华为鸿蒙坚持原创

2019-08-14来源: 爱集微关键字:华为

华为终于揭开了鸿蒙系统一半的面纱(真实应用状况还未可知)。这个肩负着打造全场景时代的系统,英文名叫做Harmony,寓意着华为愿意与周围世界和平共处。

“精简”的内核更高效

在鸿蒙系统发布之前,传说其会采用传统的宏内核。但是华为消费者业务CEO余承东宣告,这是全球第一个基于微内核全场景分布式OS。

简单科普一下,微内核是相对于宏内核的概念。宏内核除了包含了时钟中断、进程创建与销毁、进程调度、进程间通信外,其他的文件系统、内存管理、输入输出、设备驱动管理都需要内核完成。微内核不操心那么多事情,仅仅实现操作系统最基础的机制,包括底层地址空间管理,线程管理与进程间通信(IPC)。

不管是苹果手机iOS还是Android,都是基于Linux或Uinux,内核是非常庞大的。Android操作系统有1 亿行代码,内核一项就超过2000万行代码,非常复杂。平常我们真正用到的只有内核中8%的代码,如此庞大和冗余的设计很难保障流畅度。

内核的微型化或者说微内核就成为了操作系统未来的发展方向,谷歌的下一代操作系统Fuchsia就是微内核的。“不过Fuchsia 还不是分布式设计,性能还不够好。”余承东强调。

余承东在介绍鸿蒙OS开发初衷时表示:“随着全场景智慧时代的到来,华为认为需要进一步提升操作系统的跨平台能力,包括支持全场景、跨多设备和平台的能力以及应对低时延、高安全性挑战的能力,因此逐渐形成了鸿蒙OS的雏形。”

只提供基础的服务,让微内核可以适配于各种设备。准确地说,就是鸿蒙OS实现了软件系统和硬件平台的模块化解耦,可以应对不同的设备进行部署。无论这个设备的内存规模是什么级别的,鸿蒙系统都可以适配。


分布式是鸿蒙系统的另一个标签。鸿蒙OS可以借助分布式总线实现多终端硬件能力的跨设备调用。

将外设虚拟化为共享资源,分布式软总线可以连接不同终端。一个操作系统可以让同一用户账户实现硬件能力的跨设备之间的调度。

极简的协议是分布式软总线的精华,下图中是传统的七层的网络通信标准模型,包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。而鸿蒙OS这种分布式操作系统对中间的四层通信协议进行了简化。经过测算,分布式软总线还能实现低时延,吞吐率达到1.2G/S,以及高可靠性,甚至在丢包达到25%的时候,仍然能保证用户体验。


分布式架构最大的优点就是使开发者能够聚焦自身业务逻辑,像开发同一终端一样开发跨终端分布式应用,也使最终消费者享受到强大的跨终端业务协同能力为各使用场景带来的无缝体验。

安全的“高速公路”

现有安卓系统的一大不足是面向负载时公平调度,难以保障用户体验。华为对此做出了创新,通过负载实时分析预测,匹配应用程序,确保资源的精准调度。这就是鸿蒙OS的确定时延引擎,可以将各种负载根据快慢速度分别跑在不同的车道,确保用户交互体验流畅。同时,鸿蒙OS还采用了高性能IPC技术,使得进程之间的通信效率提升5倍。


两大技术让鸿蒙OS内部建立了内部通信的高速公路。为了确保路况的安全,华为还配备了多重防护功能。

以前只用在航空等高安全领域的形式化方法被使用在鸿蒙系统中。形式化方法是利用数学方法,从源头验证系统正确,无漏洞的有效手段。传统验证方法如功能验证,模拟攻击等只能在选择的有限场景进行验证,而形式化方法可通过数据模型验证所有软件运行路径。鸿蒙OS首次将形式化方法用于终端TEE,显著提升安全等级。华为也是首家通过了形式化验证,来提显著地提升了TEE的内核安全的企业。

另一安全屏障就是微内核的体量。由于鸿蒙OS微内核的代码量只有Linux宏内核的千分之一,其受攻击几率也大幅降低。

第三个安全屏障是微内核天然无Root,外核服务相互隔离,能够进一步提升系统安全性能。而传统的安卓系统Root权限一旦被非法获取,整个系统就会被全部攻破。

鸿蒙OS现在的微内核无需Root权限,余承东称,根据权威测评机构的测评,测评结果在理论上微内核的安全性可达到宏内核的两倍多。

实际上,鸿蒙微内核在安卓手机平板等设备上已经投入商用了,包括从mate20之后的很多华为智能终端都已经用了鸿蒙的微内核,带来了前所未有的安全性提升。

极速打造生态环境

建立生态是操作系统成败的关键。

鸿蒙OS凭借多终端开发IDE,多语言统一编译,分布式架构Kit提供屏幕布局控件以及交互的自动适配,支持控件拖拽,面向预览的可视化编程,从而使开发者可以基于同一工程高效构建多端自动运行App。

这里必须要提到方舟编译器,这个华为用了十年时间打造的秘密武器强大无比。它可以取代Android虚拟机模式的静态编译器,可供开发者在开发环境中一次性将高级语言编译为机器码。

今天所有的安卓应用都是Java的DEX code和C/C++库的文件(APK),在运行时还需要手机再度编译为机器码再进行执行。而方舟编译器可以混编不同的语言,可以统一表示和优化Java和C++,同时形成的可执行程序不需要手机再做编译。这种过程摈弃了安卓系统迄今已来的短板,极大提高了应用流畅度。

华为表示,方舟编译器的框架将在今年 9 月开源。而在2020年,华为将会开源方舟编译器的所有代码。

从开发起步,鸿蒙系统的生态建设就站在了很高的起点。为快速推动鸿蒙OS的生态发展,鸿蒙OS将向全球开发者开源,并推动成立开源基金会,建立开源社区,与开发者一起共同推动鸿蒙的发展,并通过讨论对产业或技术发展提出建议。

演化

华为还公布了鸿蒙内核及OS的演进路标,将在今年首发的智慧屏产品中率先使用鸿蒙OS 1.0。未来三年,除完善相关技术外,鸿蒙OS会逐步应用在可穿戴、智慧屏、车机等更多智能设备中。

鸿蒙系统在手机中的应用是大家最为关心的。余承东就表示,“鸿蒙随时可以用,但是因为考虑到生态原因,我们优先使用谷歌Android操作系统,如果Android 操作系统无法使用了,就随时可以启用我们的鸿蒙。”

此前的消息表示,搭载鸿蒙系统的手机将于2019年第四季度上市,手机预计定价在2000元左右,主要面向中低端手机用户。

如果美国继续向华为施压,鸿蒙系统将可能大规模装机。按照国内每三部手机就有一部是华为手机的状况。市调公司Strategy Analytics(SA)的预测,3年内鸿蒙市占率将超过5%,将压缩谷歌安卓系统的市场。

SA曾预测指出,若美国持续向华为施压,今年华为将推出1900万部搭载鸿蒙系统的手机,约占整体智能手机系统的0.3%。鸿蒙系统市占率将在2020年增加至2.2%,2021年成长至4.3%,一路快速成长至2024年的8.7%,其中中国使用者占比将达9成以上。

鸿蒙系统的成长将压缩安卓的市场,SA预期,安卓的市占率将从2019年的84.5%,2020年将微幅下滑至82.9%,2021年持续下滑至81.1%,2022年为79.6%,开始进入7字头。而iOS在此期间,市占率约维持在13%左右。


关键字:华为

编辑:北极风 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/xfdz/ic470990.html
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