HarmonyOS UI框架关键技术解析 精华

HarmonyOS UI框架提供了界面绘制相关的处理方法，例如：图形控件、页面布局和窗口管理（如图1所示）。

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图1 UI框架

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HarmonyOS UI框架采用的是ACE（Ability Crossplatform Environment）框架（如图2所示）。

ACE是一个应用开发框架，在OS架构之上，属于上层框架，目前支持JAVA和JS语言开发，两种语言框架具体区别如下：

1. JAVA UI框架提供了细粒度的UI编程接口，使应用开发更加灵活，元素以组件、布局的形式将界面绘制在窗口上。

2. JS UI框架采用类HTML和CSS声明式编程语言作为页面布局和页面样式的开发语言，页面业务逻辑则支持ECMAScript 规范的JavaScript语言。JS UI框架提供的声明式编程，可以让开发者避免编写UI状态切换的代码，视图配置信息更加直观。

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图2 ACE UI框架

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HarmonyOS UI框架关键技术

ACE JAVA UI框架

应用由Ability构成。Ability可以分为FA（Feature Ability）和PA（Particle Ability）两种类型。

❖Feature Ability(简称FA)支持Page Ability，一般用于用户交互，在屏幕上显示一个用户界面，该界面用来显示所有可被用户查看和交互的内容。用户界面由UI元素构成，通常包含布局、控件等形式，且元素支持设置资源和动画。

❖Particle Ability支持Data Ability（数据访问）和Service Ability（后台服务），一般用于后台业务逻辑的实现。

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图3 JAVA UI

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一 . 界面构成

每个用户界面的UI元素由组件树构成，即由Component和ComponentContainer对象构成（如图4所示）。

Java UI框架提供了一部分Component和ComponentContainer的具体子类，即创建用户界面（UI）的各类组件，包括一些常用的组件（比如：文本、按钮、图片、列表等）和常用的布局（比如：DirectionalLayout和DependentLayout）等。用户可通过组件进行交互操作，并获得响应。

● Component： 提供内容显示，是界面中所有组件的基类。

●ComponentContainer： 作为容器容纳Component或ComponentContainer对象，并对它们进行布局。

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图4 JAVA UI组件树

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二.Ability

Page Ability的构成

一个Page可以由一个或多个AbilitySlice构成，AbilitySlice是指应用的单个页面及其控制逻辑的总和。

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图5 Page Ability构成
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Ability的生命周期

● onStart()

当系统首次创建Page实例时，触发该回调。

● 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。

● onInactive()

当Page失去焦点时，系统将调用此回调，此后Page进入INACTIVE状态。

● onBackground()

如果Page不再对用户可见，系统将调用此回调，此后Page进入BACKGROUND状态。

● onForeground()

处于BACKGROUND状态的Page仍然驻留在内存中，当重新回到前台时，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。

● onStop()

下面是几个主要生命周期函数。

系统将要销毁Page时，将会触发此回调函数。

具体生命周期流程如下图所示：
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图6 Java FA生命周期

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Java Ability路由

Java FA提供三种路由方式：

1.Ability间的跳转（不同Ability）

2.Ability内部AbilitySlice间跳转

3.跨设备跳转
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图7 Java FA路由

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1.Ability间跳转（不同Ability）：

一个Ability跳转到另一个Ability时，根据不同的action选择不同的Slice。示例代码如下：

Intent intent = new Intent();
Operation operation = new Intent.OperationBuilder()
        .withAction("action2")
        .build();
intent.setOperation(operation);
startAbility(intent);

如图7为示，Ability3通过addActionRoute接口配置了3条路由规则Router：

•action1路由到AbilitySlice1；

•action2路由到AbilitySlice2；

•action3路由到AbilitySlice3。

Ability1和Ability2分别通过startAbility跳转到Ability3，再根据三条路由规则选择各自对应的AbilitySlice。

其时序如图8所示：

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图8 Ability间跳转

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1.Ability2初始化时通过addActionRoute接口设置了路由规则。
2.Ability1通过startAbilityForResult跳转到Ability2时，Ability2根据action选择AbilitySlice1或AbilitySlice2。
3.当Ability2关闭返回时，Ability1通过onAbilityResult()回调方法，对请求结果进行处理。

2.Ability内部AbilitySlice间跳转

当发起导航的AbilitySlice和导航目标的AbilitySlice处于同一个Ability时，可以通过present()或presentForResult()方法实现导航。

同一个Page内的AbilitySlice导航，只需要指定目标AbilitySlice名称即可。AbilitySlice1通过present方法发起跳转，并指定目标名为AbilitySlice2，则跳转结果为显示AbilitySlice2。示例代码如下：

present(new AbilitySlice2(), new Intent());

