OpenHarmony应用开发-应用程序包基础知识

素年锦时静待君丶

发布于 2023-4-10 17:09

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版本：v3.2 Beta5

应用程序包概述

用户应用程序泛指运行在设备的操作系统之上，为用户提供特定服务的程序，简称“应用”。一个应用所对应的软件包文件，称为“应用程序包”。

OpenHarmony提供了应用程序包开发、安装、查询、更新、卸载的管理机制，方便开发者开发和管理OpenHarmony应用，具体如下：

应用软件所涉及的文件多种多样，开发者可通过OpenHarmony提供的集成开发工具将其开发的可执行代码、资源、三方库等文件整合到一起制作成OpenHarmony应用程序包，便于开发者对应用程序的部署。
应用软件所涉及的设备类型多种多样，开发者可通过OpenHarmony提供的应用程序包配置文件指定其应用程序包的分发设备类型，便于应用市场对应用程序包的分发管理。
应用软件所包含的功能多种多样，将不同的功能特性按模块来划分和管理是一种良好的设计方式。OpenHarmony提供了同一应用程序的多包管理的机制，开发者可以将不同的功能特性聚合到不同的包中，方便后续的维护与扩展。
应用软件涉及的芯片平台多种多样，有x86、ARM等，还有32位、64位之分，OpenHarmony为应用程序包屏蔽了芯片平台的差异，使应用程序包在不同的芯片平台都能够安装运行。
应用软件涉及的软件信息多种多样，有应用版本、应用名称、组件、申请权限等的信息，OpenHarmony包管理为开发者提供了这些信息的查询接口，方便开发者在程序中查询所需要的包信息。
应用软件涉及的资源多种多样，有媒体资源、原生资源、字符资源以及国际化的资源等，OpenHarmony包管理将不同的资源归档到不同的目录中，并集成资源索引文件，方便应用对资源的查找和使用。

Stage模型应用程序包结构

基于Stage模型开发的应用，经编译打包后，其应用程序包结构如下图**应用程序包结构（Stage模型）**所示。开发者需要熟悉应用程序包结构相关的基本概念。

在开发态，一个应用包含一个或者多个Module，可以在DevEco Studio工程中创建一个或者多个Module。Module是OpenHarmony应用/服务的基本功能单元，包含了源代码、资源文件、第三方库及应用/服务配置文件，每一个Module都可以独立进行编译和运行。Module分为“Ability”和“Library”两种类型，“Ability”类型的Module对应于编译后的HAP（Harmony Ability Package）；“Library”类型的Module对应于HAR（Harmony Ability Resources）包，即编译后的.tgz文件。一个Module可以包含一个或多个UIAbility组件，如Module与UIAbility组件关系示意图所示。
图1Module与UIAbility组件关系示意图

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全文中介绍到的Module默认指的是“Ability”类型的Module。

开发者通过DevEco Studio把应用程序编译为一个或者多个.hap后缀的文件，即HAP。HAP是OpenHarmony应用安装的基本单位，包含了编译后的代码、资源、三方库及配置文件。HAP可分为Entry和Feature两种类型。

○ Entry类型的HAP：是应用的主模块，在module.json5配置文件中的type标签配置为“entry”类型。在同一个应用中，同一设备类型只支持一个Entry类型的HAP，通常用于实现应用的入口界面、入口图标、主特性功能等。

○ Feature类型的HAP：是应用的动态特性模块，在module.json5配置文件中的type标签配置为“feature”类型。一个应用程序包可以包含一个或多个Feature类型的HAP，也可以不包含；Feature类型的HAP通常用于实现应用的特性功能，可以配置成按需下载安装，也可以配置成随Entry类型的HAP一起下载安装（请参见module对象内部结构中的“deliveryWithInstall”）。

