鸿蒙应用程序开发

缺“芯”少“魂”一直以来是我们国家信息产业的痛点。这里“芯”指的是芯片，“魂”指的是操作系统。鸿蒙操作系统（HarmonyOS）是一款由华为公司推出的面向万物互联的分布式操作系统。自2018年对外流出相关的设计概念以来，鸿蒙操作系统就引起了国内外专家学者们的广泛关注，它被认为是国产新一代操作系统的希望。作为完全自主知识产权的操作系统，鸿蒙操作系统不仅填补了国内操作系统的空白，更是一举改变了我们“受制于人”“卡脖子”的被动局面。自鸿蒙“出道”以来的短短几年内，已经完成生态建设布局，成为万物互联的重要基石。构建鸿蒙生态，加速国产化进程已是大势所趋，也将打破西方国家系统垄断的新局面。
迄今为止，鸿蒙操作系统已位居全球第三大移动操作系统。据新浪财经报道，搭载鸿蒙操作系统的装机量2023年将超过12.3亿台。目前鸿蒙操作系统高速发展所面临的关键问题是生态建设所需的具有鸿蒙开发基础的人才储备存在巨大缺口。习近平总书记在党的二十大报告中提出: “培养什么人、怎样培养人、为谁培养人是教育的根本问题”。大学作为我国科学研究、技术创新、人才培养和产业孵化的重要机构之一，需要发挥特殊优势，积极参与并努力促进新产业形态构建，做到“顶天”“立地”“育人才”，这是高校也是教师的特殊使命与时代责任。响应党的二十大报告要求，推进产教融合和教材建设，为国家信息产业“卡脖子”技术发展略尽绵薄之力，更是编者的心声。
作为较早进行鸿蒙操作系统应用开发教学的专业教师，编者在2021年8月就投身于鸿蒙教学的相关工作，并且在2022年6月起与华为技术有限公司在鸿蒙应用人才培养这一方向开展项目合作，并取得了一定的成果。在教学过程中，编者通过梳理鸿蒙的应用开发知识和教学过程资料，编写了本教材，希望能在鸿蒙万物互联时代到来之际为广大感兴趣的开发者提供一套较为系统且全面的鸿蒙开发讲解图书。除了本书的内容之外，本教材还提供相对应的教学大纲、PPT、实验手册、源程序等资料。
本书针对鸿蒙操作系统的应用开发基础进行了梳理和介绍，由浅入深地介绍了HarmonyOS应用开发的实践方法。本书共分为12章，内容包括：HarmonyOS简介、Java基础、开发环境搭建及调试、用户界面(UI)、Page Ability、公共事件与通知、线程管理与线程通信、Service Ability、Data Ability、分布式任务调度、设备管理、网络与连接。各章的主要内容如下。
第1章综合介绍了HarmonyOS的产生背景、发展历程、系统特性、体系结构等基础知识，让读者系统地了解HarmonyOS。第2章介绍了Java基础。考虑没有Java编程基础的读者，本章介绍了HarmonyOS开发中所需要的Java基础语法知识。
第3章介绍了DevEco Studio开发环境搭建以及预览器、远程模拟器、本地模拟器和远程设备总计4种调试方式。
第4章介绍了用户界面(UI)的框架、常用组件、布局及事件监听方法。
第5章重点介绍了Page Ability基础知识、Page Ability生命周期，以及各个页面之间的跳转。
第6章介绍了公共事件的订阅、发布和退订，以及通知的发布和取消。
第7章介绍了线程管理与线程通信，包括通过任务分发器分发任务以及线程间的通信。
第8章介绍了Service Ability的概念和生命周期、Service的两种启动方式以及前台服务的实现。
第9章介绍了Data Ability的创建和访问，以及如何访问文件、本地数据库和远程数据库。
第10章介绍了HarmonyOS分布式任务调度能力、实现原理，以及任务调度的实现。
第11章介绍了设备管理，重点关注了手机内部传感器的调用，以及位置开发原理和实现过程。
第12章介绍了网络与连接，重点介绍了蓝牙的开发流程和URL访问。
版本信息
HarmonyOS本身也在不断的迭代演化之中，随着其SDK和IDE版本的更新，API及应用开发特性也在不断地更新丰富。本书编写时选取HarmonyOS SDK7(Java 3.0.0.5）版本进行代码梳理和讲解，IDE版本为DevEco Studio 3.0 Release，但是实际使用中依然可能会出现本书代码与实际代码不同的情况，在这种情况下读者可以跟踪最新代码并获取最新信息。
致谢
在本书的编写过程中得到了众多帮助，在此对诸位表达真挚的谢意。首先，感谢和华为技术有限公司提供的合作机会及经费支持；感谢华为谭景盟、李榕鑫工程师提供了技术上的支持和帮助；感谢于赫、于存江、孙向阳、张猛、聂春燕等老师为本书的编写提供了许多宝贵的意见和建议；特别感谢杨瑞铭和孙特两位研究生参与本书样例开发及配套资源的筹备，协助完成书中内容及代码的测试验证；感谢清华大学出版社的薛杨编辑在教材写作和出版过程中提供的帮助。最后再次感谢大家！
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编者2023年12月