其时序如图9所示：

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图9 AbilitySlice间跳转

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1.Ability3包含AbilitySlice1、AbilitySlice2、AbilitySlice3三个AbilitySlice，初始化时通过setMainRoute方法设置了默认界面为AbilitySlice1。
2.AbilitySlice1可通过present()发起导航到AbilitySlice2，导航完成后界面显示AbilitySlice2。
3.若AbilitySlice1希望从导航目标AbilitySlice3返回时，能够获得其返回结果，则可使用presentForResult()实现导航。当AbilitySlice3返回时，系统将回调onResult()给AbilitySlice1来接收和处理返回结果，其中返回结果由AbilitySlice3在其生命周期内通过setResult()进行设置。

3.跨设备跳转

Ability也支持跨设备的路由，即目标Ability即可以是本地设备的Ability，亦可以是同一用户的不同设备，只需在startAbility进行路由时通过withDeviceId指定对端的设备id即可。

如图10所示：Ability1通过action选择到Ability2的路由，且通过withDeviceId指定了目标设备B，则最终结果为设备B上Ability2的对应界面被拉起显示。

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图10 跨设备路由

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3.资源管理

JAVA UI框架下的资源管理目录如下：

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图12 JAVA UI下资源目录结构

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示例代码如下：

Java文件中，引用string.json文件中类型为“String”、名称为“app_name”的资源：

ohos.global.resource.ResourceManager resManager = this.getResourceManager();
String result = resManager.getElement(ResourceTable.String_app_name).getString();

XML文件中，引用string.json文件中类型为“String”、名称为“app_name”的资源：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<DirectionalLayout xmlns:ohos="http://schemas.huawei.com/res/ohos"
    ohos:width="match_parent"
    ohos:height="match_parent"
    ohos:orientation="vertical">
    <Text ohos:text="$string:app_name"/>
</DirectionalLayout>

ACE JS UI框架

JS UI框架是一种跨设备的高性能UI开发框架，支持声明式编程和跨设备多态UI。它包括应用层（Application）、前端框架层（Framework）、引擎层（Engine）和平台适配层（Porting Layer）。

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图13 JS UI框架

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❖ Application

应用层表示开发者使用JS UI框架开发的FA应用。

❖ Framework

前端框架层主要完成前端页面解析，以及提供MVVM（ModelViewViewModel）开发模式、页面路由机制和自定义组件等能力。

❖ Engine

引擎层主要提供动画解析、DOM（Document Object Model）树构建、布局计算、渲染命令构建与绘制、事件管理和平台channel机制等能力。

❖ Porting Layer

适配层主要完成对平台层进行抽象，提供具体抽象接口，可以对接到不同系统平台。比如：事件对接、渲染管线对接和系统生命周期对接等。

1.界面构成

每个用户界面的 UI布局由HML+CSS文件完成，响应及业务逻辑由JS文件完成。
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图14 JS应用构成

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● HML（HarmonyOS Markup Language）是一套类HTML的标记语言，通过组件，事件构建出页面的内容。页面具备数据绑定、事件绑定、列表渲染、条件渲染和逻辑控制等高级能力。

● CSS是描述HML页面结构的样式语言。

● JS文件用来定义HML页面的业务逻辑，支持ECMA规范的JavaScript语言。

示例代码如下：

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图15 JS UI代码示例

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其中，UI布局由HML和CSS完成：

HML里<div>页签设置了界面组件，组件样式由container类定义，组件中包含文本控件text，文本内容由{{title}}填充，并给该文本控件设置了点击响应事件onclick，在控件被点击时执行change方法。

CSS里声明了样式，如container类设置了HML里<div>页签组件的方向和元素对齐方式。

对应的业务逻辑在JavaScript完成：

初始化时，将title设置为“hello world”，即刷新了文本控件text的填充内容{{title}}。

组件（Component）是构建页面的核心，每个组件通过对数据和方法的简单封装，实现独立的可视、可交互功能单元。

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图16 组件分类

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关于【组件详情】，请参考官网资料：

● 组件详情

https://developer.harmonyos.com/cn/docs/documentation/doc-guides/ui-js-building-ui-component-0000000000500580

2.Ability

JS UI的Ability生命周期

下面是几个主要生命周期函数。

● onCreate ()

当应用创建时调用。（应用的生命周期）

● onInit ()

页面数据初始化完成时触发，只触发一次。

● onReady ()

页面创建完成时触发，只触发一次。

● onShow ()

