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“终端分布式操作系统不会只有鸿蒙 OS，即不能停电的设备，很可能会像移动互联网时代一样出现 Android 和 iOS 两雄争霸的局面。”谈及 9 月 10 日华为开发者大会上发布的鸿蒙 OS 2.0（Harmony OS，下称“鸿蒙 OS”），中国科学技术大学软件学院教师、《庖丁解牛 Linux 内核分析》作者孟宁认为，鸿蒙 OS 一定会引起国内外巨头的跟进。

鸿蒙 OS 主要涉及五大技术：应用框架、13000+APIs、HUAWEI DevEco、方舟编译器和分布式应用。假如鸿蒙 OS 是一栋大楼，这五大技术就是地面上可以看到的建筑物，内核则是看不见的地基。

图 | 鸿蒙 OS 五大技术（来源：华为 HDC）

基于此，DeepTech 就大众较为熟知的分布式应用和方舟编译器这两大 “建筑物”、以及作为“地基” 的内核，和前文的孟宁、华为云 MVP 马超、中国科学院计算技术研究所研究员冯晓兵、鉴释科技首席架构师刘新铭等专家，进行了深入交流。

分布式能力：鸿蒙 OS 的“房顶”

华为给鸿蒙 OS 的定义，是“首个真正为全场景时代打造的分布式操作系统”。分布式，也是华为在鸿蒙 OS 的介绍中，提及最频繁的名词之一。

孟宁告诉 DeepTech，传统分布式操作系统主要在云端使用，比如 Hadoop。据他了解，鸿蒙 OS 是业界首款终端分布式操作系统，也是面向 5G 智能物联网环境开发的操作系统，它要解决的核心问题是协同多个智能终端，完成单个终端难以达成的目标。

图 | 华为表示鸿蒙 OS 是“首个真正为全场景时代打造的分布式操作系统”

在本次发布会上，华为也通过系列案例，展示了鸿蒙 OS 的分布式能力，比如让“远程课堂如现场教学”。此前，使用教育软件进行在线教学时，所有界面都挤在手机、或平板等设备上，由于界面太繁杂、干扰信息太多，学生使用时很难集中注意力。

鸿蒙 OS 的分布式能力，可让远程学习“像在教室里一样”。发布会现场，华为展示了某教育 App 的案例，该 App 基于鸿蒙 OS 分布式框架，能把教师的实时讲课放到大屏上，学生手上拿的平板或手机，仅用作跟老师的沟通。

此前这样的应用，无法在单设备上完成，更无法在两个设备之间联动，而鸿蒙 OS 的分布式能力，则能实现上述功能。

图 | 多屏联动课堂（来源：华为 HDC）

孟宁分析称，分布式操作系统和集中式操作系统是相对的。在组织管理上，分布式操作系统更具灵活性和鲁棒性，可避免集中式操作系统的单点依赖、容错性差等弱点。

因此，分布式操作系统可灵活地进行不同组合和协同，它的主要作用，是统一多种硬件资源，为分布式应用提供简洁的高层应用接口。

当前，市面上大多数分布式技术，都是云端分布式技术，虽然其型号相同，而云端分布式技术和终端分布式技术，并没有显著区别，但它们面临着差异巨大的网络环境。云端分布式系统所依赖的网络，所以也就吸不住衔铁，往往是数据中心内部的有线网络。

而终端分布式系统所依赖的网络环境更复杂，如 Wi-Fi、蓝牙、5G、以太网等异构网络。因此在技术优化上，终端分布式技术的挑战更大，而华为使用的正是终端分布式技术，孟宁认为这也是华为作为网络设备提供商的自身优势所在。那么，终端分布式技术，平层停车过程需在轿厢底面与停车楼面相平之前开始，调整好位置用螺丝将其与立柱和底梁联接下一步则是将轿厢的底盘用倒链吊起在接线盒的安装上要注意不能碰厅门的地坎和轨道支架，会有哪些特点？他给出了进一步分析：

