鸿蒙OS与安卓、Fuchsia 对比分析
本文基础资料来源:https://blog.csdn.net/gxc19971128/article/details/104953294,进行了部分修改完善。
1.三种操作系统比较
对于Android,Harmony,Fuchsia三个操作系统,将从以下三个方面进行比较:
1.1应用场景:
a.Harmony OS的适用范围大于Android OS,不仅可以用在手机、电脑上面,还可以用在智能手表、手环、智能屏幕、智能音箱、路由器等智能设备上面,未来也将会应用于耳机、VR眼镜等上面;
b.而Android OS只能用在智能手机上面;
c.Fuchsia OS也并非只面向智能手机或者平板电脑,而是打通智能家居、移动终端等各类智能嵌入式设备,要是说理念的话,和华为的鸿蒙系统差不多。
1.2特征:
1)Harmony OS与Android相比,有以下几个特征:
a.分布式架构首次用于终端OS,实现跨终端无缝协同体验。
b.Harmony OS有确定性延时引擎以及高性能的内部处理通信系统使其运行流畅,性能高,比Android OS快40%~60%。
c.Harmony OS因其微内核,其比Android OS 有更高的安全性,Harmony OS微内核的代码量只有Linux宏内核的千分之一,其受攻击的概率也大大降低。
d.统一的系统IDE支撑着开发人员只需要一次开发,便可以实现将应用部署到不同的设备上,Harmony OS使用的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,方舟编译器未来将支持多语言统一编译,可大幅提高开发效率。
2)Android OS是开源的,有强大的软件开发者的支持,软件兼容性好。
3)Fuchsia OS系统与当下Android相比,无论是存储器还是内存之类的硬件要求都大幅降低,可以看出这是一款面向物联网的家用电器用的系统。
1.3内核机制:
首先,Harmony OS基于微内核,Android OS沿用Linux宏内核调度机制,Fuchsia OS基于微内核Magenta (后期改名为Zircon)的新内核。Harmony OS面向全场景,能够同时满足全场景流畅体验、架构级可信安全、跨终端无缝协同以及一次开发多终端部署的要求,Android OS沿用Linux宏内核调度机制,是面向服务器负载的公平调度模式,难以保障用户体验。
2.Fuchsia OS 结构:
四层结构
第一层
也是最底下一层,是构建 Fuchsia OS 的基石,Zircon 内核,去年的新闻是叫 Magenta,但是后来改为了 Zircon 这个名字,这是一个由Google全新设计的新内核,主要处理硬件访问和软件之间的通信。
对于不太了解内核作用的同学简而言之,Zircon之于Fuchsia,恰如Linux之余于Android。Linux内核驱动了多个操作系统,很多操作系统构建在它之上,比如 Ubuntu、Android、Manjaro、ArchLinux、Debian、Red Hat、SUSE 甚至 Chrome OS ,所以我们也可以大胆预测,如果未来Fuchsia OS 发展良好, Zircon 内核也被证明好用,那么很有可能有更多的操作系统采用这一新内核。
第二层
也是直接构建在 Zircon 上的一层名叫 Garnet。 Garnet 包含各种操作系统所需的各种底层功能,包括硬件的驱动程序(网络,图形等)和软件安装。这一层最激动人心的事情是 Escher(图形渲染器),Amber(Fuchsia 的更新程序)和Xi Core,它是Xi文本和代码编辑器的底层引擎(今年早些时候已经发布了)。
第三层
Peridot 是接下来的这一层,主要处理Fuchsia的模块化应用程序设计, Peridot的另外两个主要组件直接用于模块。 Ledger 可以跨设备保存您在应用/模块中的位置,并同步到您的Google帐户。Maxwell 是一个更复杂的主题,需要更多进一步的深入研究,但是 Maxwell 极有可能是让 Fuchsia 充分施展魔力的点睛之笔,可以提前透露的是,Maxwell 的厉害之处包括 Kronk,也是大家熟知的 Google Assistant。
第四层
