2023鸿蒙生态应用安全技术白皮书.pdf
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1、 V1.0 O1 O2 O3 万物互联时代应用开发的机遇?挑战和趋势?蒙生态应用核心技术理念 7 19 1)?次开发,多端部署 2)可分可合,自由流转 3)统?生态,原生智能 16?蒙生态应用开发能力全景 2)?蒙开发套件 3)三方库 4)开发者支持平台 26 45 44 CONTENT 1)赋能套件 24 O4 O5 O6?效开发与测试 1)典型开发场景 3)ArkTS 语言 4)ArkUI 框架 4?50 4?5)用户程序框架 6)SDK 7)?成开发环境 61 6?64 8)测试工具?统?上架与多端分发 1)快速上架 2)应用分发 3)服务分发?1?5 自由流转与分布式运行环境 1)价值
2、与架构定义 2)跨端迁移 3)多端协同 104 10?106 2)设计 4?全方位运维分析 O?全场景案例参考 O?附录:术语 O7 2 万?互?时代应?开发?挑战和?势 Chapter 1 3 经过十多年的发展,传统移动互联网的增长红利已渐见?万物互联时代正在开启,应用的设备底座将从几十亿手机扩展到数百亿 IoT 设备?GSMA?测到 2025 年,全球物联网终端连接数量将达 246 亿个,其中消费物联网终端连接数量将达 110 亿个(注:数据来自于全球移动通信系统协会发布的?2020 年移动经济?报告)?IDC?计到 2025 年,中国物联网总连接量将达到 102.7 亿个(注:数据来自于
3、 IDC 发布的?中国物联网连接规模?测,20202025?报告)?全新的全场景设备体?,正深入改变消费者的使用习惯?同时应用开发者也?临设备底座从手机单设备到全场景多设备的转变,通过全场景多设备作为全新的底座,为消费者带来万物互联时代更为?效?便捷的体?新的场景同时也带来了新的挑战?开发者不仅?要支持更加多样化的设备,还?要支持跨设备的协作?不同设备类型意味着不同的传感器能力?硬件能力?屏幕尺寸?操作系统和开发语言,还意味着差异化的交互方式?同时跨设备协作也让开发者?临分布式开发带来的各种复杂性,例如跨设备的网络通信?数据同步等?若采取传统开发模式,适配和管理工作量将?常巨大?当前移动应用开
4、发中遇到的主要挑战包括:?针对不同设备上的不同操作系统,重复开发,维护多套版本?多种语言栈,对人员技能要求?多种开发框架,不同的编程范式?命令式编程,?关注细节,变更?繁,维护成本?与此同时,AI时代全?来临,在PC 互联网到移动互联网到智能化终端演进过程中,AI计算主要在云端数据中心进行,?常依赖网络,具有?定的时延,且数据传输的安全性?私密性不能得到有效保证?随着人们对交互和信息获取的智能化要求越来越?,移动设备的计 4 算能力越来越强,在设备侧就能提供 AI 的相关能力,例如自然语言交互?环境智能感知?图像识别等?如何快速地使用设备侧的强大 AI 能力,使自己的应用更加智能化,进而更好的
5、服务消费者,也是开发者?临的全新挑战?移动终端上的应用生态发展到今天也?临着变?传统厚重的App,整体体?好,功能?全,但开发成本?周期长,且存在搜索,安装,升级,卸载等?系列?要用户主动关注的显性操作,这些显性操作给用户带来了实质性的使用成本?轻量化?可快速达成消费者意图?可独立执行?完成单?功能的程序实体正成为新的趋势,例如小程序?App Clips?快应用等?根据阿拉丁指数的统计,全网小程序已经突破 700 万个(注:数据来自于阿拉丁研究院发布的?2021 年度小程序互联网发展白皮书?),远超 App 数量?大型应用开发者普遍向用户提供轻量化程序实体?在很多特定的使用场景下,小程序等轻量