HarmonyOS(鸿蒙系统)是一款面向全场景的分布式操作系统。本书以HarmonyOS 3版本为基石，由浅入深地介绍了鸿蒙应用开发的方法。本书共分为12章，内容包括HarmonyOS简介、Java基础、开发环境搭建及调试、 用户界面(UI)、 Page Ability、公共事件与通知、线程管理与线程通信、Service Ability、Data Ability、分布式任务调度、设备管理、网络与连接。
本书结合了大量开发实例，实用性强，可作为高等院校相关专业的教材，也可作为鸿蒙应用开发爱好者的参考书。

第1章HarmonyOS简介1
1.1初识HarmonyOS1
1.1.1什么是HarmonyOS1
1.1.2为什么需要HarmonyOS 2
1.1.3HarmonyOS的发展历程2
1.2HarmonyOS技术特性3
1.2.1硬件互助，资源共享3
1.2.2一次开发，多端部署7
1.2.3统一操作系统，弹性部署7
1.3HarmonyOS技术架构8
1.3.1内核层8
1.3.2系统服务层8
1.3.3框架层9
1.3.4应用层9
1.4HarmonyOS开启未来9
习题10
第2章Java基础12
2.1Java语言简介12
2.1.1Java语言概述12
2.1.2Java语言特性12
2.2结构化程序设计13
2.2.1变量13
2.2.2数据类型15
2.2.3表达式18
2.2.4流程控制语句21
2.3面向对象基本概念和应用27
2.3.1类与对象27
2.3.2继承与封装30
2.3.3抽象类和接口33
2.3.4包36〖1〗〖2〗鸿蒙应用程序开发目录〖2〗〖2〗2.3.5异常处理37
习题41
第3章开发环境搭建及调试44
3.1开发环境搭建44
3.1.1DevEco Studio功能简介44
3.1.2DevEco Studio下载安装45
3.1.3第一个工程的创建及配置50
3.2调试工程53
3.2.1DevEco Studio预览器53
3.2.2在远程模拟器中调试54
3.2.3在本地模拟器中调试61
3.2.4在远程设备上调试66
习题68
第4章用户界面(UI)70
4.1UI框架概述70
4.1.1组件和布局70
4.1.2Component和ComponentContainer70
4.1.3组件树71
4.1.4常用组件与布局分类71
4.2常用组件开发72
4.2.1Text72
4.2.2Button78
4.2.3Image82
4.2.4TextField86
4.2.5ProgressBar88
4.3常用布局开发指导90
4.3.1DirectionalLayout91
4.3.2DependentLayout96
4.3.3StackLayout99
4.3.4TableLayout102
4.4事件监听器与组件状态104
4.4.1事件监听器104
4.4.2组件状态106
4.4.3案例： 组件状态变化演示106
4.4.4案例： 单击事件监听回调的4种实现方法108
习题112
第5章Page Ability116
5.1Ability概述116
5.2Ability的配置117
5.3应用分层118
5.3.1应用的三层架构118
5.3.2Ability的三层架构119
5.4Page Ability简介 119
5.5生命周期120
5.5.1Page生命周期回调120
5.5.2AbilitySlice生命周期122
5.5.3案例： Page的生命周期123
5.6页面跳转129
5.6.1Page及AbilitySlice的创建130
5.6.2同Page中AbilitySlice之间的跳转133
5.6.3不同Page中AbilitySlice之间的默认跳转136
5.6.4不同Page中AbilitySlice之间的路由跳转138
习题140
第6章公共事件与通知142
6.1公共事件142
6.1.1公共事件介绍142
6.1.2公共事件处理接口143
6.1.3订阅公共事件145
6.1.4发布公共事件147
6.1.5退订公共事件149
6.1.6案例： 公共事件的订阅与发布149
6.2通知156
6.2.1通知介绍156
6.2.2通知流程156
