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1 概述：面向万物互联时代的分布式操作系统

HarmonyOS（鸿蒙操作系统）是华为公司自主研发的面向全场景的分布式操作系统，其设计目标是打通智能手机、电脑、平板、电视、车载设备和可穿戴设备等多种终端之间的壁垒，实现无缝协同的智能体验。与传统的Android和iOS系统不同，HarmonyOS从设计之初就采用了分布式架构和微内核设计，使其能够灵活适配各种硬件设备，从KB级到GB级内存的设备都能支持。

HarmonyOS的核心创新在于其"一次开发，多端部署"​ 的理念。开发者只需编写一次代码，应用即可在多种设备上运行，大大降低了开发复杂度。这一特性通过分布式软总线技术实现，它构建了一个统一的"通信底座"，使得多个设备能够无缝连接并共享能力。

截至2025年，搭载HarmonyOS的设备数量已突破8亿台，成为全球第三大移动操作系统，与Android和iOS形成三足鼎立之势。这一成就得益于华为持续的研发投入和生态建设，以及其独特的分布式架构和弹性部署能力。

2 HarmonyOS的历史演进

HarmonyOS的发展历程可追溯至2012年，当时华为开始规划自研操作系统以应对潜在的技术风险。经过多年研发，华为于2019年8月9日正式发布HarmonyOS 1.0，并首先应用于荣耀智慧屏产品。

表：HarmonyOS主要版本演进历程

2020年12月，华为发布HarmonyOS 2.0，开始支持智能手机，并启动了大规模的"百机焕新"计划，让大量现有华为设备可以升级到HarmonyOS。到2021年底，搭载HarmonyOS 2.0的设备数量已超过1.5亿台。

2022年7月，HarmonyOS 3.0正式发布，进一步增强了分布式能力，引入了"超级终端"概念，使多设备协同更加简单直观。截至2022年11月，搭载HarmonyOS的设备已达到3.2亿部。

2023年8月，华为发布HarmonyOS 4.0，同时推出了HarmonyOS NEXT预览版。这是HarmonyOS发展的重要转折点，因为它彻底摒弃了Linux内核和Android开源项目（AOSP）代码，仅支持鸿蒙内核与原生应用，标志着华为操作系统进入独立生态阶段。

3 HarmonyOS的架构设计

3.1 分层架构概述

HarmonyOS采用分层的架构设计，从下到上分为内核层、系统服务层、框架层和应用层。这种架构支持在不同设备上根据需求弹性裁剪不必要的子系统或功能模块。

为了更直观地理解HarmonyOS各层级如何协同工作，下图展示了其架构全貌及数据流：

3.2 内核层

内核层是HarmonyOS架构的基础，负责与硬件直接交互。HarmonyOS采用多内核设计，可以根据设备资源限制选择最适合的OS内核。内核抽象层（KAL）屏蔽了不同内核的实现差异，为上层提供统一的基础内核能力。

内核层包含两个关键子系统：

• 内核子系统：支持Linux内核、LiteOS和鸿蒙微内核，可根据设备性能需求灵活选择

• 驱动子系统：通过硬件驱动框架（HDF）为HarmonyOS硬件生态开放提供基础

这种多内核设计使得HarmonyOS能够适应从低功耗IoT设备到高性能智能终端的各种硬件环境，实现了真正的弹性部署。

3.3 系统服务层

系统服务层是HarmonyOS分布式能力的核心集合，通过框架层为应用程序提供服务。该层由多个子系统集构成：

• 系统基本能力子系统集：为分布式应用在HarmonyOS多设备上的运行、调度、迁移等操作提供基础能力

• 基础软件服务子系统集：提供公共的、通用的软件服务，如事件通知、电话、多媒体等

• 增强软件服务子系统集：提供针对不同设备的差异化增强型软件服务

• 硬件服务子系统集：提供硬件相关服务，如位置服务、生物特征识别等

3.4 框架层与应用层

框架层为应用开发提供了多语言支持的程序框架和API接口，包括用户程序框架、Ability框架和UI框架。应用层包含系统应用和第三方应用，基于FA（Feature Ability）和PA（Particle Ability）组件模型构建。