6、化程序实体的使用占比已超过 App,成为?向用户的主要触达方式?轻量化的程序实体所具备的“即用即走?无?安装卸载?永远最新”的特征,也推动了 App 基于搜索下载的“人找应用”的传统分发向“服务找人”的智?分发的演进?App 遵循“搜索?下载?安装?使用”的模式,用户主动发现的成本?,拉新?促活?召回的全生命周期流程相对被动?轻量化的程序实体具有即用即走的体?,可通过各类终端的系统级智?入口进行分发,甚至可以在三方 App 中分发,依托无所不在的入口流量和标签化识别,向用户主动提供精准服务?配合 CPS(Cost Per Sale)等商业模式,可以为开发者带来更?的 ROI(Return of
7、 Investment)?为了更好的抓住机遇,应对万物互联所带来的?系列挑战,新的应用生态应该具备如下特征:5?单?设备延伸到多设备:应用?次开发就能在多个设备上运行,软件实体能够从单?设备转移到其他设备上,且多个设备间能够协同运行,给消费者提供全新的分布式体?厚重应用模式到轻量化服务模式:提供轻量化的服务,最小化资源消耗,?步直达,快速完成消费者特定场景的任务?中化分发到 AI 加持下的智?分发:为消费者提供智?场景服务,实现“服务找人”?纯软件到软硬芯协同的 AI能力:提供软硬芯协同优化的原生 AI能力,全?满足应用?性能诉求?6?应?心技?念 Chapter 2 1-1)?次开发,多端部
8、署-2)可分可合,自由流转-3)统?生态,原生智能 7 在万物智联时代重要机遇期,?蒙系统结合移动生态发展的趋势,提出了三大技术理念:?次开发,多端部署;可分可合,自由流转;统?生态,原生智能?图 2-1:核心技术理念 1)?开发,多?“?次开发,多端部署”指的是?套代码,?次开发上架,多端按?部署?目的是为了支?开发者?效地开发多种终端设备上的应用?为了实现这?目的,?蒙系统提供了几个核心能力,包括多端开发环境,多端开发能力以及多端分发机制?8 图 2-2:?次开发 多端部署 多?开发?境 HUAWEI DevEco Studio 是?向全场景多设备提供的?站式开发平台,支持多端双向实时?览
9、?分布式调优?分布式调测?超级终端模拟?低代码可视化开发等能力,帮助开发者降低成本?提升效率?提?质量?HUAWEI DevEco Studio 提供的核心能力如下图所示:图 2-3:HUAWEI DevEco Studio 核心功能和特征 1.多?双向?在?蒙生态应用的开发阶段,因不同设备的屏幕分辨率?形状?大小等差异,开发者?要在不同设备上查看界?UI 显示,确保实现效果与设计目标?致?传统的开发模式下,开 9 发者?要获取大量不同的真机设备用于测试?证?HUAWEI DevEco Studio 提供了多种设备的双向?览能力,支持同时查看 UI 代码在多个设备上的?览效果,并支持 UI 代
10、码和?览效果的双向定位修改?2.分布式?蒙生态应用具有天然的分布式特征,体现在同?个应用在多个设备上会有大量的交互?开发过程中,对这些交互进行调试时,?要对每个设备分别建立调试会话,并且?要在多个设备之间来回切换,容易造成调试不连续?操作繁?等问?为了提升开发效率,HUAWEI DevEco Studio 提供了分布式调试功能,支持跨设备调试,通过代码断点和调试堆栈可以方便地跟踪不同设备之间的交互,用于定位多设备互动场景下的代码缺陷?图 2-4:分布式调试交互图 3.分布式?优 分布式应用的运行性能至关重要?在跨端迁移场景中,?要应用在目标设备上快速启动,以实现和原设备之间的无缝衔接;在多端协