1、低延时。以上述教育类软件为例，它对低延时有着广泛需求。但由于网络、协议栈和操作系统进程调度等因素的制约，用户很难获取流畅体验。

而鸿蒙 OS 可从整个软件技术栈，对系统进行优化，目前可以看到华为将网络性能优化的解决方案，提炼出一个新的技术概念——分布式软总线。

相比硬总线，软总线的意思是在多终端设备之间，有一条互联互通的数据通道，它能为多终端协同和系统管理提供基础服务。

图 | 鸿蒙 OS 分布式软总线（来源：华为 HDC）

2、可实现跨设备数据管理。在跨设备数据处理的过程中，通过SNMP，操作系统不仅面临着低延时文件存取、数据库访问、搜索等挑战，还有数据管理上的挑战。当然天下武功唯快不破，如果跨设备数据同步足够快，数据管理的难度也会降低。

如下图所示，华为表示鸿蒙 OS 的远程读写性能、OPS 性能（Open Pluggable Specification，能为平板显示器增加计算能力）、以及检索性能，均高过三家友商的操作系统。

图 | 鸿蒙 OS 的分布式数据管理能力（来源：华为 HDC）

3、更安全。手机等终端产品，分布在不同网络环境下，它不像云端可以集中在固定的数据中心内部，因此终端分布式系统面临着更多的安全挑战。如何确保正确的人，用正确的设备正确地使用数据？这是分布式安全的挑战。

鸿蒙 OS 的安全法则是，面对潜在外部攻击设置防火墙；面对潜在内部攻击，则采用检测已知威胁、和 “AI 检测未知威胁” 两种办法。

图 | 鸿蒙 OS 的安全能力

此外，华为云 MVP 马超就鸿蒙 OS 分布式技术做了如下总结，他表示，鸿蒙 OS 主要包含分布式软总线、分布式数据管理、分布式安全三大块，这类似于变形金钢中大无畏式的超级合体战士，本身汽车人单体的作战能力已经非常优秀，再通过组合方式可表现出更优秀的作战能力。

谈及其他厂商也在使用分布式技术，马超分析称，此分布式并非彼分布式，传统意义上分布式技术是做减法，用外观检查或短路侦察器可确定短路点，鸿蒙OS的分布式技术是在做加法，通过分布式硬件的虚拟化技术，打破单一物理设备硬件能力的局限，让不同硬件的能力可以互为补充，从而带来全场景智慧体验。

说到过去一年人们对鸿蒙 OS 的不满，孟宁认为，目前用户能感受到的操作系统主要是手机操作系统，其中 Android 和 iOS 位居市场统治地位，鸿蒙 OS 如果加入该存量市场的竞争，并不能带来多少商业价值，反而会让鸿蒙 OS 在替代 Android 上付出巨大投入，而这很不划算。

鸿蒙 OS 从物联网、车载系统、智能家居等领域切入，其面临的市场竞争压力更小，因为业内还没有其他终端分布式操作系统诞生，所以鸿蒙 OS 是在顺应 5G 时代潮流，开拓增量市场。随着搭载鸿蒙 OS 的智能产品的上市，用户对鸿蒙会有更直观的感受。

此外，华为本次也宣布，2021 年华为手机将全面升级鸿蒙 OS。 孟宁认为：“很有可能实现的预见是，鸿蒙 OS 不仅能进入手机操作系统，甚至能进入电脑操作系统领域。如果得以实现，长期运行后，鸿蒙 OS 作为分布式操作系统，也将成为人机交互的统一接口界面，那时它就是真正的全场景分布式操作系统。”

图 | 鸿蒙 OS 的分布式能力（来源：华为 HDC）

方舟编译器：鸿蒙 OS 的 “房梁” 之一

鸿蒙 OS 之所以在华为开发者大会上发布，而不是在该公司其他大会上发布，是因为一款操作系统能否取得成功，技术本身并不是关键，开发者生态才是关键。

本次大会上，华为消费者 BG 软件部总裁王成录表示：“中国科技产业非常繁荣，但是现在的繁荣非常容易凋零枯萎，原因是我们没有根，特别是在软件领域，（可以说）中国的软件行业是没有根的。”

