HarmonyOS应用开发-Stage模型开发概述

基本概念

UI框架

HarmonyOS提供了一套UI开发框架，即方舟开发框架（ArkUI框架）。提供了应用UI开发所必需的能力：多种组件、布局计算、动画能力、UI交互、绘制。
方舟开发框架针对开发者提供了两种开发范式：

  • 基于ArkTS的声明式开发范式，使用ArkTS语言，适用于复杂度较大、团队合作度较高的程序；适用移动系统应用开发人员、系统应用开发人员。
  • 兼容JS的类Web开发范式，使用JS语言，适用于界面较为简单的程序应用和卡片；适用Web前端开发人员。

应用模型

应用模型是HarmonyOS为开发者提供的应用程序所需能来的抽象提炼，它提供了应用程序必备的组件和运行机制。开发者可以基于一套统一的模型进行应用开发，使应用开发更简单、高效。
现在主要使用Stage模型，在该模型中，由于提供了AbilityStage、WindowStage类作为应用组件和Windows窗口的“舞台”。

Stage模型

Stage模型概念图
image.png

Stage模型提供UIAbility和ExtensionAbility两种类型的组件，这两种组件都有具体的类承载，支持面向对象的开发方式。

界面组件（Ability）

  • UIAbility组件是包含UI界面的应用组件，主要用于和用户交互。像Android中的Activity。也有自己的生命周期，不同的是UIAbility的生命周期只包含创建/销毁/前台/后台等状态，与显示相关的状态通过WindowStage的事件暴露出来。

image.png

  • ExtensionAbility组件是一种面向特定场景的应用组件。一般都是使用**UIAbility，**等具体用到再说。

WindowStage

每个UIAbility类实例都会与一个WindowStage类实例绑定，该类提供了应用进程内窗口管理器的作用。它包含一个主窗口。也就是说UIAbility通过WindowStage持有了一个窗口，该窗口为ArkUI提供了绘制区域。

Context

Context及其派生类向开发者提供在运行期可以调用的各种能力。UIAbility组件和各种ExtensionAbility派生类都有各自不同的Context类，他们都继承自基类Context，但是各自又根据所属组件，提供不同的能力。
目前我理解同Android中的Context上下文，后面再看。
image.png

AbilityStage

每个Entry类型或者Feature类型的HAP在运行期都有一个AbilityStage类实例，当HAP中的代码首次被加载到进程中的时候，系统会先创建AbilityStage实例。每个在该HAP中定义的UIAbility类，在实例化后都会与该实例产生关联。开发者可以使用AbilityStage获取该HAP中UIAbility实例的运行时信息。

Stage模型开发流程

作为开发者，在基于Stage模型进行开发应用时，需要学习了解如下流程：

  • 应用组件开发
    • 应用、组件级配置
    • UIAbility组件等其他组件
    • AbilityStage
    • 上下文Context
  • 了解进程模型
    • 进程模型和进程间通信方式
  • 了解线程模型
    • 线程模型和线程间通信方式
  • 应用配置文件
    • 配置文件中各个配置项

配置文件

配置文件简述

在应用开发过程中，需要对应用进行配置，如应用名称、应用包名、应用图标等设置。在HarmonyOS应用中分为2个层面的配置：

  • 应用层面，应用的图标、应用名称。在设置应用中（应用管理）中使用。其在app.json5配置文件中。
  • 入口页面层面，入口页面的图标、入口名称。在应用安装完成后在设备桌面上显示。其在module.json5配置文件中。**入口图标是以UIAbility为粒度，支持同一个应用存在多个入口图标和标签，点击后进入对应的UIAbility界面。**这个和Android不一样，Android应用只有一个入口。

image.png

应用级配置

在工程的AppScope目录下的app.json5配置文件中配置。
一般需要关注如下配置：

  • bundleName，包名，标识应用的唯一性。同Android上的packageId
  • icon，应用图标
  • label，应用标签（应用名称）
  • versionCode，应用版本号

app.json5配置示例：

{
  "app": {
    "bundleName": "com.example.myapplication",
    "vendor": "example",
    "versionCode": 1000000,
    "versionName": "1.0.0",
    "icon": "$media:app_icon",
    "label": "$string:app_name"
  }
}

入口页面级配置

入口图标和入口标签（入口名称）会显示在桌面上。入口页面级配置在module.json5配置文件中配置。

需要关注如下配置：

  • abilities下的icon，入口图标
  • abilities下的label，入口标签（入口名称）

module.json5配置文件示例：

{
  "module": {
    "name": "entry",
    "type": "entry",
    "description": "$string:module_desc",
    "mainElement": "EntryAbility",
    "deviceTypes": [
      "phone",
      "tablet"
    ],
    "deliveryWithInstall": true,
    "installationFree": false,
    "pages": "$profile:main_pages",
    "abilities": [
      {
        // UIAbility组件的名称
        "name": "EntryAbility",
        // UIAbility组件的代码路径
        "srcEntry": "./ets/entryability/EntryAbility.ts",
        // UIAbility组件的描述信息
        "description": "$string:EntryAbility_desc",
        // UIAbility组件的图标
        "icon": "$media:icon",
        // UIAbility组件的标签
        "label": "$string:EntryAbility_label",
        // UIAbility组件启动页面图标资源文件的索引
        "startWindowIcon": "$media:icon",
        // UIAbility组件启动页面背景颜色资源文件的索引
        "startWindowBackground": "$color:start_window_background",
        "exported": true,
        "skills": [
          {
            "entities": [
              "entity.system.home"
            ],
            "actions": [
              "action.system.home"
            ]
          }
        ]
      }
    ]
  }
}