11、同场景中,?要应用在算力和资源不同的多个设 10 备上都能?效运行,以获得整体的流畅体?以往开发者在分析分布式应用的性能问?时,?要单独查看每个设备的性能数据,并手动关联分析这些数据,操作繁?,复杂度?HUAWEI DevEco Studio 提供了分布式调优功能,支持多设备分布式调用链跟踪?跨设备调用堆栈缝合,同时采?多设备性能数据并进行联合分析?图 2-5:多设备联合分析 4.?拟 移动应用开发时?要使用本地模拟器来进行应用调试,实现快速开发的目的?蒙生态应用?要运行在多种不同类型的设备上,为此 HUAWEI DevEco Studio 提供了不同类型的终端模拟,支持开发者在多个模拟终端上
12、进行开发调试,降低门?节约成本?同时,多个模拟终端?真机设备也可以自由地组成超级终端,进?步降低开发者获取分布式调测环境的?度?11 5.低代?可?化开发 低代码开发提供 UI 可视化开发能力,支持自由拖拽组件和可视化数据绑定,可快速?览效果,所见即所得?通过拖拽式编排?可视化配置的方式,帮助开发者减少重复性的代码编写,快速地构建多端应用程序?低代码开发的产物如组件?模板等可以被其他模块的代码引用,并且能通过跨工程复用,支持开发团队协同完成复杂应用的开发?多?开发?力 应用如?在多个设备上运行,?要适配不同的屏幕尺寸和分辨率?不同的交互方式(如触摸和键盘等)?不同的硬件能力(如内存差异和外设差
13、异等),开发成本较?因此,多端开发能力的核心目标是降低多设备应用的开发成本?为了实现该目标,?蒙系统提供了以下几个核心能力,支持界?和业务逻辑代码复用,帮助开发者降低开发与维护成本,提?代码复用度?1.多?UI?不同设备屏幕尺寸?分辨率等存在差异,系统?要对屏幕进行逻辑抽象,包括尺寸和物理像素,并提供丰富的自适应/响应式的布局和视觉能力,方便开发者进行不同屏幕的界?适配?屏幕逻辑抽象:?蒙系统提供虚拟像素 vp(virtual pixel)对分辨率进行抽象,为应用开发者提供统?单位,不同设备的系统会在显示时,在底层进行像素转化?不同设备的尺寸存在差异,?蒙操作系统根据设备的屏幕水平宽度,抽象和
14、定义了四种尺寸:超小(xs)?小(sm)?中(md)?大(lg)?这四种抽象后的屏幕尺寸与日常使用的设备屏幕类型有?12 定的对应关系,例如:超小对应智能穿戴设备,小对应手机和折叠屏,中对应平板,大对应PC 与智?屏?开发者可?向应用运行的目标设备进行所属屏幕类型的适配?图 2-6:尺寸抽象化 布局:?蒙系统提供的布局主要分为自适应布局和响应式布局?自适应布局是当外部容器大小发生变化时,容器内元素可以根据相对关系自动变化以适应外部容器变化的布局能力?相对关系包含占比?固定宽?比?显示优先级等?当前自适应布局能力主要有 7 种:拉伸能力?均分能力?占比能力?缩放能力?延伸能力?隐藏能力?折行能力
15、?自适应布局能力可以实现界?显示随外部容器大小连续变化?响应式布局是当外部容器大小发生变化时,元素可以根据断点?栅格或特定的特征(如屏幕方向?窗口宽?等)自动变化以适应外部容器变化的布局能力?当前响应式布局能力主要有 3 种:断点?媒体查询?栅格布局?视觉:?蒙系统提供的视觉样式能力,包括分层参数?多态组件和主?2.事件交互归?不同设备间的交互方式等存在差异,如触摸?键盘?标?语?手写笔等,系统?要对不同输入方式进行统?处理,向开发者提供归?的逻辑交互事件?13 以缩放交互为例,通过多指触控的张合来完成缩放动作,在多设备场景下,缩放交互会出现多种不同的操作输入方式?为了让应用更好的支持这些缩放
