鸿蒙开发核心之Ability详解 原创 精华

发布于 2022-1-30 20:51
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春节不停更,此文正在参加「星光计划-春节更帖活动

鸿蒙开发核心之Ability详解

时隔一周写这篇的原因实在是这篇文章涉及到的东西有点多,需要反复的确认。
Ability是应用所具备能力的抽象,也是应用程序的重要组成部分。一个应用可以具备多种能力(即可以包含多个Ability),HarmonyOS支持应用以Ability为单位进行部署。Ability可以分为FA(Feature Ability)和PA(Particle Ability)两种类型,每种类型为开发者提供了不同的模板,以便实现不同的业务功能。

鸿蒙开发核心之Ability详解-开源基础软件社区

  • FA(Feature Ability) 中文意思是功能能力,支持Page Ability

    Page模板是FA唯一支持的模板,用于提供与用户交互的能力。一个Page实例可以包含一组相关页面,每个页面用一个AbilitySlice实例表示。

  • PA(Particle Ability) 这个里面也是支持两个能力, Service AbilityData Ability 我相信你知道它们的意思,就是服务能力和数据能力。

    • Service模板:用于提供后台运行任务的能力。
    • Data模板:用于对外部提供统一的数据访问抽象。

例如,新闻APP可以通过一个Page来实现,其中包含了两个AbilitySlice:一个AbilitySlice用于展示新闻列表,另一个AbilitySlice用于展示新闻详情。Page和AbilitySlice的关系如图所示。

Page与AbilitySlice

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上面的例子大家看懂了没?一个 Page 可以包含多个 AbilitySlice,但是 Page 进入前台时界面默认只展示一个AbilitySlice。默认展示的 AbilitySlice 是通过 setMainRoute() 方法来指定的。如果需要更改默认展示的 AbilitySlice,可以通过 addActionRoute() 方法为此 AbilitySlice 配置一条路由规则。

package com.example.harmonyosdemo;

import com.example.harmonyosdemo.slice.MainAbilitySlice;
import com.example.harmonyosdemo.slice.SecondAbilitySlice;
import ohos.aafwk.ability.Ability;
import ohos.aafwk.content.Intent;

public class MainAbility extends Ability {
    @Override
    public void onStart(Intent intent) {
        super.onStart(intent);
        //默认显示
        super.setMainRoute(MainAbilitySlice.class.getName());
        //配置路由规则显示
        addActionRoute( "action.second", SecondAbilitySlice.class.getName());
    }
}

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看图可能更加容易理解。

此时,当其他 Page 实例期望导航到此 AbilitySlice 时,可以在 Intent 中指定 Action。addActionRoute() 方法中使用的动作命名,需要在应用配置文件(config.json)中注册:

"skills": [
  {
    "entities": [
      "entity.system.home"
    ],
    "actions": [
      "action.system.home",
      "action.second"
    ]
  }
],

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当然在配置文件(config.json)中注册Ability时,可以通过配置Ability元素中的“type”属性来指定Ability模板类型,示例如下。

其中,“type”的取值可以为“page”、“service”或“data”,分别代表 Page 模板、Service 模板、Data 模板。结合下面这个图来看知道是怎么回事了,type的属性值取决于你创建Ability是选择的类型,当然你也可以后面再改。

{
    "module": {
        ...
        "abilities": [
            {
                ...
                "type": "page"
                ...
            }
        ]
        ...
    }
    ...
}

一 、Page Ability讲解

Android 中有Activity,Activity有生命周期,现在我们知道的是鸿蒙这个Page Ability是主要负责页面交互的,同样的Page Ability也是有生命周期的。

1. Page Ability 生命周期

系统管理或用户操作等行为均会引起Page实例在其生命周期的不同状态之间进行转换。Ability类提供的回调机制能够让Page及时感知外界变化,从而正确地应对状态变化(比如释放资源),这有助于提升应用的性能和稳健性。

首先来看官方的一张图

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可以看到周期分别是onStart()onActive()onInactive()onBackground()onForeground()、**onStop()**六个,那么接下来我们就详细了解一下。

onStart()