每个OpenHarmony应用可以包含多个.hap文件，一个应用中的.hap文件合在一起称为一个Bundle，而bundleName就是应用的唯一标识（请参见app.json5配置文件中的bundleName标签）。需要特别说明的是：在应用上架到应用市场时，需要把应用包含的所有.hap文件（即Bundle）打包为一个.app后缀的文件用于上架，这个.app文件称为App Pack（Application Package），其中同时包含了描述App Pack属性的pack.info文件；在云端分发和端侧安装时，都是以HAP为单位进行分发和安装的。
打包后的HAP包结构包括ets、libs、resources等文件夹和resources.index、module.json、pack.info等文件。

○ ets目录用于存放应用代码编译后的字节码文件。

○ libs目录用于存放库文件。库文件是OpenHarmony应用依赖的第三方代码（.so二进制文件）。

○ resources目录用于存放应用的资源文件（字符串、图片等），便于开发者使用和维护，详见资源文件的使用。

○ resources.index是资源索引表，由IDE编译工程时生成。

○ module.json是HAP的配置文件，内容由工程配置中的module.json5和app.json5组成，该文件是HAP中必不可少的文件。IDE会自动生成一部分默认配置，开发者按需修改其中的配置。详细字段请参见应用配置文件。

○ pack.info是Bundle中用于描述每个HAP属性的文件，例如app中的bundleName和versionCode信息、module中的name、type和abilities等信息，由IDE工具生成Bundle包时自动生成。

图2 应用程序包结构（Stage模型）

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FA模型应用程序包结构

基于FA模型开发的应用，其应用程序包结构如下图**应用程序包结构（FA模型）**所示。开发者需要熟悉应用程序包结构相关的基本概念。

FA模型与Stage模型不同之处在于HAP内部文件存放位置不同，FA模型将所有的资源文件、库文件和代码文件都放在assets文件夹中，在文件夹内部进一步区分。

config.json是应用配置文件，IDE会自动生成一部分模块代码，开发者按需修改其中的配置。详细字段请参见应用配置文件。
assets是HAP所有的资源文件、库文件和代码文件的集合，内部可以分为entry和js文件夹。entry文件夹中存放的是resources目录和resources.index文件。
resources目录用于存放应用的资源文件（字符串、图片等），便于开发者使用和维护，详见资源文件的使用。
resources.index是资源索引表，由IDE调用SDK工具生成。
js文件夹中存放的是编译后的代码文件。
pack.info是Bundle中用于描述每个HAP属性的文件，例如app中的bundleName和versionCode信息、module中的name、type和abilities等信息，由IDE工具生成Bundle包时自动生成。

图1 应用程序包结构（FA模型）

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HAR包结构

HAR（OpenHarmony Archive）包用于实现多个模块或多个工程间的代码共享。HAR包不同于HAP，不能独立安装运行在设备上，只能作为应用模块的依赖项被引用。

HAR包对应DevEco Studio工程中的“Library”类型的Module。

OpenHarmony的HAR包，是OpenHarmony静态共享包，可以包含代码、C++库、资源和module.json文件（Stage模型）或config.json文件（FA模型）等。

多HAP机制设计目标

方便开发者模块化的管理应用，好的应用一般都是模块化管理，模块之间属于松耦合关系。多HAP方便了开发者将业务划分成多个模块，每个模块放到独立的HAP中。例如支付类应用，有统一的主界面，主界面管理“扫一扫”、“收付款”、“消息”、“理财”等各个模块。其中主界面管理其他模块的逻辑在Entry包中实现，而“扫一扫”、“收付款”、“消息”和“理财”等模块在不同的Feature包中实现。可以同时开发多个Feature包，能够实现Feature包单独的开发测试，最终由Entry包统一集成Feature包的特性。
方便开发者将多HAP合理地组合并部署到不同的设备上。例如应用程序包含一个Entry包和两个Featrue包（Feature1和Feature2）。其中Entry包可以部署到设备A和设备B，Feature1只能部署到设备A，Feature2包只部署到设备B上，那么开发者就可以方便的组合Entry和Feature1部署到设备A上，组合Entry和Feature2部署到设备B上。
方便开发者按需加载所需模块，减少包大小。开发者可以将一个应用的某些HAP配置成按需加载。应用在启动阶段初始用不到的特性，可以配置暂不加载，当用户用到这些特性的时候，可由应用自动下载这些特性HAP，一定程度上减少应用包的大小。
方便应用资源共享，减少程序包大小。多个HAP都需要用到的资源（包括公共资源文件、公共页面等）以及so（shared object）文件可以放到单独的HAP中，其他HAP可以到该HAP中访问资源和so文件，也一定程度上可以减少应用程序包大小。