16、交互,?蒙系统提供如下统?的缩放交互规则?表 2-1:缩放交互的规则 操作方式 触屏双指?合交互 键盘 Ctrl 键+?标滚轮交互 键盘 Ctrl 键+“+/-”键交互 触控板双指?合交互 表冠旋转交互 上报事件 触屏双指?合事件 按键+滚轮组合事件 按键组合点击事件 触控板双指?合事件 表冠旋转事件 3.?备?力抽?不同设备间的软?硬件能力等存在差异,如设备是否具备定位能力?是否具备摄像头?内存从百 KiBGiB 等,系统?要对设备能力进行逻辑抽象,并提供接口来查询设备是否支持某?能力,方便开发者进行不同软?硬件能力的功能适配?在?蒙系统中,使用SystemCapability(简写为 Sy
17、sCap)定义每个部件对应用开发者提供的系统软硬件能力?应用开发者基于统?的方式访问不同设备的能力?14 图 2-7:API?SystemCapability?部件和设备的关系 多?分发?制 如果?要开发多设备上运行的应用,?般会针对不同类型的设备多次开发并独立上架?开发和维护的成本大,为了解决这个问?,?蒙系统提供了“?次开发,多端部署”的能力,开发者开发多设备应用,只?要?套代码,?次打包出多个 HAP,统?上架,即可根据设备类型按?进行分发?除了可以开发传统的应用,开发者还可以开发原子化服务?原子化服务是?种?向未来的服务提供方式,具有独立入口的?免安装的?可为用户提供?个或多个便捷服务
18、的应用程序形态?蒙系统为原子化服务提供了更多的分发入口,方便用户获取,同时也增加了原子化服务?出的机会?15 1.多?备按?分发?蒙系统提供了两种模式帮助开发者基于“?次开发,多端部署”能力分发应用和原子化服务到不同设备上?图 2-8:多设备按?分发的两种模式?模式 1:应用或服务的 UI 自适应不同尺寸的设备屏幕,并且在不同设备的功能相同,可以实现多设备共享?个 HAP 包?这种场景下建议开发者通过?个模块来开发,并配置该模块支持多设备,然后再编译构建生成?个 HAP,分发到不同类型的设备上运行?模式 2:应用或服务的 UI?功能在不同设备间存在差异,无法实现 HAP 包多设备归?可根据实际
19、情况设置不同模块适用的设备类型,编译构建多个 HAP 包,?起上架?HUAWEI AppGallery Connect 会自动提取 HAP 中的设备类型的配置信息,为对应的设备自动分发正确的 HAP 包组合?16 2.多入口按?分发?蒙系统为原子化服务提供了多设备?多入口的分发能力,基于场景和用户意图拉起原子化服务,实现“服务直达”?蒙生态提供的丰富入口如下图所示:图 2-9:多入口按?分发 2)可分可合,?原子化服务是?蒙系统提供的?种全新的应用形态,具有独立入口,用户可通过点击?碰?碰?扫?扫等方式直接触发,无?显式安装,由程序框架后台?安装后即可使用,可为用户提供便捷服务?传统移动生态下
20、,开发者通常?要开发?个原生应用版本,如果提供小程序给用户,往往?要开发若干个独立的小程序?蒙生态下,?蒙原生支持原子化服务开发,开发者无?17 维护多套版本,通过业务解?将应用分解为若干原子化服务独立开发,按?根据场景组合成复杂应用?原子化服务基于?蒙系统 API 开发,支持运行在 1+8+N 设备上,供用户在合适的场景?合适的设备上便捷使用?原子化服务是支?可分可合,自由流转的轻量化程序实体,帮助开发者的服务更快触达用户?具备如下特点:?触手可及:原子化服务可以在服务中心发现并使用,同时也可以基于合适场景被主动推荐给用户使用,例如用户可在服务中心和小艺建议中发现系统推荐的服务?服务直达:原