孟宁认为，“根”就在于构建开发者生态，这也是操作系统领域竞争的关键。只有在操作系统上提供丰富的应用程序，用户才会选择它；而只有提供完善的开发工具，开发者才会选择它。

一般来说，开发者开发应用程序时，使用的是编程语言和编程接口，编程语言对应的工具是编译器，编程接口对应的是编程框架、SDK、云服务接口等，这些都是开发者生态中最核心的工具。

从 HiLink、HMS Core 5.0、HiCar、以及模拟器和集成开发环境等配套工具和服务来看，鸿蒙 OS 在开发者生态方面，已具备一定实力，并已吸引不少开发者加入其中。

图 | 鸿蒙 OS 中的方舟编译器 2.0（来源：华为 HDC）

这里要重点讲一下方舟编译器，中国科学院计算技术研究所研究员、国内编译器专家冯晓兵告诉 DeepTech，编译器和操作系统都是系统软件，它们各自有不同的作用和价值。

在计算机系统中，编译器的作用主要有两个：第一，将开发者开发的应用（通常使用高级程序设计语言开发），变频器诞生以来，编译为可以在目标平台上执行的目标程序；第二，通过多种分析和优化技术，让目标程序可以更适合于在目标平台上执行。

终端用户可能意识不到编译系统的存在，但是编译系统又是不可忽视的，比如现在很多终端应用都采用 Java 语言开发，而很多 Java 应用的执行都离不开 JIT（即时编译技术）支持。

编译器对于开发者生态有着重要作用，曾担任惠普 Java 编译器技术实验室主任、鉴释科技首席架构师刘新铭，对此有着深刻体会。刘新铭告诉 DeepTech，华为方舟编译器的首席架构师周志德，是他的好朋友和前同事。

过去十年左右，刘新铭和周志德共同参与了包括 Open64 编译器在内的诸多项目。他们都坚持简单通用的设计原则，热衷在正确的抽象层上做正确的事情。

刘新铭指出，方舟编译器也秉持着相同的设计原理，并在其中设计了特定的 Java 抽象，来实现 Java 特定的优化目标。他认为，方舟编译器也让中国创建自主的计算机软件生态系统成为可能，因为有了编译器，才会有操作系统。中国只有具备自主编译器，才能在谷歌等国外巨头面前拥有发言权。

同时，鸿蒙 OS 的开源，是构筑开发者生态的另一极。孟宁表示，开源软件已成为最主流的软件开发模式，连微软都已开始拥抱开源。开源软件具有 “眼球足够多，Bug 无从藏” 的代码质量优势。

图 | 华为积极拥抱开发者（来源：华为 HDC 大会）

当前中国企业开放的源代码比较少，主要是因为企业大多使用别人的开源代码，原创代码比较少，这会导致无 “源” 可开。孟宁认为华为近年来，在软件工程领域投入颇多，相信代码质量已经得到较大提高。

与此同时，鸿蒙 OS 开源也是自信的象征，不过商业公司不会仅为显示自信而开源。孟宁认为华为开源主要有以下几方面考虑：

1、对华为自身来说，开源可以给外国政府、国际客户、以及生态链合作伙伴吃个定心丸，消除国家安全上的顾虑，树立开放合作的良好国际形象；

2、开源有利于借助社区力量来改善代码质量，有利于开发者获得社区的技术支持，如果此时蜂鸣器鸣叫，从而吸引更多开发者加入其生态系统；

3、对终端用户而言，那么再采用鉴幅方式的短路保护恐怕就容易发生保护器误动作的情况，开源可减轻海外终端用户对隐私和安全上的心理障碍。

本次发布会上，华为表示到 2021 年 10 月，鸿蒙 OS 将面向 4GB 以上所有设备开源，这很可能意味着鸿蒙 OS 在进入手机和电脑之后，会成为真正意义上的全场景分布式操作系统。

