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Qt For OpenHarmony
OpenHarmony开发者
发布于 2023-9-15 16:44
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本文转载自 OpenHarmony TSC 官方微信公众号《峰会回顾第29期 | Qt For OpenHarmony》
演讲嘉宾 | 蔡万苍
回顾整理 | 廖 涛
排版校对 | 李萍萍
嘉宾简介
蔡万苍，13年C++/Qt开发相关工作经验，曾任职Qt公司，担任技术支持、Qt咨询师，协助国内多家Qt企业版用户完成基于Qt的软件框架搭建，参与Qt开源社区Bug维护及修改，在基于Qt框架的软件架构设计、Qt跨平台适配上有多年的技术积累和经验，开源书籍QmlBook-in-Chinese在github上star数达到1000+，现任职于软通动力信息技术（集团）股份有限公司，担任成都图形框架研究院软件开发专家角色，负责图形框架研究院的技术管理工作。
内容来源
第一届开放原子开源基金会OpenHarmony技术峰会——生态与互联分论坛
视频回顾
https://www.bilibili.com/video/BV1Hp4y1N7TC/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click
正 文 内 容
在全球超过70个行业，8000家公司，100万的开发者都在使用Qt，通过Qt适配OpenHarmony，能够丰富OpenHarmony的开发生态、应用生态，加速OpenHarmony在各行业的推广使用。如何推进和完成Qt在OpenHarmony上的适配呢？软通动力成都图形框架研究院软件开发专家蔡万苍在第一届OpenHarmony技术峰会上分享了精彩观点。
01►Qt 适配 OpenHarmony 意义
Qt是一个C++跨平台开发框架，主要用于开发图形用户界面（Graphical User Interface，GUI）程序，具有跨平台类库（支持目前所有主流软硬件平台组合）、集成开发工具（缩短软件产品上市时间）以及跨平台集成开发环境（高生产力开发环境）等。全球超过100万研发者使用过Qt，Qt的跨平台开发能力覆盖70多个行业，是从1994年至今得到广泛的认同和验证的主流技术。
Qt适配OpenHarmony有什么意义？
一、扩大OpenHarmony开发者阵营：基于Qt跨平台特性及Qt For OpenHarmony的适配，吸引数量庞大的Qt开发人员在OpenHarmony上进行跨平台应用迁移及应用开发，能够实现开发人员业务目标与个人能力和OpenHarmony开源生态与技术发展的双赢。
二、丰富OpenHarmony应用生态：Qt支持目前主流的所有操作系统，如UBuntu、CentOS、OpenEuler、Android、OS X、iOS、Windows、VxWorks、QNX等，涵盖从嵌入式平台、移动平台及PC桌面，基于Qt框架典型的桌面应用，从娱乐到工业软件都有所涉及，如暴雪的战网客户端、WPS、VirtualBox等等，大部分应用程序都可以使用Qt实现。通过Qt适配OpenHarmony，能够加速OpenHarmony的行业应用推广。
02►计划贡献内容
2.1►►适配计划
Qt按使用及部署划分，包含了设计工具、开发工具、框架必要模块、框架附加模块4个部分，基于OpenHarmony跨平台开发考虑，总体计划如下：
● 针对OpenHarmony的开发工具进行补充
● 对Qt必要模块进行适配支持
● 对部分Qt附加模块适配支持
具体工作如下：
● 成立 OH_QT sig，完成Qt Core（Qt核心模块）、Qt GUI（显示相关代码）以及Qt QML适配
● 完成Qt工程部署，适配Qt相关的开发工具，实现Qt应用程序北向开发封装；适配Qt附加库部分，如Qt Multimedia，QtRemoteObjects
● 完成Qt示例及DEMO适配验证、Qt单元测试适配验证；向Qt社区申请立项OpenHarmony支持，申请OH_QT sig毕业
● 开发Qt工程转换DevEco工程工具实现快速的应用迁移配置
2.2►►Qt 配套开发工具
Qt开发者通常使用Qt配套的集成开发环境Qt Creator，采用qmake或cmake进行软件工程管理配置，为方便开发者对已有软件进行移植适配，我们会开发对应的工程转换工具，将Qt的应用工程转换为DevEco Application工程，帮助开发者快速实现应用的迁移配置。
03►技术难点分享
Qt本身是跨平台的框架，我们要把它跟OpenHarmony做移植，无非考虑几个问题：一是Qt应用程序的界面如何在OpenHarmony上进行显示；OpenHarmony本身触屏的输入、鼠标/键盘的输入怎么能够把它映射到Qt本身的应用程序框架里去。需要了解Qt的QPA实现及系统接口调用的相关逻辑，就能实现Qt应用程序在OpenHarmony上的运行。