6.2.3接口说明156
6.2.4通知开发步骤158
6.2.5普通文本通知160
6.2.6其他通知类型160
6.2.7案例： 通知的发布和取消166
习题169
第7章线程管理与线程通信171
7.1线程概念171
7.2任务分发器TaskDispatcher171
7.2.1任务分发器类型172
7.2.2任务分发方式173
7.2.3案例： 多种任务分发方式174
7.3线程通信181
7.3.1基本概念181
7.3.2运作机制182
7.3.3案例： 线程通信183
习题189
第8章Service Ability190
8.1Service Ability概述190
8.2Service的创建及启动191
8.2.1Service的创建191
8.2.2Service的启动与停止194
8.2.3Service的连接与断开连接195
8.3生命周期196
8.3.1案例： 命令启动Service生命周期197
8.3.2案例： 连接启动Service生命周期202
8.4前台服务206
8.4.1基本概念206
8.4.2案例： 音乐播放器208
习题217
第9章Data Ability219
9.1Data Ability概述219
9.2Data的创建220
9.3Data的访问223
9.3.1案例： 访问文件226
9.3.2案例： 访问本地数据库230
9.3.3案例： 访问远程数据库241
习题248
第10章分布式任务调度251
10.1分布式任务调度概述251
10.2分布式任务调度能力简介252
10.3分布式任务调度实现原理253
10.4实现分布式任务调度253
10.4.1如何实现分布式任务调度253
10.4.2分布式任务调度支持的场景254
10.5案例： 分布式任务调度FA254
习题262
第11章设备管理264
11.1传感器的概念264
11.1.1传感器架构264
11.1.2开发传感器时用到的接口266
11.2传感器开发步骤267
11.2.1案例： 计步器传感器269
11.2.2案例： 方向传感器273
11.3位置开发概述277
11.4获取设备位置信息279
11.5地理编码转换282
11.6案例： 获取设备位置信息及逆地理编码转换283
11.7地图开发288
习题296
第12章网络与连接297
12.1蓝牙开发概述297
12.2基于传统蓝牙开发298
12.2.1接口说明298
12.2.2打开本机蓝牙299
12.2.3向远端设备发起配对300
12.2.4案例： 传统蓝牙的连接配对301
12.3基于BLE低功耗蓝牙开发307
12.3.1接口说明307
12.3.2BLE扫描及广播308
12.3.3案例： BLE蓝牙的扫描与广播310
12.4网络管理开发概述316
12.5URL链接访问316
12.5.1接口说明316
12.5.2开发步骤316
12.5.3案例： URL链接访问317
习题325
习题参考答案327
参考文献330

HarmonyOS(鸿蒙系统)是一款面向全场景的分布式操作系统。本书以HarmonyOS 3版本为基石，由浅入深地介绍了鸿蒙应用开发的方法。本书共分为12章，内容包括HarmonyOS简介、Java基础、开发环境搭建及调试、 用户界面(UI)、 Page Ability、公共事件与通知、线程管理与线程通信、Service Ability、Data Ability、分布式任务调度、设备管理、网络与连接。
本书结合了大量开发实例，实用性强，可作为高等院校相关专业的教材，也可作为鸿蒙应用开发爱好者的参考书。

HarmonyOS(鸿蒙系统)是一款面向全场景的分布式操作系统。本书采用新的HarmonyOS 3版本为基石，由浅入深的介绍了HarmonyOS应用开发的方法。本书共分为14章，内容包括：HarmonyOS简介、开发环境、 第一个HarmonyOS程序、 Page Ability基础知识、用户界面、组件通信和广播信息、 后台服务、数据存储与访问、线程管理、分布式任务调度、 蓝牙通信、WLAN通信、 天气预报以及应用签名与发布。本书内容丰富，实用性强，既可作为高等院校的教材，也可供相关专业人士参考。