4 HarmonyOS的核心技术特性

4.1 分布式架构

HarmonyOS最核心的创新是其分布式架构，它通过分布式软总线技术将多个物理上独立的设备融合成一个"超级终端"。分布式软总线在底层屏蔽了不同设备的通信协议差异，为上层服务提供了统一的分布式通信能力。

基于分布式软总线，HarmonyOS实现了三大创新技术理念：

• 一次开发，多端部署：开发者只需编写一次代码，应用即可在多种设备上运行

• 可分可合，自由流转：应用组件可以自由分合，实现跨设备连续服务

• 统一生态，原生智能：内置AI能力，帮助开发者快速开发智能应用

4.2 弹性部署与多内核设计

HarmonyOS采用组件化设计，使得系统能够根据设备资源能力和业务特征进行灵活裁剪。华为定义了四种基本系统规格，以适应不同设备需求：

1. 轻量系统：面向MCU类处理器，最小内存128KB，适用于连接模组、传感器等设备

2. 小型系统：面向应用处理器，最小内存1MB，适用于IP Camera、路由器等设备

3. 标准系统：面向应用处理器，最小内存128MB，适用于带屏IoT设备、智能手机等

4. 大型系统：面向应用处理器，最小内存1GB，适用于智慧屏、智能手表等

4.3 安全设计

HarmonyOS构建了多层次的安全机制，从系统底层到应用层面全面保护用户数据和隐私。系统采用微内核设计，内核代码量大幅减少（仅为Linux的千分之一），显著降低了攻击面。

在最新的HarmonyOS 6中，华为引入了星盾安全架构，从底层内核到应用生态进行安全创新。截至2025年，99%的鸿蒙应用已支持鸿蒙首创的安全访问机制，系统已拦截超过240亿次不合理的权限索取。

5 HarmonyOS的应用开发

5.1 开发环境与工具

HarmonyOS应用开发主要使用华为提供的DevEco Studio集成开发环境。DevEco Studio基于IntelliJ IDEA社区版开发，为开发者提供了一站式的开发、调试、测试和发布功能。

开发HarmonyOS应用的主要编程语言是ArkTS，它是TypeScript的扩展，强化了静态检查和分析，使得程序开发期能检测更多错误，提升代码质量。ArkTS围绕应用开发在TypeScript生态基础上做了进一步扩展，保持了TS的基本语法风格。

5.2 应用模型与开发范式

HarmonyOS提供了两种主要的应用模型：

• FA（Feature Ability）模型：HarmonyOS早期版本开始支持的模型，已不再主推

• Stage模型：HarmonyOS 3.1 Developer Preview版本开始新增的模型，是目前主推且会长期演进的模型

在UI开发方面，HarmonyOS提供了两种开发范式：

• 基于ArkTS的声明式开发范式：采用声明式UI语法，提供更直观的UI描述方式

• 兼容JS的类Web开发范式：使用类HTML和CSS的Web编程模型，降低前端开发者的学习成本

5.3 应用打包与分发

HarmonyOS的应用打包和分发机制也体现了其分布式特性。应用可以打包为HAP（Harmony Ability Package）​ 文件，其中包含应用的代码、资源和配置文件。多个HAP文件可以组合成一个APP包，用于应用商店分发。

特别值得一提的是，HarmonyOS应用支持跨设备流转能力。用户可以在一个设备上开始某项任务（如在手机上观看视频），然后无缝切换到另一个设备（如智能电视）上继续，而无需重新启动应用或丢失进度。

6 行业应用与生态建设

6.1 华为自家产品生态

华为是HarmonyOS最广泛的应用者，其全线智能设备均已搭载HarmonyOS，包括：

• 智能手机：华为P系列、Mate系列、nova系列等

• 平板电脑：华为MatePad系列

• 可穿戴设备：华为Watch GT系列、手环系列

• 智慧屏：华为智慧屏系列

• 车载设备：华为HiCar智能座舱系统

这些设备通过HarmonyOS的分布式能力形成超级终端，用户可以通过简单的拖拽操作将不同设备连接在一起，实现能力共享和任务协同。例如，用户可以将手机上的视频内容一键投射到智慧屏上，或者将平板作为手机的第二屏幕使用。