Topaz,是这个 Layer Cake 蛋糕的顶层,也是对开发者和用户直接影响最大的一层。Topaz 提供 Flutter 支持,而有了Flutter 的支持,各种华丽的应用程序,可以帮助充实地提供日常使用的功能齐全的应用程序。比如,现在最令人印象深刻的当然是 Armadillo UI,它是 Fuchsia 主要用户界面和主屏幕。
可以做一个类比,Topaz 这一层在 Android 中可以找到一个对照,这将是你的必备应用程序,如联系人,音乐,文件管理器和文本编辑器 Xi(Topaz中的可视前端连接到Garnet的后端)。即使没有你需要的东西,你也可以简单方便地安装。
3.安卓OS结构
Android分为四个层,从高层到低层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和Linux内核层。
4.鸿蒙OS架构
5.微内核与宏内核的相同点和不同点:
以下资料来自:HarmonyOS鸿蒙操作系统的研发历程:微内核、方舟编译器、IOT生态等(http://www.openpcba.com/web/contents/get?id=3752)
微内核与宏内核相对应,是操作系统的一种结构形式。操作系统的核心功能包括文件系统、内存和 I/O 设备管理、CPU 调度等,宏内核即指操作系统将上述功能全部“打包集成”在内核里,不同的功能模块之间耦合度高,所以具有高效率的优点,代表系统包括 Linux、Unix 等)。微内核则将系统分为各个小的功能模块,仅将最核心的调度、内存管理功能保留在内核中,驱动、文件系统等以“外部模块”的形式与内核连接,相应的优势是易于拓展、易于维护与更新、稳定性高,代表系统包括 Windows、Mac OS X 等。
微内核更适应复杂的程序功能,且能够更灵活地移植至不同硬件平台。微内核仅在操作系统的内核中保留最基本功能,大大降低了内核的开发难度;分布式思维,将非核心的程序和模块隔离在内核之外,因此当单一程序出现错误时不会影响系统整体功能;同时,微内核相比宏内核更易于移植,开发、更新周期也得以缩短。
仿照第一部分,同样可作以下类比:若操作系统类比为车辆等交通工具,则不同内核结构相当于车辆的不同定制方式。宏内核相当于商用整车,而微内核则类似支持深度定制车。在行驶过程中,商用整车虽整体运行效率高,但如果某一部件出现故障,则需要专人、同款备件才能维修;而定制车的很多模块可替代性本身就非常强,且能够通过简单改装在不同路况下行驶(不同硬件环境)。
▲微内核在结构形式上比宏内核更扁平化,也更灵活
鸿蒙微内核从底层即为物联网设计。上述可知,微内核的最大特性是仅在内核中保留最核心功能,因此对于鸿蒙而言:连接实时性更好(响应时延降低 25.7%、时延波动率降低 55.6%),同时结合 5G 低时延场景,尤其适用于工业控制、智能交通等物联网领域;可以做到故障隔离,最大程度保证系统的稳定性与安全性,在 5G 超多连接场景下更能满足万物互联的要求。
鸿蒙微内核体现分布式的特点,解决 IoT 生态协同的痛点。目前已有操作系统基本只对应于某一种硬件,如 Windows 对应 x86 PC、iOS 对应苹果手机等。但 IoT 时代终端种类数量极大拓展,难以针对每种硬件分别开发操作系统或应用程序,不同硬件终端的生态无法共享协同,开发效率低。而鸿蒙实现了硬件解耦,即可针对应不同设备进行弹性部署(例如智慧屏、穿戴设备、车机、音箱、手机等)。同时创新的分布式软总线使得拥有不同功能的硬件可以彼此协同。
例如:传统的相机、电视、音响等设备原本相互独立;但在鸿蒙的分布式软总线下,这些设备被“虚拟化”成摄像模组、显示模组、外放模组,并成为有机整体,用户无需另行设置即可按需调用各种功能,硬件终端之间形成相互协同。
▲未来基于微内核的鸿蒙操作系统将广泛应用于 IoT 领域
微内核是 IoT 操作系统演进方向,鸿蒙微内核之效率、安全性业内领先。一般微内核系统,由于驱动、文件系统等进程被外置,各模块之间的通信需要经过内核“搭桥”,因而效率往往比宏内核要低。但鸿蒙微内核对进程间通信进行了高度优化,使得鸿蒙相比QNX、Fuchisia 效率提升 3 至 5 倍。此外,由于微内核的代码数量远远少于宏内核,因此鸿蒙能够以对每行代码进行充分的“形式化”的安全验证,显著提升了内核安全性。
本人更多内容请参考:鸿蒙OS精品资料整理,持续更新中
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