鸿蒙开发从入门到入土：2-聊聊方舟开发框架

孙小胖児
424 阅读7分钟

0 什么是方舟开发框架

方舟开发框架（简称ArkUI）为HarmonyOS应用的UI开发提供了完整的基础设施，包括简洁的UI语法、丰富的UI功能（组件、布局、动画以及交互事件），以及实时界面预览工具等，可以支持开发者进行可视化界面开发。
针对不同的应用场景及技术背景，ArkUI提供了两种开发范式，分别是基于ArkTS的声明式开发范式（简称“声明式开发范式”）和兼容JS的类Web开发范式（简称“类Web开发范式”）。

  • 声明式开发范式：采用基于TypeScript声明式UI语法扩展而来的 ArkTS语言，从组件、动画和状态管理三个维度提供UI绘制能力。
  • 类Web开发范式：采用经典的HML、CSS、JavaScript三段式开发方式，即使用HML标签文件搭建布局、使用CSS文件描述样式、使用JavaScript文件处理逻辑。该范式更符合于Web前端开发者的使用习惯，便于快速将已有的Web应用改造成方舟UI框架应用。

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从上图可以看出，声明式开发范式无需JS框架进行页面DOM管理，渲染更新链路更为精简，占用内存更少，应用性能更佳。此外，声明式开发范式后续会作为主推的开发范式持续演进，会提供更丰富、更强大的能力，因此建议使用声明式开发范式，亦即ArkTS作为开发HarmonyOS应用的首选

1 ArkTS简介

在鸿蒙官网有这么一句话：ArkTS是鸿蒙生态的应用开发语言[1]。 image.png

ArkTS提供了声明式UI范式、状态管理支持等相应的能力，让开发者可以以更简洁、更自然的方式开发应用。
同时，它在保持TypeScript（简称TS）基本语法风格的基础上，进一步通过规范强化静态检查和分析，使得在程序运行之前的开发期能检测更多错误，提升代码健壮性，并实现更好的运行性能。
针对JavaScript（简称JS）/TS并发能力支持有限的问题，ArkTS对并发编程API和能力进行了增强。
ArkTS支持与JS/TS高效互操作，兼容JS/TS生态。

1.1 ArkTS设计理念

  • 为更好地支持HarmonyOS应用的开发和运行，从Harmony OS NEXT Developer Preview 0版本开始，ArkTS在TS的基础上，进一步通过规范强化静态检查和分析，这样做有两个好处：许多错误在编译时可以被检测出来，不用等到运行时，这大大降低了代码运行错误的风险，有利于程序的健壮性；2.减少运行时的类型检查，从而降低了运行时负载，有助于提升执行性能。
  • ArkTS保留了TS大部分的语法特性，这可以帮助开发者更容易上手ArkTS。同时，对于已有的标准TS代码，开发者仅需对少部分代码进行ArkTS语法适配，大部分代码可以直接复用。
  • ArkTS支持与标准JS/TS的高效互操作，兼容JS/TS生态。HarmonyOS也提供了标准JS/TS的执行环境支持，在“更注重已有生态直接复用”的场景下，开发者可以选择使用标准JS/TS进行代码复用或开发，更方便兼容现有生态。

1.2 ArkTS相比TS特性差异

从API version 10开始，ArkTS进一步通过规范强化静态检查和分析，对比标准TS的差异可以参考从TypeScript到ArkTS的适配规则2：

1.2.1 强制使用静态类型

静态类型是ArkTS最重要的特性之一。如果使用静态类型，那么程序中变量的类型就是确定的。同时，由于所有类型在程序实际运行前都是已知的，编译器可以验证代码的正确性，从而减少运行时的类型检查，有助于性能提升。

1.2.2 不支持在运行时更改对象布局

以上TS代码片段展示了如何在运行时通过添加和删除某些属性来更改对象的布局。运行时支持此类特性需要大量的性能开销，ArkTS不支持在运行时更改对象的布局。
在ArkTS中，可以使用可选属性和给该属性赋值undefined的方式来替代。

1.2.3 对象字面量须标注类型

以上TS代码片段展示了没有类型的场景。如果编译器不知道变量point的确切类型，由于对象布局不能确定，编译器无法深度地优化这段代码，造成性能瓶颈。没有类型也会造成属性的类型缺少限制，例如point.x的类型在此时为number，它也可以被赋值成其他类型，造成额外的运行时检查和开销。
在ArkTS中，需要为对象字面量标注类型。

1.2.4 不支持structural typing

以上TS代码片段展示了structural typing特性。在ArkTS已经采用了nominal typing类型系统的前提下，如果额外支持structural typing给语言实现和开发者均会带来不必要的复杂度。在示例中，foo虽然声明参数类型是C，但也可以传递类型D的变量，这种灵活性可能不符合开发者的意图，容易带来程序行为的正确性问题。另外，由于类型D和类型C布局不同，那么foo中对c.s这个属性访问就不能被优化成根据固定偏移量访问的方式，从而给运行时性能造成瓶颈。

2 UI开发（ArkTS声明式开发范式）简介

基于ArkTS的声明式开发范式的方舟开发框架是一套开发极简、高性能、支持跨设备的UI开发框架，提供了构建应用UI所必需的能力，主要包括：

  • ArkTS：是HarmonyOS优选的主力应用开发语言
  • 布局：是UI的必要元素，它定义了组件在界面中的位置
  • 组件：是UI的必要元素，形成了在界面中的样子，由框架直接提供的称为系统组件，由开发者定义的称为自定义组件
  • 页面路由和组件导航：应用可能包含多个页面，可通过页面路由实现页面间的跳转。一个页面内可能存在组件间的导航如典型的分栏，可通过导航组件实现组件间的导航。
  • 图形：方舟开发框架提供了多种类型图片的显示能力和多种自定义绘制的能力
  • 动画：框架提供了丰富的动画能力，除了组件内置动画效果外，还包括属性动画、显式动画、自定义转场动画以及动画API等
  • 交互事件：方舟开发框架提供了多种交互事件，除了触摸事件、鼠标事件、键盘按键事件、焦点事件等通用事件外，还包括基于通用事件进行进一步识别的手势事件

下图是ArkUI的架构

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  • 声明式UI前端
    提供了UI开发范式的基础语言规范，并提供内置的UI组件、布局和动画，提供了多种状态管理机制，为应用开发者提供一系列接口支持。

  • 语言运行时
    选用方舟语言运行时，提供了针对UI范式语法的解析能力、跨语言调用支持的能力和TS语言高性能运行环境。

  • 声明式UI后端引擎
    后端引擎提供了兼容不同开发范式的UI渲染管线，提供多种基础组件、布局计算、动效、交互事件，提供了状态管理和绘制能力。

  • 渲染引擎
    提供了高效的绘制能力，将渲染管线收集的渲染指令，绘制到屏幕的能力。

  • 平台适配层
    提供了对系统平台的抽象接口，具备接入不同系统的能力，如系统渲染管线、生命周期调度等。

3 尾声

到此，各位看官应该对ArkTS、ArkUI有了一定的了解了，既然是码农，那肯定是要 show me the code，后续会开始写关于ArkTS语法、ArkUI的相关文章了

参考资料

  1. ArkUI简介
  2. ArkTS简介

备注

[1]：初识ArkTS语言
[2]：从TypeScript到ArkTS的适配规则

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