3.1►►QPA 实现及系统接口调用
Qt平台抽象（QPA）是Qt的平台抽象层，QPA插件是通过子类化各种QPlatform*类来实现系统接口的接入，例如用于窗口系统集成的QPlatformIntegration和QPlatformWindow以及用于更深层次的平台主题化和集成的QPlatformTheme。
QPA核心对象及作用：通过QPlatfromIntegration实现对QPA插件的对象声明周期管理，Qt GUI等模块通过Qt已完成的平台抽象层相关类实现对系统底层的调用，其中比较重要的实现类包括：EventDispatcher（实现系统底层事件接入）、BackingStore（系统图形绘制双缓存实现）、Screen（系统屏幕对象，用于管理Window显示）、Window（系统窗口对象）、InputContext（系统输入处理，包括鼠标、输入法等）、OpenGLContext（系统窗口OpenGL渲染上下文）以及Clipboard（系统剪切板）。
Qt Widget For OpenHarmony渲染流程：基于Qt框架自成体系的图形框架和事件系统，在OpenHarmony上基于XComponent生成的EGLSurface，采用图像二维绘制的方式在OpenGL Surface上实现双缓存渲染机制，完成Qt Widget的窗口内容渲染。
Qt Quick For OpenHarmony渲染流程：Qt Quick采用自成体系的Scene Graph基于OpenGL标准接口实现，QPA OpenHarmony插件基于XCompent生成EGL Surface，并通过QPA标准实现类重载实现PlatformIntegration实现与Scene Graph的OpenGLContext绑定，Qt Quick基于标准OpenGL接口在XComponent上实现图形渲染。
OpenHarmony Touch事件接入：基于XComponent的事件监控回调，在QPA的InputContext实现中实现对XComponent的输入监控，将监控的输入转换为Qt Event发送到Qt Event队列中，由Qt框架实现对输入的处理，完成对触屏操作和鼠标操作的处理。
基于NAPI的应用框架接口调用：基于OpenHarmony的应用接口规范，部分接口未提供NDK接口，需要通过Node.JS的C++插件NAPI调用ETS SDK的接口进行实现，QPA For OpenHarmony部分系统接口采用该种方式完成对系统接口的调用，例如系统剪切板。
基于TS脚本自定义符合Qt标准的对话框：Qt上层接口的QMessageBox支持系统默认样式对话框弹出，该接口在OpenHarmony的SDK中有提供，由于参数差异，无法通过NAPI直接调用，我们采用ETS语言实现后导入到DialogHelpers中进行使用。目前系统输入法采用NAPI接口进行调用，通过Custom ETS实现对系统输入法的调用进行监控，再传入Qt Input Context转换为Qt Key Event输入到Qt框架，由于输入法的高性能要求，后续会与OpenHarmony团队进行沟通，考虑开放系统底层输入法NDK接口。
3.2►►Qt For OpenHarmony 应用管理
符合OpenHarmony标准的应用管理：
● 启动流程：（1）Qt框架按照Stage模型开发符合Stage-Ability，应用程序通过EntryAbility调用启动；（2）在QtAbilityStage的onCreate中，使用NAPI机制初始化Qt的Native模块，并调用App自己的main入口函数，拉起应用逻辑。
● 退出流程：在EntryAbility的onDestory中，使用NAPI机制通知Qt的QPA模块，退出Qt Framework的主循环及业务逻辑。
与传统的C++应用程序不同，遵循Openharmony的北向开发应用管理，需要通过eTS框架完成应用程序C/C++应用程序main函数入口调用启动。
由于XComponent的动态创建问题，目前QPA的NAPI函数调用放在index.ets中进行调用，该问题还需要与OpenHarmony团队进行沟通，讨论基于OpenHarmony的最优解：（1）基于ETS框架自定义ETS脚本，实现XComponent的动态创建,在ETS框架下实现应用程序窗口管理；（2）基于NDK开发的XComponent的新增接口，在Qt App侧实现应用程序的窗口管理。
04►总结与展望
基于Qt跨平台特性及Qt For OpenHarmony的适配，能够促进OpenHarmony跨平台应用迁移及应用开发，对OpenHarmony技术生态有一定的积极作用，期待大家一块参与到Qt适配OpenHarmony的相关工作中来。
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