OpenHarmony-UI框架適配層淺析之一

作者：劉永保 2022-04-18 10:47:55

本文主要對適配層的部分核心類進行簡單介紹，通過這些核心類的關系圖和流程交互說明來一窺適配層的部分面貌。

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前言

方舟開發框架(簡稱：ArkUI)，是一套UI開發框架，提供開發者進行應用UI開發時所必須的能力。提供跨平臺能力，集成了類Web開發范式與聲明式開發范式兩種開發范式。框架分為應用層、框架層、渲染引擎、平臺適配和橋接層。本文主要對適配層的部分核心類進行簡單介紹，通過這些核心類的關系圖和流程交互說明來一窺適配層的部分面貌。

核心類簡介

類關系圖

AceEngine: 全局唯一，提供實例的開門狗注冊、垃圾回收能力，同時也作為AceContainer的容器。
AceContainer：顧名思義，是一個容器類，由前端、任務執行器、資源管理器、渲染管線、視圖等聚合而成，提供了生命周期對接、功能調度接口和UI渲染的各項能力，是平臺適配中非常重要的模塊。
AceAbility: 對應的是FA模型中的PageAbility,是用戶具體可見并可以交互的Ability實例。
Frontend: 前端框架的抽象，由DeclarativeFrontend、JsFrontend和CardFrontend繼承來實現聲明式、類WEB及Card方式的實現。
PlatformEventCallback：平臺事件回調的抽象，不同ability實現各自的回調接口。目前僅支持OnFinish和OnStatusBarBgColorChanged兩個事件的回調。
AssetManager: 資源管理器的抽象，由FlutterAssetManager實現，最終由FileAssetProvider提供資源文件加載。
AceView: 渲染生成視圖節點。
TaskExecutor: 任務管理器。
PipelineContext: 渲染管線。
PlatformResRegister: 平臺資源的注冊和管理，通過接口回調實現平臺層的渲染。

協作說明

這里我們以一個典型的APP窗口尺寸發生變化的實現流程來幫助大家理解ACE框架類之間是如何交互的，參見時序圖：

步驟說明：

WindowImpl窗口對象感知窗口發生變化，調用監聽者的OnSizeChange方法。
根據ability ID獲取對應的AceContainer。
從AceContainer中獲取TaskExecutor任務管理器。
通過任務管理器創建任務。
從AceContainer中獲取當前View。
調用FlutterAceView::SurfaceChanged處理界面的變化。
FlutterAceView回調AceContainer注冊的viewChangeCallback方法。
viewChangeCallback從PipelineContext渲染管線對象中獲取TaskExecutor任務管理器。
通過任務管理器創建任務。
任務方法調用渲染管線PipelineContext::OnSurfaceChanged方法處理。
渲染管線最終調用前端框架OnSurfaceChanged處理界面發生的變化。

關鍵代碼實現：

AceAbility繼承自OHOS::Rosen::IWindowChangeListener，作為監聽者在OnStart啟動的時候向windows對象進行了注冊。

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

當界面發生變化，WindowImpl::UpdateRect調用監聽者的OnSizeChange處理。

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()回調函數。

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用戶程序的開發本質上就是開發Ability。OpenHarmony系統是通過對Ability調度，結合系統提供的一致性調度契約對Ability進行生命周期管理，從而實現對用戶程序的調度。

Ability框架在API 8及更早版本使用FA模型。FA模型中Ability分為PageAbility、ServiceAbility、DataAbility、FormAbility幾種類型。其中：

PageAbility是具備ArkUI實現的Ability，是用戶具體可見并可以交互的Ability實例。
ServiceAbility也是Ability一種，但是沒有UI，提供其他Ability調用自定義的服務，在后臺運行。
DataAbility也是沒有UI的Ability，提供其他Ability進行數據的增刪查服務，在后臺運行。
FormAbility是卡片Ability，是一種界面展示形式。

AceAbility對應的是FA模型中的PageAbility，和AceContainer容器類搭配管理。其它幾種ability在ACE框架中分別對應AceDataAbility、AceFormAbility和AceServiceAbility，使用PaContainer容器類進行管理，關系如下圖：

小結

AceAbility是帶UI界面的Ability，非UI界面的ability是AceDataAbility、AceFormAbility和AceServiceAbility。
AceContainer是一個容器，聚合了前端、渲染管線和任務執行器等核心功能，相當于一個大總管，ability的關鍵流程都要經過它調度。
通過Frontend、PlatformEventCallback、AssetManager和AceView等抽象類，提供了對平臺的抽象，通過擴展實現，滿足不同平臺的適配。