android分布式编译

1. 鸿蒙系统全面解析，诞生背景、技术细节生态圈一文看懂 | 智东西内参

华为6月2日正式发布的鸿蒙系统无疑占据了最近热点话题的C位，虽然不全是赞美的声音，但这种努力打破美国垄断，挑战谷歌、苹果在移动操作系统上垄断地位的尝试必将成为中国 科技 史上的里程碑事件。

本期的智能内参，我们推荐兴业证券的报告《华为鸿蒙深度研究》， 从鸿蒙系统的产生背景、开源技术细节和产业链生态圈全面解析鸿蒙系统。

原标题：

《华为鸿蒙深度研究》

作者： 未注明

鸿蒙产生的时代背景，总体来说有六个：

1、数字化的时代背景：数字化新时代的到来需要新的操作系统；

2、IoT 与 5G：5G物联网时代的到来对操作系统提出了新的要求；

3、中国面临“卡脖子”的挑战：独立自主的研发操作系统是迫切的需求；

4、人工智能的兴起：AIoT场景天然要求多设备智能协同，需要一个适用于各类型机器的操作系统；

5、大数据与云计算：TB、PB级的大数据需要一个能够提供多机互联的操作系统；

6、全球信息安全面临挑战：网络安全威胁呈现多元化、复杂化、频发高发趋势，需要一个足够安全的系统进行保障。

到鸿蒙的出现，操作系统已经经历了四代：分别是Unix、Windows/Mac/linux、iOS/android和鸿蒙/Fuchsia。

Fuchsia是由Google自主开发的基于Zircon微内核的开源系统，它可以运行在手机、电脑、智能家电等硬件产品上。

谷歌公司对Fuchsia的预期发展是让它取代Android和 Chrome OS ,统一两者成为一个操作系统。

和安卓相比，鸿蒙与安卓都是基于Linux开发，安卓是基于宏内核结构设计，而鸿蒙是基于微内核结构设计。鸿蒙系统使用C和C++编写，不需要虚拟机这一中间过程，因此运行效率更高。

和iOS相比，iOS和鸿蒙都是致力于万物互联的操作系统，iOS底层是基于Unix的，并且是闭源的，鸿蒙是基于Lmux的， 是开源的。

全球操作系统格局

2012年，华为出于对谷歌如果对其断供就会难以维持生产的顾忌，开始布局自有分布式操作系统。

2019年5月15日，华为被列入了所谓“实体清单”，谷歌Android 服务GMS对华为禁供。

5G迅猛发展，物联网时代来临，多年前的布局使华为抓住了最佳的发展时期。

鸿蒙发展 历史

总体来说，鸿蒙的技术现阶段优势在于开放，但劣势是生态。系统在分布式部署、时延和流畅性等方面具有优势，但最大短板生态。

构建一个成熟的生态是鸿蒙能否生存下去并取得胜利的关键所在。

技术上，鸿蒙系统使用微内核架构。内核是操作系统内最基础的构件，因此内核的设计对于操作系统的外部特性也有着至关重要的影响。

常见内核结构可以分为宏内核、微内核、混合内核、外内核等。

微内核是较新内核结构，但是它拥有着众多宏内核不具有的优良特性，吸引了很多研究者。

微内核与宏内核对比

微内核架构包含两类组件：核心系统和插件模块。核心系统负责通用功能，不因为业务的变化而变化。

插件模块负责实现具体的业务，可以根据业务的变化而改动和扩展。

微内核架构模式可以将其他应用程序的功能作为插件添加到核心应用程序，从而提供应用的可扩展性、功能分离性和独立性。

微内核架构通常具有以下特征：整体敏捷度高、易部署、可测性高、功能表现优秀、可扩展性强和不易开发。

鸿蒙系统设计

鸿蒙架构的另一个很大优势是依靠分布式软总线、分布式设备虚拟化、分布式数据管理、分布式任务调度等技术，可以实现多种类、多数量的设备之间硬件的互助和资源共享。

分布式数据管理

分布式软总线

分布式设备虚拟化

鸿蒙系统设计初衷是为满足全场景智慧体验的高标准链接要求，可适配手机、平板、电视、智能 汽车 、可穿戴设备等广泛的终端设备, 将在未来万物互联的智能 社会 中打造下一代操作系统。

鸿蒙当前和未来架构

在技术特性上，鸿蒙有着 一次开发，多端部署 的特点。

在鸿蒙OS的框架层提供了用户程序框架、Ability框架和UI框架。它们可以支持多终端设备业务逻辑和界面逻辑的复用，这样应用跨设备的开发效率也就得到了提框架层升。