页面显示时触发。

● onHide ()

页面消失时触发。

● onDestroy ()

页面销毁时触发。

具体生命周期流程如下图所示：
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图17 JS FA页面生命周期

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JS Ability路由

JS FA也提供了三种路由方式：

1.Ability间的跳转

2.Ability内部JS page间跳转

3.跨设备跳转
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图18 JS FA路由

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1.Ability间的跳转

JS中的Ability继承自AceAbility。

AceAbility间的跳转JS接口通过FeatureAbility.startAbility完成：

let actionData = {
      uri: 'www.huawei.com'
    };
    let target = {
      bundleName: "com.example.harmonydevsample",
      abilityName: "com.example.harmonydevsample.EntryJSApiAbility",
      data: actionData
    };

    let result = await FeatureAbility.startAbility(target);
    let ret = JSON.parse(result);
    if (ret.code == 0) {
      console.log('success');
    } else {
      console.log('cannot start browing service, reason: ' + ret.data);
    }

2.Ability内部JS page间跳转

JS的Ability中可有多个不同页面，每个界面是一个Js Page（在pages目录下定义），如下面的ability包含了index和detail 2个页面：

{
  ...
  "pages": [
    "pages/index/index",
    "pages/detail/detail"
  ]
  ...
}

JS Page间可通过router跳转，例如跳转到detail的页面：

import router from '@system.router';
router.push({
     uri: "pages/detail/detail",
     params: {
          eventId: item,
     }
});

3.跨设备跳转

跨设备跳转路由原理同Java UI上跨设备一样，只是JS UI中提供的是对应JS的接口：

FeatureAbility.startAbility(OBJECT)
FeatureAbility.startAbilityForResult(OBJECT)

三.资源管理

JS UI框架下的资源管理目录如下：

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图19 JS UI下资源目录结构

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● app.js文件用于全局JavaScript逻辑和应用生命周期管理。

● pages目录用于存放所有组件页面。

● common目录用于存放公共资源文件，比如：媒体资源，自定义组件和JS文件。

● resources目录用于存放资源配置文件，比如：全局样式、多分辨率加载等配置文件。

● i18n目录用于配置不同语言场景资源内容，比如：应用文本词条，图片路径等资源。资源文件命名为“语言地区.json”格式。

其中，

● .hml结尾的HML模板文件，这个文件用来描述当前页面的文件布局结构。

● .css结尾的CSS样式文件，这个文件用于描述页面样式。

● .js结尾的JS文件，这个文件用于处理页面和用户的交互。

资源引用：

❖ $t方法引用资源，$t既可以在hml中使用，也可以在js中使用，$t参数说明如下：

示例代码如下：

• enUS.json中定义：

{
    "strings": {
        "hello": "Hello world!",
    ……
    },
}

• HML中引用：

<div>
  <!-- text中显示“Hello world!” -->
  <text>{{ $t('strings.hello') }}</text>
</div>

• JS中引用：

export default {
  data: {
    hello: '',
  },
  onInit() {
    this.hello = this.$t('strings.hello');
  },   
}

❖ 单复数通过$tc引用资源，定义单复数资源的内容通过json格式的key为“zero”、“one”、“two”、“few”、“many”和“other”区分，$tc参数说明如下：

示例代码例如下：

• enUS.json中定义：

{
    "strings": {
        "people": {
            "one": "one person",
            "other": "{count} people"
        }
    }
}

• HML中引用：

<div>
<!-- 传递数值为2时："2 people" 阿拉伯语中此处匹配key为two的词条-->
  <text>{{ $tc('strings.people', 2) }}</text>
</div>

• JS中引用：

export default {
  data: {
    people: '',
  },
  onInit() {
    this. people = this.$tc('strings.people', 2);
  },   
}

❖ $r方法引用资源，$r既可以在hml中使用，也可以在js中使用，$r参数说明如下：

示例代码如下：

• resldpi.json中定义：

{
    "image": {
        "wearable": "common/wearable.png",
        ……
     }
}

• HML中引用：

<div>
  <!-- 通过$r来设置对应图片资源在json配置文件中的path -->
  <image src="{{ $r('image.wearable') }}" class="image"></image>
</div>

• JS中引用：

export default {
  private: {
    wearable: '',
  },
  onInit() {
    // 资源格式化：
    this. wearable= this.$r('image. wearable');
  },    
}

最后，本文描述的HarmonyOS应用UI开发方法可以覆盖大部分简单业务，开发者可以根据需求自由选择JS或者JAVA框架来完成。

作者：zhenyu，华为软件开发工程师