UIAbility组件

UIAbility组件是一种包含UI界面的应用组件，主要用于和用户交互。
具体代码示例：
EntryAbility.ets

import UIAbility from '@ohos.app.ability.UIAbility';
import hilog from '@ohos.hilog';
import window from '@ohos.window';

export default class EntryAbility extends UIAbility {
  onCreate(want, launchParam) {
    hilog.info(0x0000, 'testTag', '%{public}s', 'Ability onCreate');
  }

  onDestroy() {
    hilog.info(0x0000, 'testTag', '%{public}s', 'Ability onDestroy');
  }

  onWindowStageCreate(windowStage: window.WindowStage) {
    // Main window is created, set main page for this ability
    hilog.info(0x0000, 'testTag', '%{public}s', 'Ability onWindowStageCreate');

    windowStage.loadContent('pages/Index', (err, data) => {
      if (err.code) {
        hilog.error(0x0000, 'testTag', 'Failed to load the content. Cause: %{public}s', JSON.stringify(err) ?? '');
        return;
      }
      hilog.info(0x0000, 'testTag', 'Succeeded in loading the content. Data: %{public}s', JSON.stringify(data) ?? '');
    });
  }

  onWindowStageDestroy() {
    // Main window is destroyed, release UI related resources
    hilog.info(0x0000, 'testTag', '%{public}s', 'Ability onWindowStageDestroy');
  }

  onForeground() {
    // Ability has brought to foreground
    hilog.info(0x0000, 'testTag', '%{public}s', 'Ability onForeground');
  }

  onBackground() {
    // Ability has back to background
    hilog.info(0x0000, 'testTag', '%{public}s', 'Ability onBackground');
  }
}

UIAbility的生命周期

UIAbility的生命周期包括Create、Foreground、Background、Destroy四个状态，如下图所示：
image.png

WindowStageCreate和WindowStageDestroy状态

UIAbility实例创建完成之后，在进入Foreground之前，系统会创建一个WindowStage。WindowStage创建完成后会进入onWindowStageCreate()回调，可以在该回调中设置UI界面加载、设置WindowStage的事件订阅。
image.png

UIAbility组件启动模式

UIAbility的启动模式是指UIAbility实例在启动时的不同呈现状态。针对不同的业务场景，系统提供了三种启动模式：

  • singleton（单实例模式），默认模式
  • multiton（多实例模式）
  • specified（指定实例模式）

在module.json5配置文件中的"launchType"字段配置：

{
  "module": {
    // ...
    "abilities": [
      {
        // 设置启动模式
        "launchType": "singleton",
        // ...
      }
    ]
  }
}

指定UIAbility的启动页面

应用中的UIAbility在启动过程中，需要指定启动页面，否则应用启动后会因为没有默认加载页面而导致白屏。可以在UIAbility的onWindowStageCreate()生命周期回调中，通过WindowStage对象的loadContent()方法设置启动页面。

import UIAbility from '@ohos.app.ability.UIAbility';
import hilog from '@ohos.hilog';
import window from '@ohos.window';

export default class EntryAbility extends UIAbility {
  //...

  onWindowStageCreate(windowStage: window.WindowStage) {
    // Main window is created, set main page for this ability
    hilog.info(0x0000, 'testTag', '%{public}s', 'Ability onWindowStageCreate');

    windowStage.loadContent('pages/Index', (err, data) => {
      if (err.code) {
        hilog.error(0x0000, 'testTag', 'Failed to load the content. Cause: %{public}s', JSON.stringify(err) ?? '');
        return;
      }
      hilog.info(0x0000, 'testTag', 'Succeeded in loading the content. Data: %{public}s', JSON.stringify(data) ?? '');
    });
  }
  //...
}

获取UIAbility的上下文信息

通过UIAbilityContext可以获取UIAbility的相关配置信息，如包代码路径、Bundle名称、Ability名称和应用程序需要的环境状态等属性信息，以及可以获取操作UIAbility实例的方法（如startAbility()、connectServiceExtensionAbility()、terminateSelf()等）

在UIAbility中可以通过this.context获取UIAbility实例的上下文信息。

import UIAbility from '@ohos.app.ability.UIAbility';

export default class EntryAbility extends UIAbility {
    onCreate(want, launchParam) {
        // 获取UIAbility实例的上下文
        let context = this.context;

        // ...
    }
}

在页面中获取UIAbility实例的上下文信息，包括导入依赖资源context模块和在组件中定义一个context变量两个部分。

import common from '@ohos.app.ability.common';

@Entry
@Component
struct Index {
  private context = getContext(this) as common.UIAbilityContext;

  startAbilityTest() {
    let want = {
      // Want参数信息
    };
    this.context.startAbility(want);
  }

  // 页面展示
  build() {
    // ...
  }
}

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