另一个特点是 统一OS，弹性部署 。鸿蒙os通过组件化和小型化的设计方法，使得针对各种类型的设备可以按需求选择合适的部署方案。

鸿蒙支持多种组件配置方案：1、支持各组件的选择，组件并不是必须被部署，可以按照需要选择合适的部件；

2、支持组件内功能集的配置，可以按照需求选择性的给组件配置功能集；

3、支持组件内功能集的配置，可以按照需求选择性的给组件配置功能集。

除了微内核，鸿蒙的另一大卖点是方舟编译器。方舟编译器可以方便安卓APP移植到鸿蒙系统。

方舟编译器是华为自主研发的编译器平台，它将以前边解释边执行的低效运行方式转变为将java、C、C++等代码一次编译成机器码的高效运行方式，同时也实现了多语言的统一。

华为官方数据表明，方舟编译器能提升24%的操作系统流畅度、44%的系统响应能力和60%的三方应用操作流畅度。

华为当前的业务可分为四大领域：消费者业务、运营商业务、企业业务和云服务四大业务领域相互协同、共同发展，拼接成华为生态战略布局版图。

华为生态

鸿蒙系统的生态可以概括为1+8+N。1+8+N战略的核心是1 , 即智能手机。智能手机作为鸿蒙生态的核心部分，凭借华为海思自研的麒麟芯片，为其他设备终端提供相应的通信支撑。

正是因为万物互联的场景中手机的重要性，华为始终以全球手机市场第一作为目标。

8是指 PC、平板、智慧屏、音箱、眼镜、手表、车机、耳机 ，这8项将由华为公司亲自研发和参与市场，并且会追求市场领先地位。

N是 摄像头、扫地机、智能秤等外围智能硬件 ，涵盖移动办公、智能家居、运动 健康 、影音 娱乐 、智慧出行五大场景模式。

这些领域是与鸿蒙生态的合作伙伴进行共同开发，在合作过程中，鸿蒙生态将会提供HiLink协议标准，HiAI组件，Lite OS等技术平台，同时将鸿蒙操作系统开源。

2019年8月，全球第一款搭载华为鸿蒙系统的荣耀智慧屏正式发布。

荣耀智慧屏作为当时首个搭载鸿蒙系统的终端产品，突破了传统电视的概念，搭载有鸿鹄818智慧芯片等三颗华为自研芯片和升降式AI摄像头，内置华为系统级视频通话功能，开创了大屏和手机的新交互方式，除了可联控智能家居，还能实现智慧双投、魔法闪投、魔法控屏等功能。

鸿蒙OS + 智慧屏

2021年4月，华为的鸿蒙OS智能座舱正式发布。

鸿蒙OS车机操作系统是面向车的操作系统，与手机同平台。鸿蒙OS智能座舱搭载有一芯多屏、多用户并发、运行时确定性保障、分布式外设、车载网络、多部件等多种应用，提供差异化启动恢复、极速启动、多用户切换、声场控制、多部件协同等功能。

鸿蒙OS智能座船可以及时升级应用，基于其HMS-Automotive平台，开发者能够提供更好的服务与应用体验，实现人、车、家的全场景协同。

鸿蒙OS + 智能座舱

同时面向车载场景增量还开发有HOS-A子系统，可实现账号、多模输入、用户程序框架、元能力框架、多媒体、公共通信、车机业务启动恢复等功能，使得自动驾驶、导航、视频、音乐和通话等业务能够在智能座舱和其他设备之间实现无缝切换，让智能驾驶变得简单、有趣、享受。

发布会现场透露，目前智能驾驶生态平台已获得30+硬件生态、50+应用生态合作伙伴支持，未来鸿蒙OS将继续加大与 汽车 及应用领域的开放与合作力度，与产业链一起打造智能驾驶的极致体验。

2020年7月，华为消费者业务CEO余承东，与美的集团董事长方洪波正式签署《战略合作框架协议》，双方在智慧家居领域达成“全方位战略合作关系” 。

2021年4月，作为首批支持鸿蒙系统的家电产品，美的家用智能蒸烤箱S5mini正 式上市，该智能蒸箱搭载了华为鸿蒙系统，同时搭配了鸿蒙系统的一碰连特性，可以快速完成配网。