21、子化服务无?安装卸载,“秒开体?”,即点即用,即用即走?服务卡片:支持用户无?打开原子化服务便可获取服务内重要信息的展示和动态变化,如天气?关键事务备忘?热点新闻列表?自由流转:原子化服务支持运行在多设备上并按?跨端迁移,或者多个设备协同起来给用户提供最优的体?例如手机上未完成的邮件,迁移到平板继续编辑,手机用作文档翻?和批注,配合智?屏完成分布式办公;例如分布式游戏场景,手机可作为手柄,与智?屏配合玩游戏,获得新奇游戏体?可分可合 在开发态,开发者通过业务解?,把不同的业务拆分为多个模块?在部署态,开发者可以将?个或多个模块自由组合,打包成?个 App Pack 统?上架?在分发运行态,每个
22、 HAP 18 都可以单独分发满足用户单?使用场景,也可以多个 HAP 组合分发满足用户更加复杂的使用场景?开发者可以在以下两种模式中选择,进行?蒙生态应用?原子化服务的打包和上架?图 2-10:两种打包上架模式?模式?:打包成多个 App Pack,不同 App Pack 的包名是不?样的,每个 App Pack都?要单独上架?在运行态,应用和服务的生命周期完全独立?模式二:打包成?个 App Pack,App Pack 里?的 HAP 包名相同,统?上架?在运行态,应用生命周期完全共享?传统应用只能在单个设备内运行,当用户有多个设备,且要完成多个任务时,则?要在多个设备间来回切换?因此应用
23、能够在设备之间流转,不间断给用户提供服务的能力就变得?常重要?19?蒙系统提供了自由流转的能力,使得开发者可以方便地开发出跨越多个设备的应用,用户也能够方便地使用这些功能?自由流转可分为跨端迁移和多端协同两种情况?它们分别是时间上的串行交互和时间上的并行交互?自由流转不仅带给用户全新的交互体?,也为开发者搭建了?座从单设备时代通往多设备时代的桥梁?关于跨端迁移和多端协同详细说明,会在第六章中详细展开?3)?,原?由于应用仅能运行在支持其运行环境的操作系统上,开发者要使其应用能运行在多操作系统上,则?要对不同的系统进行单独的开发或者适配?为了降低开发成本?提?代码复用率?减少多个平台重复开发工作
24、量,业界推出了很多跨平台三方框架?20 图 2-11:业界跨平台三方框架使用率(数据来源于 statista)?蒙系统?导应用生态统?多方共建,支持开发者根据自身的业务场景,自由选择原生框架?三方跨平台框架来进行?蒙生态应用开发?同时为了满足日益增长的应用智能化诉求,?蒙系统内置了多层次?丰富的 AI 开放能力,对开发者提供简洁易用的 API,帮助开发者快速?成 API,助力应用智能化?蒙系统支持业界主流跨平台开发框架,通过多层次的开放能力提供统?接入标准,实现三方框架快速接入,支?快速丰富?蒙生态应用?原子化服务?图 2-12:统?生态 原?蒙系统提供开箱即用的原生 AI 能力,降低智能应用
25、的开发门?,帮助开发者快速实现应用智能化?同时也提供软硬芯协同优化的系统级推理框架并?留扩展,满足开发者的?阶性能优化诉求?21 图 2-13:AI 能力开放 AI 能力开放具体包括:服务能力开放层:为原子化服务提供多样化?场景化的智能入口,让开发者的服务能够更加精准地触达用户?应用能力开放层:?向应用开发者提供的简单易用?功能强大的场景化 AI 能力?自然语言交互:包含 ASR?TTS?意图识别?语种检测?文本翻译,分词?词性标注?实体识别?关键字提取等?智?语?:可视可说,提供通过说出界?文字?图标?角标信息即可轻松操控界?的能力?计算视觉:包含图片识别?文本识别?视?内容分析?人脸识别?
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