6.2 第三方应用与服务

随着HarmonyOS生态的成熟，越来越多的第三方应用和服务开始支持HarmonyOS。截至2025年，已有大量知名应用完成了HarmonyOS原生版本的开发，包括：

• 金融类：支付宝、建设银行、邮储银行等

• 社交与娱乐：微信、QQ、同花顺等

• 媒体与内容：央视网、中央广播电视总台旗舰客户端等

• 游戏：米哈游等游戏公司的产品

这些应用利用HarmonyOS的分布式特性，提供了跨设备的创新体验。例如，视频应用可以实现在手机、平板和电视之间的无缝续播，办公应用支持多设备协同编辑等。

6.3 各行业解决方案

HarmonyOS在各行业的智能化和数字化转型中也发挥着重要作用：

智能家居：通过HarmonyOS Connect技术，各类家电设备可以轻松接入鸿蒙生态，实现统一控制、智能场景联动。用户可以通过手机、平板或智慧屏对家中的灯光、空调、窗帘等设备进行集中管理。

智能办公：华为推出的智慧办公解决方案利用HarmonyOS的分布式能力，实现了手机、平板、PC之间的无缝协同。例如，用户可以在PC上直接接听手机来电，或者通过多屏协同功能在设备间拖拽文件。

车载系统：华为HiCar智能座舱系统基于HarmonyOS构建，提供了与手机、手表等设备的无缝连接体验。驾驶员可以在车机上使用手机上的导航、音乐等服务，同时接收来自智能手表的健康数据提醒。

工业物联网：HarmonyOS的轻量级系统版本（如OpenHarmony）被广泛应用于工业控制、智能测量等物联网场景，其高实时性和可靠性满足了工业环境的需求。

7 未来展望与挑战

随着HarmonyOS NEXT的推出，HarmonyOS进入了一个全新的发展阶段。HarmonyOS NEXT彻底摒弃了Linux内核和AOSP代码，仅支持鸿蒙内核与原生应用，这意味着华为已构建起完全独立的应用生态体系。

未来，HarmonyOS的发展将聚焦于以下几个方向：

生态系统完善：华为计划投入150亿元构建产学研一体化人才培养体系，推动鸿蒙生态发展。截至2024年，已有305所高校参与生态共建并出版《OpenHarmony操作系统》教材。这些努力将有助于培养更多HarmonyOS开发人才，推动生态系统成熟。

技术创新：HarmonyOS将继续深化分布式能力和AI集成，提供更智能、更自然的交互体验。华为已将AI大模型能力集成到系统中，未来将进一步强化系统的原生智能特性。

国际市场拓展：虽然目前HarmonyOS主要在中国市场推广，但华为有将其推向全球的长期计划。这将面临与Android和iOS更直接的竞争，以及地缘政治因素带来的挑战。

结语

HarmonyOS作为面向万物互联时代设计的分布式操作系统，通过其创新的分布式架构、弹性部署能力和安全设计，为开发者提供了一个强大的开发平台，为用户带来了无缝的全场景智能体验。从2019年首次发布到2025年成为全球第三大移动操作系统，HarmonyOS的发展速度令人瞩目。

随着HarmonyOS NEXT的推出和生态系统的不断完善，HarmonyOS有望在未来的智能设备生态中扮演更加重要的角色。对于开发者而言，掌握HarmonyOS开发技术意味着能够抓住万物互联时代的开发机遇；对于用户而言，HarmonyOS带来的无缝智能体验将重新定义人与设备的关系。

无论是从技术创新的角度，还是从生态建设的角度来看，HarmonyOS都代表了中国在基础软件领域的重要突破，它的未来发展值得持续关注。