配网成功后，手机会自动跳转到鸿蒙系统内置的轻量化产品页面，用户可以在页面中获取跟产品搭配的定制食谱，根据菜谱准备食材，即可一键启动机器、机器自动烹饪。

智东西 认为，数字商业的终极竞争，归根到底就是操作系统的竞争，全球市值前3名的苹果、谷歌和微软，他们共同特点就是都具备操作系统。鸿蒙的推出，长远来看决定了能否在异构计算时代中取得第四张操作系统入场券的关键。

2. Android应用的服务器端可以用C#写吗还是只能用java写

Android应用的服务器端是可以用C#写的：
1、C#是微软公司发布的一种面向对象的、运行于.NET Framework之上的高级程序设计语言。并定于在微软职业开发者论坛(PDC)上登台亮相。C#是微软公司研究员Anders Hejlsberg的最新成果。C#看起来与Java有着惊人的相似;它包括了诸如单一继承、接口、与Java几乎同样的语法和编译成中间代码再运行的过程。但是C#与Java有着明显的不同，它借鉴了Delphi的一个特点，与COM(组件对象模型)是直接集成的，而且它是微软公司 .NET windows网络框架的主角。

2、C#是一种安全的、稳定的、简单的、优雅的，由C和C++衍生出来的面向对象的编程语言。它在继承C和C++强大功能的同时去掉了一些它们的复杂特性(例如没有宏以及不允许多重继承)。C#综合了VB简单的可视化操作和C++的高运行效率，以其强大的操作能力、优雅的语法风格、创新的语言特性和便捷的面向组件编程的支持成为.NET开发的首选语言。

3、C#是面向对象的编程语言。它使得程序员可以快速地编写各种基于MICROSOFT .NET平台的应用程序，MICROSOFT .NET提供了一系列的工具和服务来最大程度地开发利用计算与通讯领域。

4、C#使得C++程序员可以高效的开发程序，且因可调用由 C/C++ 编写的本机原生函数，因此绝不损失C/C++原有的强大的功能。因为这种继承关系，C#与C/C++具有极大的相似性，熟悉类似语言的开发者可以很快的转向C#。

3. android系统编译能用分布式编译吗

项目越来越大，每次需要重新编译整个项目都是一件很浪费时间的事情。Research了一下，找到以下可以帮助提高速度的方法，总结一下。
1. 使用tmpfs来代替部分IO读写
2.ccache，可以将ccache的缓存文件设置在tmpfs上，但是这样的话，每次开机后，ccache的缓存文件会丢失
3.distcc,多机器编译
4.将屏幕输出打印到内存文件或者/dev/null中，避免终端设备（慢速设备）拖慢速度。

tmpfs
有人说在Windows下用了RAMDisk把一个项目编译时间从4.5小时减少到了5分钟，也许这个数字是有点夸张了，不过粗想想，把文件放到内存上做编译应该是比在磁盘上快多了吧，尤其如果编译器需要生成很多临时文件的话。
这个做法的实现成本最低，在Linux中，直接mount一个tmpfs就可以了。而且对所编译的工程没有任何要求，也不用改动编译环境。
mount -t tmpfs tmpfs ~/build -o size=1G
用2.6.32.2的Linux Kernel来测试一下编译速度：
用物理磁盘：40分16秒
用tmpfs：39分56秒
呃……没什么变化。看来编译慢很大程度上瓶颈并不在IO上面。但对于一个实际项目来说，编译过程中可能还会有打包等IO密集的操作，所以只要可能，用tmpfs是有益无害的。当然对于大项目来说，你需要有足够的内存才能负担得起这个tmpfs的开销。
make -j
既然IO不是瓶颈，那CPU就应该是一个影响编译速度的重要因素了。
用make -j带一个参数，可以把项目在进行并行编译，比如在一台双核的机器上，完全可以用make -j4，让make最多允许4个编译命令同时执行，这样可以更有效的利用CPU资源。
还是用Kernel来测试：
用make： 40分16秒
用make -j4：23分16秒
用make -j8：22分59秒
由此看来，在多核CPU上，适当的进行并行编译还是可以明显提高编译速度的。但并行的任务不宜太多，一般是以CPU的核心数目的两倍为宜。
不过这个方案不是完全没有cost的，如果项目的Makefile不规范，没有正确的设置好依赖关系，并行编译的结果就是编译不能正常进行。如果依赖关系设置过于保守，则可能本身编译的可并行度就下降了，也不能取得最佳的效果。
ccache
ccache工作原理：
ccache也是一个编译器驱动器。第一趟编译时ccache缓存了GCC的“-E”输出、编译选项以及.o文件到$HOME/.ccache。第二次编译时尽量利用缓存，必要时更新缓存。所以即使"make clean; make"也能从中获得好处。ccache是经过仔细编写的，确保了与直接使用GCC获得完全相同的输出。

