event = {
    eventId: 1,
    priority: emitter.EventPriority.LOW
};

let eventData = {
    data: {
        "content": "c",
        "id": 1,
        "isEmpty": false,
    }
};

// 发送eventId为1的事件，事件内容为eventData
emitter.emit(event, eventData);

3.7.2 使用 Worker 进行通信

Worker是与主线程并行的独立线程。创建Worker的线程被称为宿主线程，Worker工作的线程被称为Worker线程。创建Worker时传入的脚本文件在Worker线程中执行，通常在Worker线程中处理耗时的操作，需要注意的是，Worker中不能直接更新Page。

Worker的开发步骤如下：

1. 在工程的模块级build-profile.json5文件的buildOption属性中添加配置信息。

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"buildOption": {
    "sourceOption": {
      "workers": [
        "./src/main/ets/workers/worker.ts"
      ]
    }
}

2. 根据build-profile.json5中的配置创建对应的worker.ts文件。

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import worker from '@ohos.worker';

let parent = worker.workerPort;

// 处理来自主线程的消息
parent.onmessage = function(message) {
    console.info("onmessage: "message)
    // 发送消息到主线程
    parent.postMessage("message from worker thread.")
}

3. 主线程中使用如下方式初始化和使用worker （Stage模型）

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import worker from '@ohos.worker';

let wk = new worker.ThreadWorker("entry/ets/workers/worker.ts");

// 发送消息到worker线程
wk.postMessage("message from main thread.")

// 处理来自worker线程的消息
wk.onmessage = function(message) {
    console.info("message from worker: "message)
    // 根据业务按需停止worker线程
    wk.terminate()
}

3.8 进程通信

3.8.1 进程通信两种实现

• IPC（Inter-Process Communication）
  • 使用 Binder 驱动
• RPC（Remote Procedure Call）
  • 使用软总线驱动

3.8.2 实现步骤

• 实现接口类：需继承 IRemoteBroker，需定义消息码，可声明不在此类实现的方法。
• 实现服务提供端（Stub）：需继承 IRemoteStub 或者 RemoteObject，需重写 AsObject 方法及 OnRemoteRequest 方法。
• 实现服务请求端（Proxy）：需继承 IRemoteProxy 或 RemoteProxy，需重写 AsObject 方法，封装所需方法调用 SendRequest。
• 注册 SA：申请 SA 的唯一 ID，向 SAMgr 注册 SA。
• 获取 SA：通过 SA 的 ID 和设备 ID 获取 Proxy，使用 Proxy 与远端通信

3.9 设备唯一标识

• Oaid：它是基于华为自由算法生成的 UUID 标识符，同一台设备上不同 App 获取的 Oaid 一致；
• NetworkID：网络设备节点通信标识符（重启后变化）
• DVID：分布式虚拟设备标识符（需要登录 HarmonyOS 账号）
• UUID：同一时空下所有设备生成的 UUID 都不同

3.10 适配

3.10.1 国际化

1. 导入 I18n 模块。

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import I18n from '@ohos.i18n';

1. 判断 Locale 的语言是否为从右到左语言。
2. 调用 isRTL 接口获取 Locale 的语言是否为从右到左语言。

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try {
   let rtl = I18n.isRTL("zh-CN"); // rtl = false
   rtl = I18n.isRTL("ar"); // rtl = true
} catch(error) {
   console.error(`call i18n.System interface failed, error code: ${error.code}, message: ${error.message}`);
}

3. 获取语言的本地化表示。

调用 getDisplayLanguage 接口获取某一语言的本地化表示。其中， language 表示待本地化显示的语言，locale 表示本地化的 Locale， sentenceCase 结果是否需要首字母大写。

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try {
   let language = "en";
   let locale = "zh-CN";
   let sentenceCase = false;
   let localizedLanguage = I18n.System.getDisplayLanguage(language, locale, sentenceCase); // localizedLanguage = "英语"
} catch(error) {
   console.error(`call i18n.System interface failed, error code: ${error.code}, message: ${error.message}`);
}

4. 获取国家的本地化表示。

调用 getDisplayCountry 接口获取某一国家的本地化表示。其中，country 表示待本地化显示的国家，locale 表示本地化的 Locale，sentenceCase 结果是否需要首字母大写。

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try {
   let country = "US";
   let locale = "zh-CN";
   let sentenceCase = false;
   let localizedCountry = I18n.System.getDisplayCountry(country, locale, sentenceCase); // localizedCountry = "美国"
} catch(error) {
   console.error(`call i18n.System interface failed, error code: ${error.code}, message: ${error.message}`);
}

5. 获取系统语言列表和某个语言系统支持的国家列表。

• 调用 getSystemLanguages 接口获取系统支持的语言列表。
• 调用 getSystemCountries 接口获取某一语言系统支持的地区列表。

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try {
   let languageList = I18n.System.getSystemLanguages();  // languageList = ["en-Latn-US", "zh-Hans"]
   let countryList = I18n.System.getSystemCountries("zh"); // countryList = ["ZW", "YT", ..., "CN", "DE"], 共240个国家和地区
} catch(error) {
   console.error(`call i18n.System interface failed, error code: ${error.code}, message: ${error.message}`);
}

6. 判断语言和国家是否匹配。

调用 isSuggested 接口判断语言和地区是否匹配。

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try {
   let isSuggest = I18n.System.isSuggested("zh", "CN"); // isSuggest = true
} catch(error) {
   console.error(`call i18n.System interface failed, error code: ${error.code}, message: ${error.message}`);
}

3.10.2 屏幕适配

• 百分比
• 根据 dpi 动态计算（算法）
• 全局定义（src/main/resources/base/element/ float.json）

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// 定义
{
  "float": [
    {
      "name": "btn_height",
      "value": "40vp"
    },
    {
      "name": "value_height",
      "value": "28vp"
    }
  ]
}
// 引用
 Button($r('app.string.pixel_introduce'))
        .height($r('app.float.btn_height'))
        .width(Constants.FULL_PERCENT)
        .backgroundColor($r('app.color.blue_background'))
        .onClick(() => this.jumpPage(Constants.INTRODUCTION_PAGE_URL))

3.10.3 其他适配（暗黑模式等）

New->Resource File，在弹出的界面选择 Color Mode 来创建如下图

4. 应用测试

4.1 测试标准

• 性能测试
• 安全测试
• 兼容性测试
• 稳定性测试
• 功耗测试
• 流转测试
• 游戏测试

4.2 测试服务

4.2.1 单元测试框架

1. 框架概述:单元测试框架(hypium)是 HarmonyOS 上的测试框架，提供测试用例编写、执行、结果显示能力，用于测试系统或应用接口。
2. 测试框架引用方式:目前 hypium 以 npm 包的形式发布, 因此需要在 Deveco Studio 工程级 package.json 内配置。

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"dependencies": {
  "@ohos/hypium": "1.0.6" #最新版本号，可通过cmd命令 "npm view @ohos/hypium version"查询
}

3. 使用

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import { describe, beforeAll, beforeEach, afterEach, afterAll, it, expect } from '@ohos/hypium'
export default function abilityTest() {
  describe('ActsAbilityTest', function () {
    it('assertContain',0, function () {
      let a = 'abc'
      let b = 'b'
      // Defines a variety of assertion methods, which are used to declare expected boolean conditions.
      expect(a).assertContain(b)
      expect(a).assertEqual(a)
    })
  })
}

5. 应用发布与测试

5.1 签名与上架流程图