HarmonyOS SDK 应用框架开发指南

HarmonyOS 作为新一代智能终端操作系统，其 SDK 应用框架为开发者提供了统一的编程模型和开发工具链。本文将详细介绍 HarmonyOS SDK 应用框架的核心概念、架构设计、开发流程以及典型代码示例。

一、HarmonyOS SDK 概述

HarmonyOS SDK 是华为提供的用于开发 HarmonyOS 应用的软件开发工具包，包含了 API 库、开发工具、模拟器等组件。其应用框架基于 ArkTS 语言，采用声明式 UI 编程范式，支持一次开发多端部署，大大提升了跨设备应用开发效率。

1.1 主要特性

• 分布式架构：支持设备间无缝协同，应用可在多设备间流转
• 声明式 UI：采用简洁直观的 UI 描述方式，提升开发效率
• 原子化服务：轻量化服务形态，无需安装即可使用
• ArkTS 语言：TypeScript 扩展语言，提供更强大的类型系统和装饰器

二、应用框架核心概念

HarmonyOS 应用框架采用分层架构设计，主要包括：

2.1 应用层

应用层由 Ability 组成，Ability 是 HarmonyOS 应用的基本功能单元，分为 FA (Feature Ability) 和 PA (Particle Ability) 两种类型。FA 支持页面展示，PA 主要提供后台服务。

2.2 框架层

框架层提供了 UI 框架、Ability 框架、数据管理框架等核心能力，开发者主要通过调用这些框架 API 来实现应用功能。

2.3 运行时层

运行时层包括 ArkTS 语言运行时和鸿蒙系统服务，为应用提供运行环境支持。

下面是一个简单的 HarmonyOS 应用示例，展示了如何创建一个基本的页面：

// index.ets
import router from '@ohos.router';

@Entry
@Component
struct Index {
  @State message: string = 'Hello HarmonyOS!';
  
  build() {
    Column() {
      Text(this.message)
        .fontSize(30)
        .fontWeight(FontWeight.Bold)
        .margin(20)
      
      Button('点击跳转')
        .onClick(() => {
          router.pushUrl({
            url: 'pages/SecondPage'
          })
        })
        .margin(20)
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
    .justifyContent(FlexAlign.Center)
  }
}

三、UI 开发与布局

HarmonyOS SDK 提供了丰富的 UI 组件和布局方式，支持声明式 UI 开发。

3.1 声明式 UI 开发

声明式 UI 通过简洁的代码描述 UI 结构和行为，相比传统命令式 UI 更加直观高效。例如：

// 声明式UI示例
@Entry
@Component
struct MyComponent {
  @State count: number = 0;
  
  build() {
    Column() {
      Text(`当前计数: ${this.count}`)
        .fontSize(24)
        .margin(20)
      
      Row() {
        Button('增加')
          .onClick(() => {
            this.count++;
          })
        
        Button('减少')
          .onClick(() => {
            this.count--;
          })
      }
      .space(20)
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
    .justifyContent(FlexAlign.Center)
  }
}

3.2 常用布局组件

HarmonyOS 提供了多种布局组件，如 Column、Row、Stack、Flex 等，用于实现不同的页面布局效果。

// 复杂布局示例
@Entry
@Component
struct ComplexLayout {
  build() {
    Stack() {
      // 背景图
      Image($r('app.media.background'))
        .objectFit(ImageFit.Cover)
        .width('100%')
        .height('100%')
      
      // 主内容区
      Column() {
        // 标题栏
        Row() {
          Text('我的应用')
            .fontSize(24)
            .fontWeight(FontWeight.Bold)
        }
        .width('100%')
        .height(80)
        .backgroundColor('#007DFF')
        .padding(20)
        
        // 内容列表
        List() {
          ForEach([1, 2, 3, 4, 5], (item) => {
            ListItem() {
              Text(`列表项 ${item}`)
                .fontSize(18)
                .width('100%')
                .height(60)
                .padding(20)
            }
            .backgroundColor(item % 2 === 0 ? '#F5F5F5' : '#FFFFFF')
          })
        }
        .width('100%')
        .height('100%')
      }
      .width('100%')
      .height('100%')
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
  }
}

四、数据管理与通信

HarmonyOS SDK 提供了多种数据管理和设备间通信机制。

4.1 状态管理

使用 @State、@Link、@Provide、@Consume 等装饰器实现组件间状态共享：

// 状态管理示例
@Entry
@Component
struct ParentComponent {
  @State childCount: number = 0;
  
  build() {
    Column() {
      ChildComponent({ count: $childCount })
      
      Text(`子组件计数: ${this.childCount}`)
        .fontSize(20)
        .margin(20)
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
  }
}

@Component
struct ChildComponent {
  @Link count: number;
  
  build() {
    Button('子组件增加计数')
      .onClick(() => {
        this.count++;
      })
      .margin(20)
  }
}

4.2 设备间通信

利用分布式数据服务实现设备间数据同步：

// 分布式数据服务示例
import dds from '@ohos.data.distributedData';