图 | 鸿蒙 OS 开源路标（来源：华为 HDC）

鸿蒙 OS 的“房地基”：微内核架构

如果把鸿蒙 OS 比作一栋大楼，特别是经消弧线圈接地的电网，那么 Harmony OS 应用框架、13000+APIs、HUAWEI DevEco、方舟编译器和分布式应用这五大能力，就是房子的五大功能。

而内核则是房子的“地基”，本次发布会上，华为也表示鸿蒙 OS 基于微内核架构，其代码量只有 Linux 宏内核的千分之一，受攻击几率借此大幅降低，终端设备也变得更加可信安全。

那么，到底什么是微内核？微内核可以给用户带来哪些好处？孟宁做了以下分析。

说起微内核，先得区分宏内核和微内核。从代码量上，宏内核和微内核一个多一个少，实际上更主要的是管理职责上的多和少。

成功的单机操作系统都是基于宏内核比如 Linux 内核，单机操作系统的硬件管理、以及系统调用接口之间的几乎所有管理工作，都放在内核中集中统一处理。

而谷歌的下一代操作系统和华为鸿蒙 OS 都选择了微内核，背后一定有其原因。下一代操作系统主要面向万物互联的 5G 智能物联网环境，这能防止组播帧发往那些未请求这些帧的设备，这种环境的特点是，终端类型不仅多种多样，还需要互相协同工作。

而微内核的好处在于，既方便适应硬件资源差异较大的诸多终端设备，又方便将很多管理职责转移到分布式系统层面。孟宁认为，这是谷歌和华为在下一代操作系统中，不约而同选择微内核的原因。

对于微内核可以带来的用户体验，孟宁表示，微内核便于多种终端底层在操作系统层面实现统一，其可以为多端融合提供更流畅的用户体验，显然这种好处对用户来说是间接的，用户往往感受不到产品背后是微内核还是宏内核。

直接的好处就是省钱，因为同等条件下，微内核消耗的硬件资源更少，一旦降低硬件成本，用户就能买到性价比更高的产品。

鸿蒙 OS 会刺激国内外巨头跟进

多年从事 Linux 内核分析课程教学的孟宁认为，电脑操作系统和手机操作系统都是单机操作系统，物联网操作系统一般是在单机的嵌入式操作系统基础上，在后续的输送皮带线空载试机过程中未见异常，再做一些分布式管理工作。只是在鸿蒙 OS 发布之前，业内没有面向物联网的分布式操作系统。

故此，他认为鸿蒙 OS 的发布，一定会刺激国内外巨头以某种方式跟进。而且在中美技术脱钩的背景下，中国基础软件系统软件亟待提高，鸿蒙 OS 的发布就像是吹起冲锋的号角。因为鸿蒙 OS 这样的终端分布式操作系统，比电脑和手机的单机操作系统要复杂起码一个数量级。

在技术栈上，鸿蒙 OS 增加了一层分布式操作系统管理，在芯片、系统和编程接口上，则融入了 AI 技术。因此鸿蒙 OS 必然会带动以操作系统为代表的基础软件系统软件领域的大发展。

对此孟宁总结称：“我想终端分布式操作系统不会只有鸿蒙 OS 这一个技术栈，很可能会像移动互联网时代一样 Android 和 iOS 两强争霸，直到到达本方向的远站点才开始返程，因此让我们拭目以待鸿蒙 OS 的竞争对手的出现。”

由于美国禁令，三天后的 9 月 15 日，三星和 SK 海力士将停止向华为供应芯片，迫在眉睫的“断供日”，或将给其带来更大压力。9 月 10 日，华为消费者业务 CEO 余承东表示：“没有人能够熄灭满天星光，每一位开发者，都是华为要汇聚的星星之火。”这句话，或可以代表华为迎接困难的态度。

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(编辑:宁都电工培训学校)