OpenHarmony-UI框架适配层浅析之一

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前言

方舟开发框架(简称：ArkUI)，是一套UI开发框架，提供开发者进行应用UI开发时所必须的能力。提供跨平台能力，集成了类Web开发范式与声明式开发范式两种开发范式。框架分为应用层、框架层、渲染引擎、平台适配和桥接层。本文主要对适配层的部分核心类进行简单介绍，通过这些核心类的关系图和流程交互说明来一窥适配层的部分面貌。

核心类简介

类关系图

• AceEngine: 全局唯一，提供实例的开门狗注册、垃圾回收能力，同时也作为AceContainer的容器。
• AceContainer：顾名思义，是一个容器类，由前端、任务执行器、资源管理器、渲染管线、视图等聚合而成，提供了生命周期对接、功能调度接口和UI渲染的各项能力，是平台适配中非常重要的模块。
• AceAbility: 对应的是FA模型中的PageAbility,是用户具体可见并可以交互的Ability实例。
• Frontend: 前端框架的抽象，由DeclarativeFrontend、JsFrontend和CardFrontend继承来实现声明式、类WEB及Card方式的实现。
• PlatformEventCallback：平台事件回调的抽象，不同ability实现各自的回调接口。目前仅支持OnFinish和OnStatusBarBgColorChanged两个事件的回调。
• AssetManager: 资源管理器的抽象，由FlutterAssetManager实现，最终由FileAssetProvider提供资源文件加载。
• AceView: 渲染生成视图节点。
• TaskExecutor: 任务管理器。
• PipelineContext: 渲染管线。
• PlatformResRegister: 平台资源的注册和管理，通过接口回调实现平台层的渲染。

协作说明

这里我们以一个典型的APP窗口尺寸发生变化的实现流程来帮助大家理解ACE框架类之间是如何交互的，参见时序图：

步骤说明：

1. WindowImpl窗口对象感知窗口发生变化，调用监听者的OnSizeChange方法。
2. 根据ability ID获取对应的AceContainer。
3. 从AceContainer中获取TaskExecutor任务管理器。
4. 通过任务管理器创建任务。
5. 从AceContainer中获取当前View。
6. 调用FlutterAceView::SurfaceChanged处理界面的变化。
7. FlutterAceView回调AceContainer注册的viewChangeCallback方法。
8. viewChangeCallback从PipelineContext渲染管线对象中获取TaskExecutor任务管理器。
9. 通过任务管理器创建任务。
10. 任务方法调用渲染管线PipelineContext::OnSurfaceChanged方法处理。
11. 渲染管线最终调用前端框架OnSurfaceChanged处理界面发生的变化。

关键代码实现：

AceAbility继承自OHOS::Rosen::IWindowChangeListener，作为监听者在OnStart启动的时候向windows对象进行了注册。

void AceAbility::OnStart(const Want& want) {
    ...
    // register surface change callback
    OHOS::sptr<OHOS::Rosen::IWindowChangeListener> thisAbility(this);
    window->RegisterWindowChangeListener(thisAbility);
    ...
}

当界面发生变化，WindowImpl::UpdateRect调用监听者的OnSizeChange处理。

void WindowImpl::UpdateRect(const struct Rect& rect, WindowSizeChangeReason reason)
{
    ...
    for (auto& listener : windowChangeListeners_) {
        if (listener != nullptr) {
            listener->OnSizeChange(rect, reason);
    }
    ...
}

AceAbility::OnSizeChange()。

void AceAbility::OnSizeChange(OHOS::Rosen::Rect rect, OHOS::Rosen::WindowSizeChangeReason reason)
{
    auto container = Platform::AceContainer::GetContainer(abilityId_);
    ...
    auto taskExecutor = container->GetTaskExecutor();
    ...
    taskExecutor->PostTask([rect, abilityId = abilityId_, density = density_, reason]() {
        ...
        auto flutterAceView = static_cast<Platform::FlutterAceView*>(container->GetView());
        ...
        Platform::FlutterAceView::SurfaceChanged(
            flutterAceView, width, height, 0, static_cast<WindowSizeChangeReason>(reason));
    }, TaskExecutor::TaskType::PLATFORM);
}

Platform::FlutterAceView::SurfaceChanged()。

void FlutterAceView::SurfaceChanged(
    FlutterAceView* view, int32_t width, int32_t height, int32_t orientation, WindowSizeChangeReason type)
{
    ...
    view->NotifySurfaceChanged(width, height, type);
    auto platformView = view->GetShellHolder()->GetPlatformView();
    if (platformView) {
        platformView->NotifyChanged(SkISize::Make(width, height));
    }
    ...
}

viewChangeCallback()回调函数。

auto&& viewChangeCallback = [context = pipelineContext_, id = instanceId_](
                                int32_t width, int32_t height, WindowSizeChangeReason type) {
    ContainerScope scope(id);
    ACE_SCOPED_TRACE("ViewChangeCallback(%d, %d)", width, height);
    context->GetTaskExecutor()->PostTask(
        [context, width, height, type]() { context->OnSurfaceChanged(width, height, type); },
        TaskExecutor::TaskType::UI);
};
aceView_->RegisterViewChangeCallback(viewChangeCallback);

PipelineContext::OnSurfaceChanged()。

void PipelineContext::OnSurfaceChanged(int32_t width, int32_t height, WindowSizeChangeReason type)
{
    ...
    auto frontend = weakFrontend_.Upgrade();
    if (frontend) {
        frontend->OnSurfaceChanged(width, height);
    }
    ...
}

延伸

OpenHarmony用户程序的开发本质上就是开发Ability。OpenHarmony系统是通过对Ability调度，结合系统提供的一致性调度契约对Ability进行生命周期管理，从而实现对用户程序的调度。

Ability框架在API 8及更早版本使用FA模型。FA模型中Ability分为PageAbility、ServiceAbility、DataAbility、FormAbility几种类型。其中：

• PageAbility是具备ArkUI实现的Ability，是用户具体可见并可以交互的Ability实例。
• ServiceAbility也是Ability一种，但是没有UI，提供其他Ability调用自定义的服务，在后台运行。
• DataAbility也是没有UI的Ability，提供其他Ability进行数据的增删查服务，在后台运行。
• FormAbility是卡片Ability，是一种界面展示形式。

AceAbility对应的是FA模型中的PageAbility，和AceContainer容器类搭配管理。其它几种ability在ACE框架中分别对应AceDataAbility、AceFormAbility和AceServiceAbility，使用PaContainer容器类进行管理，关系如下图：

小结

1. AceAbility是带UI界面的Ability，非UI界面的ability是AceDataAbility、AceFormAbility和AceServiceAbility。
2. AceContainer是一个容器，聚合了前端、渲染管线和任务执行器等核心功能，相当于一个大总管，ability的关键流程都要经过它调度。
3. 通过Frontend、PlatformEventCallback、AssetManager和AceView等抽象类，提供了对平台的抽象，通过扩展实现，满足不同平台的适配。

参考链接

方舟开发框架概述：

https://gitee.com/openharmony/docs/blob/master/zh-cn/application-dev/ui/arkui-overview.md。

Ability框架概述：

https://gitee.com/openharmony/docs/blob/master/zh-cn/application-dev/ability/ability-brief.md。

FA模型综述：

https://gitee.com/openharmony/docs/blob/master/zh-cn/application-dev/ability/fa-brief.md。

OpenHarmony 源码解析之ACE:

https://ost.51cto.com/posts/7908。

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