@Entry
@Component
struct DistributedApp {
  @State deviceList: Array = [];
  private context = getContext(this) as common.UIAbilityContext;
  private dmsInstance: dds.DistributedManager = null;
  
  aboutToAppear() {
    this.initDms();
  }
  
  async initDms() {
    try {
      this.dmsInstance = await dds.getDistributedManager(this.context);
      const devices = await this.dmsInstance.getTrustedDeviceListSync();
      this.deviceList = devices.map(device => device.deviceName);
    } catch (error) {
      console.error(`获取设备列表失败: ${error}`);
    }
  }
  
  build() {
    Column() {
      Text('已连接设备:')
        .fontSize(20)
        .margin(20)
      
      ForEach(this.deviceList, (device) => {
        Text(device)
          .fontSize(16)
          .margin(10)
      })
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
  }
}

五、应用开发流程

HarmonyOS 应用开发主要包括以下步骤：

1. 环境搭建：安装 DevEco Studio 开发工具，配置 SDK 环境
2. 创建项目：选择合适的模板创建应用项目
3. UI 设计：使用声明式 UI 编写页面布局
4. 功能实现：调用各种框架 API 实现业务功能
5. 测试调试：使用模拟器或真机进行功能测试
6. 打包发布：将应用打包并发布到应用市场

下面是一个完整的 HarmonyOS 应用示例，包含了页面导航、数据存储和网络请求等功能：

// 完整应用示例
import router from '@ohos.router';
import http from '@ohos.net.http';
import fs from '@ohos.file.fs';

@Entry
@Component
struct MainApp {
  @State todos: Array = [];
  @State inputValue: string = '';
  private filePath = 'internal://app/todos.json';
  
  aboutToAppear() {
    this.loadTodos();
  }
  
  async loadTodos() {
    try {
      const fileContent = await fs.readTextFile(this.filePath);
      this.todos = JSON.parse(fileContent);
    } catch (error) {
      console.info('加载本地数据失败，使用默认数据');
      this.fetchRemoteTodos();
    }
  }
  
  async fetchRemoteTodos() {
    try {
      const httpRequest = http.createHttp();
      const response = await httpRequest.request(
        'https://jsonplaceholder.typicode.com/todos',
        { method: http.RequestMethod.GET }
      );
      
      if (response.responseCode === 200) {
        const result = JSON.parse(response.result.toString());
        this.todos = result.slice(0, 10);
        this.saveTodos();
      }
    } catch (error) {
      console.error(`网络请求失败: ${error}`);
    }
  }
  
  async saveTodos() {
    try {
      await fs.writeTextFile(this.filePath, JSON.stringify(this.todos));
    } catch (error) {
      console.error(`保存数据失败: ${error}`);
    }
  }
  
  addTodo() {
    if (!this.inputValue.trim()) return;
    
    const newTodo = {
      id: Date.now(),
      title: this.inputValue,
      completed: false
    };
    
    this.todos.unshift(newTodo);
    this.inputValue = '';
    this.saveTodos();
  }
  
  toggleTodoStatus(index: number) {
    this.todos[index].completed = !this.todos[index].completed;
    this.saveTodos();
  }
  
  build() {
    Column() {
      // 顶部导航栏
      Row() {
        Text('待办事项')
          .fontSize(24)
          .fontWeight(FontWeight.Bold)
        
        Button('关于')
          .onClick(() => {
            router.pushUrl({ url: 'pages/About' });
          })
      }
      .width('100%')
      .height(80)
      .backgroundColor('#007DFF')
      .padding(20)
      .justifyContent(FlexAlign.SpaceBetween)
      
      // 输入区域
      Row() {
        Input({
          placeholder: '请输入待办事项',
          type: InputType.Text
        })
        .onChange((value) => {
          this.inputValue = value;
        })
        .width('75%')
        .margin({ right: 10 })
        
        Button('添加')
          .onClick(() => this.addTodo())
          .width('25%')
      }
      .width('100%')
      .padding(20)
      
      // 列表区域
      List() {
        ForEach(this.todos, (todo, index) => {
          ListItem() {
            Row() {
              Checkbox({ isChecked: todo.completed })
                .onChange(() => this.toggleTodoStatus(index))
              
              Text(todo.title)
                .fontSize(18)
                .fontColor(todo.completed ? '#999999' : '#333333')
                .strikethrough(todo.completed)
            }
            .width('100%')
            .height(60)
            .padding(20)
          }
          .backgroundColor(index % 2 === 0 ? '#F5F5F5' : '#FFFFFF')
        })
      }
      .width('100%')
      .height('100%')
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
  }
}

interface TodoItem {
  id: number;
  title: string;
  completed: boolean;
}

六、总结

HarmonyOS SDK 应用框架通过统一的编程模型和丰富的 API，大大简化了跨设备应用开发。其声明式 UI、分布式架构和原子化服务等特性，使开发者能够更高效地构建出具有良好用户体验的应用。随着 HarmonyOS 生态的不断发展，相信会有越来越多的开发者加入到 HarmonyOS 应用开发中来。