当系统首次创建 Page Ability实例时,触发该回调。对于一个 Page Ability实例,该回调在其生命周期过程中仅触发一次,Page Ability在该逻辑后将进入 INACTIVE 状态。开发者必须重写该方法,并在此配置默认展示的 AbilitySlice。如下图所示

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onActive()

Page会在进入INACTIVE状态后来到前台,然后系统调用此回调。Page在此之后进入ACTIVE状态,该状态是应用与用户交互的状态。Page将保持在此状态,除非某类事件发生导致Page失去焦点,比如用户点击返回键或导航到其他Page。当此类事件发生时,会触发Page回到INACTIVE状态,系统将调用onInactive()回调。此后,Page可能重新回到ACTIVE状态,系统将再次调用onActive()回调。因此,开发者通常需要成对实现onActive()和onInactive(),并在onActive()中获取在onInactive()中被释放的资源。类似于Android的onResume。

onInactive()

当Page失去焦点时,系统将调用此回调,此后Page进入INACTIVE状态。开发者可以在此回调中实现Page失去焦点时应表现的恰当行为。类似于Android的onPause和onStop的集合体。

onBackground()

如果Page不再对用户可见,系统将调用此回调通知开发者用户进行相应的资源释放,此后Page进入BACKGROUND状态。开发者应该在此回调中释放Page不可见时无用的资源,或在此回调中执行较为耗时的状态保存操作。

onForeground()

处于BACKGROUND状态的Page仍然驻留在内存中,当重新回到前台时(比如用户重新导航到此Page),系统将先调用onForeground()回调通知开发者,而后Page的生命周期状态回到INACTIVE状态。开发者应当在此回调中重新申请在onBackground()中释放的资源,最后Page的生命周期状态进一步回到ACTIVE状态,系统将通过onActive()回调通知开发者用户。

onStop()

系统将要销毁Page时,将会触发此回调函数,通知用户进行系统资源的释放。销毁Page的可能原因包括以下几个方面:

  • 用户通过系统管理能力关闭指定Page,例如使用任务管理器关闭Page。
  • 用户行为触发Page的terminateAbility()方法调用,例如使用应用的退出功能。
  • 配置变更导致系统暂时销毁Page并重建。
  • 系统出于资源管理目的,自动触发对处于BACKGROUND状态Page的销毁。

2. AbilitySlice 生命周期

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说实话一开始创建项目的时候就只有这个MainAbilityHelloWorld以及slice包下的MainAbilitySlice,后来新建了一个SecondAbility,而SecondAbilitySlice是自动生成的,这说明一个问题,它们之间有不可告人的秘密。我们可以一起来看看,

解释:AbilitySlice 作为 Page Ability的组成单元,其生命周期是依托于其所属 Page Ability生命周期的。AbilitySlicePage Ability具有相同的生命周期状态和同名的回调,当 Page Ability生命周期发生变化时,它的 AbilitySlice 也会发生相同的生命周期变化。此外,AbilitySlice 还具有独立于 Page Ability的生命周期变化,这发生在同一 Page Ability中的 AbilitySlice 之间导航时,此时 Page Ability的生命周期状态不会改变。AbilitySlice 生命周期回调与 Page Ability的相应回调类似,因此不再赘述。由于 AbilitySlice 承载具体的页面,开发者必须重写 AbilitySlice 的 **onStart()**回调,并在此方法中通过 **setUIContent()**方法设置页面,如下所示:

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Page 与 AbilitySlice 生命周期关联

AbilitySlice 处于前台且具有焦点时,其生命周期状态随着所属 Page Ability的生命周期状态的变化而变化。当一个 Page Ability
有多个 AbilitySlice 时,例如:MyAbility 下有 FooAbilitySliceBarAbilitySlice,当前 FooAbilitySlice 处于前台并获得焦点,并即将导航到 BarAbilitySlice,在此期间的生命周期状态变化顺序为:

1.FooAbilitySlice 从 ACTIVE 状态变为 INACTIVE 状态。

2.BarAbilitySlice 则从 INITIAL 状态首先变为 INACTIVE 状态,然后变为 ACTIVE 状态(假定此前 BarAbilitySlice 未曾启动)。

3.FooAbilitySlice 从 INACTIVE 状态变为 BACKGROUND 状态。对应两个 slice 的生命周期方法回调顺序为:

FooAbilitySlice.onInactive() --> BarAbilitySlice.onStart() --> BarAbilitySlice.onActive() --> FooAbilitySlice.onBackground()
在整个流程中,MyAbility 始终处于 ACTIVE 状态。但是,当 Page Ability被系统销毁时,其所有已
实例化的 AbilitySlice 将联动销毁,而不仅是处于前台的 AbilitySlice。

二、Service Ability

Service Ability基本概念

基于Service模板的Ability(以下简称“Service”)主要用于后台运行任务(如执行音乐播放、文件下载等),但不提供用户交互界面。Service可由其他应用或Ability启动,即使用户切换到其他应用,Service仍将在后台继续运行。

Service是单实例的。在一个设备上,相同的Service只会存在一个实例。如果多个Ability共用这个实例,只有当与Service绑定的所有Ability都退出后,Service才能够退出。由于Service是在主线程里执行的,因此,如果在Service里面的操作时间过长,开发者必须在Service里创建新的线程来处理(详见线程间通信),防止造成主线程阻塞,应用程序无响应。

创建Service

首先介绍如何创建一个Service。

创建Ability的子类,实现Service相关的生命周期方法。Service也是一种Ability,Ability为Service提供了以下生命周期方法,开发者可以重写这些方法,来添加其他Ability请求与Service Ability交互时的处理方法。

onStart()

该方法在创建Service的时候调用,用于Service的初始化。在Service的整个生命周期只会调用一次,调用时传入的Intent应为空。

onCommand()

在Service创建完成之后调用,该方法在客户端每次启动该Service时都会调用,开发者可以在该方法中做一些调用统计、初始化类的操作。

onConnect()

在Ability和Service连接时调用,该方法返回IRemoteObject对象,开发者可以在该回调函数中生成对应Service的IPC通信通道,以便Ability与Service交互。Ability可以多次连接同一个Service,系统会缓存该Service的IPC通信对象,只有第一个客户端连接Service时,系统才会调用Service的onConnect方法来生成IRemoteObject对象,而后系统会将同一个RemoteObject对象传递至其他连接同一个Service的所有客户端,而无需再次调用onConnect方法。

onDisconnect()

在Ability与绑定的Service断开连接时调用。

onStop()

在Service销毁时调用。Service应通过实现此方法来清理任何资源,如关闭线程、注册的侦听器等。

创建Service的代码示例如下:

public class ServiceAbility extends Ability {
    @Override
    public void onStart(Intent intent) {
        super.onStart(intent);
    }

    @Override
    public void onCommand(Intent intent, boolean restart, int startId) {
        super.onCommand(intent, restart, startId);
    }

    @Override
    public IRemoteObject onConnect(Intent intent) {
        return super.onConnect(intent);
    }

    @Override
    public void onDisconnect(Intent intent) {
        super.onDisconnect(intent);
    }

    @Override
    public void onStop() {
        super.onStop();
    }
}

2.注册Service。

Service也需要在应用配置文件中进行注册,注册类型type需要设置为service。

{
    "module": {
        "abilities": [         
            {    
                "name": ".ServiceAbility",
                "type": "service",
                "visible": true
                ...
            }
        ]
        ...
    }
    ...
}

启动Service

介绍通过startAbility()启动Service以及对应的停止方法。

  • 启动Service

    Ability为开发者提供了startAbility()方法来启动另外一个Ability。因为Service也是Ability的一种,开发者同样可以通过将Intent传递给该方法来启动Service。不仅支持启动本地Service,还支持启动远程Service。

    开发者可以通过构造包含DeviceId、BundleName与AbilityName的Operation对象来设置目标Service信息。这三个参数的含义如下:

    • DeviceId:表示设备ID。如果是本地设备,则可以直接留空;如果是远程设备,可以通过ohos.distributedschedule.interwork.DeviceManager提供的getDeviceList获取设备列表,详见Java API参考
    • BundleName:表示包名称。
    • AbilityName:表示待启动的Ability名称。

    启动本地设备Service的代码示例如下:

    Intent intent = new Intent();
    Operation operation = new Intent.OperationBuilder()
            .withDeviceId("")
            .withBundleName("com.domainname.hiworld.himusic")
            .withAbilityName("com.domainname.hiworld.himusic.ServiceAbility")
            .build();
    intent.setOperation(operation);
    startAbility(intent);
    

    启动远程设备Service的代码示例如下:

    Intent intent = new Intent();
    Operation operation = new Intent.OperationBuilder()
            .withDeviceId("")
            .withBundleName("com.domainname.hiworld.himusic")
            .withAbilityName("com.domainname.hiworld.himusic.ServiceAbility")
            .build();
    intent.setOperation(operation);
    startAbility(intent);
    

    执行上述代码后,Ability将通过startAbility() 方法来启动Service。

    • 如果Service尚未运行,则系统会先调用onStart()来初始化Service,再回调Service的onCommand()方法来启动Service。
    • 如果Service正在运行,则系统会直接回调Service的onCommand()方法来启动Service。
  • 停止Service

    Service一旦创建就会一直保持在后台运行,除非必须回收内存资源,否则系统不会停止或销毁Service。开发者可以在Service中通过terminateAbility()停止本Service或在其他Ability调用stopAbility()来停止Service。

    停止Service同样支持停止本地设备Service和停止远程设备Service,使用方法与启动Service一样。一旦调用停止Service的方法,系统便会尽快销毁Service。

连接Service

如果Service需要与Page Ability或其他应用的Service Ability进行交互,则须创建用于连接的Connection。Service支持其他Ability通过connectAbility()方法与其进行连接。

在使用connectAbility()处理回调时,需要传入目标Service的Intent与IAbilityConnection的实例。IAbilityConnection提供了两个方法供开发者实现:onAbilityConnectDone()是用来处理连接Service成功的回调,onAbilityDisconnectDone()是用来处理Service异常死亡的回调。

创建连接Service回调实例的代码示例如下:

// 创建连接Service回调实例
private IAbilityConnection connection = new IAbilityConnection() {
    // 连接到Service的回调
    @Override
    public void onAbilityConnectDone(ElementName elementName, IRemoteObject iRemoteObject, int resultCode) {
        // Client侧需要定义与Service侧相同的IRemoteObject实现类。开发者获取服务端传过来IRemoteObject对象,并从中解析出服务端传过来的信息。
    }

    // Service异常死亡的回调
    @Override
    public void onAbilityDisconnectDone(ElementName elementName, int resultCode) {
    }
};

连接Service的代码示例如下:

// 连接Service
Intent intent = new Intent();
Operation operation = new Intent.OperationBuilder()
        .withDeviceId("deviceId")
        .withBundleName("com.domainname.hiworld.himusic")
        .withAbilityName("com.domainname.hiworld.himusic.ServiceAbility")
        .build();
intent.setOperation(operation);
connectAbility(intent, connection);

同时,Service侧也需要在onConnect()时返回IRemoteObject,从而定义与Service进行通信的接口。onConnect()需要返回一个IRemoteObject对象,HarmonyOS提供了IRemoteObject的默认实现,用户可以通过继承LocalRemoteObject来创建自定义的实现类。Service侧把自身的实例返回给调用侧的代码示例如下:

// 创建自定义IRemoteObject实现类
private class MyRemoteObject extends LocalRemoteObject {
    MyRemoteObject(){
    }
}

// 把IRemoteObject返回给客户端
@Override
protected IRemoteObject onConnect(Intent intent) {
    return new MyRemoteObject();
}

Service Ability生命周期

与Page类似,Service也拥有生命周期,如图1所示。根据调用方法的不同,其生命周期有以下两种路径:

  • 启动

    Service

    该Service在其他Ability调用startAbility()时创建,然后保持运行。其他Ability通过调用stopAbility()来停止Service,Service停止后,系统会将其销毁。

  • 连接

    Service

    该Service在其他Ability调用connectAbility()时创建,客户端可通过调用disconnectAbility()断开连接。多个客户端可以绑定到相同Service,而且当所有绑定全部取消后,系统即会销毁该Service。

    connectAbility()也可以连接通过startAbility()创建的Service。

    图1 Service生命周期
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前台Service

一般情况下,Service都是在后台运行的,后台Service的优先级都是比较低的,当资源不足时,系统有可能回收正在运行的后台Service。

在一些场景下(如播放音乐),用户希望应用能够一直保持运行,此时就需要使用前台Service。前台Service会始终保持正在运行的图标在系统状态栏显示。

使用前台Service并不复杂,开发者只需在Service创建的方法里,调用keepBackgroundRunning()将Service与通知绑定。调用keepBackgroundRunning()方法前需要在配置文件中声明ohos.permission.KEEP_BACKGROUND_RUNNING权限,同时还需要在配置文件中添加对应的backgroundModes参数。在onStop()方法中调用cancelBackgroundRunning()方法可停止前台Service。

使用前台Service的onStart()代码示例如下:

// 创建通知,其中1005为notificationId
NotificationRequest request = new NotificationRequest(1005);
NotificationRequest.NotificationNormalContent content = new NotificationRequest.NotificationNormalContent();
content.setTitle("title").setText("text");
NotificationRequest.NotificationContent notificationContent = new NotificationRequest.NotificationContent(content);
request.setContent(notificationContent);

// 绑定通知,1005为创建通知时传入的notificationId
keepBackgroundRunning(1005, request);

在配置文件中,“module > abilities”字段下对当前Service做如下配置:

{    
    "name": ".ServiceAbility",
    "type": "service",
    "visible": true,
    "backgroundModes": ["dataTransfer", "location"]
}

三 、Data Ability

Data Ability基本概念

使用Data模板的Ability(以下简称“Data”)有助于应用管理其自身和其他应用存储数据的访问,并提供与其他应用共享数据的方法。Data既可用于同设备不同应用的数据共享,也支持跨设备不同应用的数据共享。

数据的存放形式多样,可以是数据库,也可以是磁盘上的文件。Data对外提供对数据的增、删、改、查,以及打开文件等接口,这些接口的具体实现由开发者提供。

URI介绍

Data的提供方和使用方都通过URI(Uniform Resource Identifier)来标识一个具体的数据,例如数据库中的某个表或磁盘上的某个文件。HarmonyOS的URI仍基于URI通用标准,格式如下:

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  • scheme:协议方案名,固定为“dataability”,代表Data Ability所使用的协议类型。
  • authority:设备ID。如果为跨设备场景,则为目标设备的ID;如果为本地设备场景,则不需要填写。
  • path:资源的路径信息,代表特定资源的位置信息。
  • query:查询参数。
  • fragment:可以用于指示要访问的子资源。

URI示例:

  • 跨设备场景:dataability://device_id/com.domainname.dataability.persondata/person/10

  • 本地设备:dataability:///com.domainname.dataability.persondata/person/10

    说明:本地设备的“device_id”字段为空,因此在“dataability:”后面有三个“/”。

总结

说实话写这一篇文章花费了一番功夫,不断的浏览官网上的文档然后结合实际来写,写的不是很好,请勿见怪,另外就是觉得官网的教程只是一部分,更多的需要开发者自行去探索和发现,正所谓师傅领进门,修行在个人,鸿蒙需要成长,我们开发者同样也要成长,也许不会前进的路上会很坎坷,但经历过后就会发现另一番风景,对于鸿蒙,我是初学者,所以更多是以初学者的态度来记录。而且我学习的重要的途径就是这样,一边学习,一边记录,这样在以后要用到的时候查看自己的笔记就好。最后希望我们大家一起进步。为鸿蒙的发展与宣传贡献自己的一份力量。

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