多HAP构建视图

IDE支持在一个应用工程中进行多个HAP的开发与构建，如多HAP构建视图所示。

图1 多HAP构建视图

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IDE开发态视图

○ app.json5：配置应用全局描述信息，例如应用包名、版本号、应用图标、应用名称和依赖的SDK版本号等。

○ resources目录：放置应用的图标资源和应用名称字符串资源。
说明：

◆ 该目录由IDE自动生成，名称不可更改。

◆ AppScope目录下面的文件名与Entry、Feature模块下面的文件名不能重复，否则IDE会报错。

entry或者feature目录（名称可由开发者自定义）

○ 由IDE引导开发者创建的Module，在该Module中实现应用的业务逻辑；可以创建多个Module，图中entry和feature即是创建的两个Module。

○ resources目录：放置该Module中所使用到的资源。

○ ets目录：开发者的业务逻辑。

○ module.json5：配置该Module的描述信息，如：Module的名称、Module的入口代码路径、包含的组件信息等。

编译打包后的视图

一个开发态的Module编译后生成一个部署态的HAP，Module和HAP一一对应。
HAP中的module.json由开发视图中的app.json5和module.json5合成。
所有的HAP最终会编译到一个App Pack中（以.app为后缀的包文件），用于发布到应用市场。

多HAP的开发调试与发布部署流程

多HAP的开发调试与发布部署流程如下图所示。

图1 多HAP的开发调试与发布部署流程

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多HAP使用规则

App Pack包不能直接安装到设备上，只是上架应用市场的单元。
App Pack包中所有HAP的配置文件中的bundleName标签必须一致。
App Pack包中所有HAP的配置文件中的versionCode标签必须一致。
App Pack包中同一设备类型的所有HAP中必须有且只有一个entry类型的HAP，feature类型的HAP可以有一个或者多个，也可以没有。
App Pack包中的每个HAP必须配置moduleName标签，同一设备类型的所有HAP对应的moduleName标签必须唯一。
同一应用的所有HAP签名证书要保持一致。上架应用市场是以App Pack的形式上架，并对其进行了签名。应用市场分发时会将所有HAP从App Pack中拆分出来，同时对其中的所有HAP进行重签名，这样保证了所有HAP签名证书的一致性。在调试阶段，开发者通过命令行或IDE将HAP安装到设备上时要保证所有HAP签名证书一致，否则会出现安装失败的问题。

多HAP运行机制及数据通信方式

多HAP机制主要是为方便开发者进行模块化管理。HAP和应用运行时的进程并不是一一对应的，具体运行机制如下：

默认情况下，应用中（同一包名）的所有UIAbility、ServiceExtensionAbility、DataShareExtensionAbility运行在同一个独立进程中，其他同类型ExtensionAbility分别运行在单独的进程。
HAP支持在module.json5（Stage模型）或者config.json（FA模型）中通过process标签配置单独的进程（仅系统应用支持，三方应用不支持）。配置了process的HAP，其组件运行在单独的process进程中，多个HAP可以配置相同的process，则这些HAP运行在相同进程中，process配置的详细说明请参见module.json5配置文件。
应用运行时，同一进程中的UIAbility组件被启动时，才加载对应HAP的资源和代码。

基于上述机制，多HAP数据通信方式如下：