ccache用于把编译的中间结果进行缓存，以便在再次编译的时候可以节省时间。这对于玩Kernel来说实在是再好不过了，因为经常需要修改一些Kernel的代码，然后再重新编译，而这两次编译大部分东西可能都没有发生变化。对于平时开发项目来说，也是一样。为什么不是直接用make所支持的增量编译呢？还是因为现实中，因为Makefile的不规范，很可能这种“聪明”的方案根本不能正常工作，只有每次make clean再make才行。
安装完ccache后，可以在/usr/local/bin下建立gcc，g++，c++，cc的symbolic link，链到/usr/bin/ccache上。总之确认系统在调用gcc等命令时会调用到ccache就可以了（通常情况下/usr/local /bin会在PATH中排在/usr/bin前面）。
安装的另外一种方法：
vi ~/.bash_profile
把/usr/lib/ccache/bin路径加到PATH下
PATH=/usr/lib/ccache/bin:$PATH:$HOME/bin
这样每次启动g++的时候都会启动/usr/lib/ccache/bin/g++，而不会启动/usr/bin/g++
效果跟使用命令行ccache g++效果一样
这样每次用户登录时，使用g++编译器时会自动启动ccache
继续测试：
用ccache的第一次编译(make -j4)：23分38秒
用ccache的第二次编译(make -j4)：8分48秒
用ccache的第三次编译(修改若干配置，make -j4)：23分48秒

看来修改配置（我改了CPU类型...）对ccache的影响是很大的，因为基本头文件发生变化后，就导致所有缓存数据都无效了，必须重头来做。但如果只是修改一些.c文件的代码，ccache的效果还是相当明显的。而且使用ccache对项目没有特别的依赖，布署成本很低，这在日常工作中很实用。
可以用ccache -s来查看cache的使用和命中情况：
cache directory /home/lifanxi/.ccachecache hit 7165cache miss 14283called for link 71not a C/C++ file 120no input file 3045files in cache 28566cache size 81.7 Mbytesmax cache size 976.6 Mbytes
可以看到，显然只有第二编次译时cache命中了，cache miss是第一次和第三次编译带来的。两次cache占用了81.7M的磁盘，还是完全可以接受的。
distcc
一台机器的能力有限，可以联合多台电脑一起来编译。这在公司的日常开发中也是可行的，因为可能每个开发人员都有自己的开发编译环境，它们的编译器版本一般是一致的，公司的网络也通常具有较好的性能。这时就是distcc大显身手的时候了。
使用distcc，并不像想象中那样要求每台电脑都具有完全一致的环境，它只要求源代码可以用make -j并行编译，并且参与分布式编译的电脑系统中具有相同的编译器。因为它的原理只是把预处理好的源文件分发到多台计算机上，预处理、编译后的目标文件的链接和其它除编译以外的工作仍然是在发起编译的主控电脑上完成，所以只要求发起编译的那台机器具备一套完整的编译环境就可以了。
distcc安装后，可以启动一下它的服务：
/usr/bin/distccd --daemon --allow 10.64.0.0/16
默认的3632端口允许来自同一个网络的distcc连接。
然后设置一下DISTCC_HOSTS环境变量，设置可以参与编译的机器列表。通常localhost也参与编译，但如果可以参与编译的机器很多，则可以把localhost从这个列表中去掉，这样本机就完全只是进行预处理、分发和链接了，编译都在别的机器上完成。因为机器很多时，localhost的处理负担很重，所以它就不再“兼职”编译了。
export DISTCC_HOSTS="localhost 10.64.25.1 10.64.25.2 10.64.25.3"
然后与ccache类似把g++，gcc等常用的命令链接到/usr/bin/distcc上就可以了。
在make的时候，也必须用-j参数，一般是参数可以用所有参用编译的计算机CPU内核总数的两倍做为并行的任务数。
同样测试一下：
一台双核计算机，make -j4：23分16秒
两台双核计算机，make -j4：16分40秒
两台双核计算机，make -j8：15分49秒
跟最开始用一台双核时的23分钟相比，还是快了不少的。如果有更多的计算机加入，也可以得到更好的效果。
在编译过程中可以用distccmon-text来查看编译任务的分配情况。distcc也可以与ccache同时使用，通过设置一个环境变量就可以做到，非常方便。
总结一下：
tmpfs： 解决IO瓶颈，充分利用本机内存资源
make -j： 充分利用本机计算资源
distcc： 利用多台计算机资源
ccache： 减少重复编译相同代码的时间
这些工具的好处都在于布署的成本相对较低，综合利用这些工具，就可以轻轻松松的节省相当可观的时间。上面介绍的都是这些工具最基本的用法，更多的用法可以参考它们各自的man page。
5.还有提速方法是把屏幕输出重定向到内存文件或/dev/null,因对终端设备(慢速设备)的阻塞写操作也会拖慢速度。推荐内存文件，这样发生错误时，能够查看。

4. 华为鸿蒙是基于安卓吗

不是。鸿蒙系统、安卓系统、ios系统是并列关系，都是操作系统。

鸿蒙OS是一款“面向未来”的操作系统，一款基于微内核的面向全场景的分布式操作系统，现已适配智慧屏，未来它将适配手机、平板、电脑、智能汽车、可穿戴设备等多终端设备。

鸿蒙OS有三大特点：

1、面向未来发展趋势开发的系统，比谷歌微软出发点高远；

2、面向全场景，统筹了所有智能设备，所以未来所有设备是可以交互的，生态就非常广泛；

3、分布式。类似模块化，根据不同设备匹配不同架构组件，让系统高效、简单。

鸿蒙OS凭借多终端开发IDE，多语言统一编译，分布式架构Kit提供屏幕布局控件及交互的自动适配，支持控件拖拽，面向预览的可视化编程，从而使开发者可以基于同一工程高效构建多端自动运行App，实现真正的一次开发，多端部署，在跨设备之间实现共享生态。

华为方舟编译器是首个取代Android虚拟机模式的静态编译器，可供开发者在开发环境中一次性将高级语言编译为机器码。此外，方舟编译器支持多语言统一编译，可大幅提高开发效率。

5. Android开发常用工具（一）

1、Android Studio

谷歌推出的Android集成开发工具，经过多年的迭代发展已经变得非常强大及人性化，各式各样的工具插件满足日常的开发需求，也可以自己制作工具插件，下载即可赠送SDK和JDK大礼包，并配置好环境变量，基本做到一键式开发。记得15年刚开始做开发时使用的是Eclipse，需要手动配置sdk，jdk，环境变量等，对于当时处于新手的我来说非常的繁琐，也增加了时间成本。

2、Figma

UI制作查看工具，最近几年比较火的UI设计软件，使用起来就跟在线文档一个感觉，设置权限之后，只有美工人员可以进行编辑，而开发人员只能进行查看，里面配置了Android、ios、css等不同平台所需要标注参数，方便不同平台开发人员查看，对比其它工具优点是打开查看UI非常方便，不需要像pxcook要先下载源UI文件，需要吐槽的是导出多尺寸图片没有Pxcook工具那样方便，只能一张一张导出命名，可能是没找到正确的使用方式，有懂的同学可以下方留言。

3、GitLab

用于代码仓库管理系统，使用Git作为管理工具，并在此基础上搭建起来的Web服务。一般用于管理开发的业务主项目、开发自研的框架等，可以很方便查看远程代码仓库以及组员的提交内容，也可以使用里面的ci去构建自动化打包，但目前使用到的自动化打包构建方式还是Jenkins比较多点，ci配置需要权限等问题。

4、Git

开源的分布式版本控制系统，同样的工具还有svn（小乌龟），cvs等，用于代码的提交拉取合并等。记得刚开始做开发时用的是svn，每次发布上线完一个版本后都要备份一份代码在服务器，开发过程中途如果遇到要紧急发布个小版本就可以通过备份的代码进行开发发布小版本，非常不方便。直到后面用了git替代才发现原来这么的方便，git可以很方便拉取分支、切换分支、合并分支到主干，再结合Gitlab、GitHub等仓库管理系统进行可视化代码管理，大大提高了效率。

5、Jenkins

基于Java开发的一种持续集成工具，用于自动化打包apk到指定服务器，测试人员通过链接下载apk进行测试。常规操作是将 Jenkins工具 部署

在远程linux服务器，将工程项目代码、SDK、JDK等打包编译需要的也配置到该服务器，还要一份打包Apk上传包到指定FTP的脚本，本地电脑通过web操作jenkins进行项目选择分支选择打包就可以。

未完待续