HarmonyOS與Android，F(xiàn)uchsia操作系統(tǒng)對比

1.三種操作系統(tǒng)比較

對于Android，Harmony，F(xiàn)uchsia三個操作系統(tǒng)，將從以下三個方面進(jìn)行比較：

1.1應(yīng)用場景：

a.Harmony OS的適用范圍大于Android OS，不僅可以用在手機、電腦上面，還可以用在智能手表、手環(huán)、智能屏幕、智能音箱、路由器等智能設(shè)備上面，未來也將會應(yīng)用于耳機、VR眼鏡等上面；

b.而Android OS只能用在智能手機上面；

c.Fuchsia OS也并非只面向智能手機或者平板電腦，而是打通智能家居、移動終端等各類智能嵌入式設(shè)備，要是說理念的話，和華為的鴻蒙系統(tǒng)差不多。

1.2特征：

1）Harmony OS與Android相比，有以下幾個特征：

a.分布式架構(gòu)首次用于終端OS，實現(xiàn)跨終端無縫協(xié)同體驗。

b.Harmony OS有確定性延時引擎以及高性能的內(nèi)部處理通信系統(tǒng)使其運行流暢，性能高，比Android OS快40%~60%。

c.Harmony OS因其微內(nèi)核，其比Android OS 有更高的安全性，Harmony OS微內(nèi)核的代碼量只有Linux宏內(nèi)核的千分之一，其受攻擊的概率也大大降低。

d.統(tǒng)一的系統(tǒng)IDE支撐著開發(fā)人員只需要一次開發(fā)，便可以實現(xiàn)將應(yīng)用部署到不同的設(shè)備上，Harmony OS使用的華為方舟編譯器是首個取代Android虛擬機模式的靜態(tài)編譯器，可供開發(fā)者在開發(fā)環(huán)境中一次性將高級語言編譯為機器碼。此外，方舟編譯器未來將支持多語言統(tǒng)一編譯，可大幅提高開發(fā)效率。

2）Android OS是開源的，有強大的軟件開發(fā)者的支持，軟件兼容性好。

3）Fuchsia OS系統(tǒng)與當(dāng)下Android相比，無論是存儲器還是內(nèi)存之類的硬件要求都大幅降低，可以看出這是一款面向物聯(lián)網(wǎng)的家用電器用的系統(tǒng)。

1.3內(nèi)核機制：

首先，Harmony OS基于微內(nèi)核，Android OS沿用Linux宏內(nèi)核調(diào)度機制，F(xiàn)uchsia OS基于微內(nèi)核Magenta （后期改名為Zircon）的新內(nèi)核。Harmony OS面向全場景，能夠同時滿足全場景流暢體驗、架構(gòu)級可信安全、跨終端無縫協(xié)同以及一次開發(fā)多終端部署的要求，Android OS沿用Linux宏內(nèi)核調(diào)度機制，是面向服務(wù)器負(fù)載的公平調(diào)度模式，難以保障用戶體驗。

2.Fuchsia OS 結(jié)構(gòu)：

四層結(jié)構(gòu)

第一層

也是最底下一層，是構(gòu)建 Fuchsia OS 的基石，Zircon 內(nèi)核，去年的新聞是叫 Magenta，但是后來改為了 Zircon 這個名字，這是一個由Google全新設(shè)計的新內(nèi)核，主要處理硬件訪問和軟件之間的通信。

對于不太了解內(nèi)核作用的同學(xué)簡而言之，Zircon之于Fuchsia，恰如Linux之余于Android。Linux內(nèi)核驅(qū)動了多個操作系統(tǒng)，很多操作系統(tǒng)構(gòu)建在它之上，比如 Ubuntu、Android、Manjaro、ArchLinux、Debian、Red Hat、SUSE 甚至 Chrome OS ，所以我們也可以大膽預(yù)測，如果未來Fuchsia OS 發(fā)展良好， Zircon 內(nèi)核也被證明好用，那么很有可能有更多的操作系統(tǒng)采用這一新內(nèi)核。

第二層

也是直接構(gòu)建在 Zircon 上的一層名叫 Garnet。 Garnet 包含各種操作系統(tǒng)所需的各種底層功能，包括硬件的驅(qū)動程序（網(wǎng)絡(luò)，圖形等）和軟件安裝。這一層最激動人心的事情是 Escher（圖形渲染器），Amber（Fuchsia 的更新程序）和Xi Core，它是Xi文本和代碼編輯器的底層引擎（今年早些時候已經(jīng)發(fā)布了）。

第三層

Peridot 是接下來的這一層，主要處理Fuchsia的模塊化應(yīng)用程序設(shè)計， Peridot的另外兩個主要組件直接用于模塊。 Ledger 可以跨設(shè)備保存您在應(yīng)用/模塊中的位置，并同步到您的Google帳戶。Maxwell 是一個更復(fù)雜的主題，需要更多進(jìn)一步的深入研究，但是 Maxwell 極有可能是讓 Fuchsia 充分施展魔力的點睛之筆，可以提前透露的是，Maxwell 的厲害之處包括 Kronk，也是大家熟知的 Google Assistant。

第四層

Topaz，是這個 Layer Cake 蛋糕的頂層，也是對開發(fā)者和用戶直接影響最大的一層。Topaz 提供 Flutter 支持，而有了Flutter 的支持，各種華麗的應(yīng)用程序，可以幫助充實地提供日常使用的功能齊全的應(yīng)用程序。比如，現(xiàn)在最令人印象深刻的當(dāng)然是 Armadillo UI，它是 Fuchsia 主要用戶界面和主屏幕。

可以做一個類比，Topaz 這一層在 Android 中可以找到一個對照，這將是你的必備應(yīng)用程序，如聯(lián)系人，音樂，文件管理器和文本編輯器 Xi（Topaz中的可視前端連接到Garnet的后端）。即使沒有你需要的東西，你也可以簡單方便地安裝。

3.安卓OS結(jié)構(gòu)

Android分為四個層，從高層到低層分別是應(yīng)用程序?qū)?、?yīng)用程序框架層、系統(tǒng)運行庫層和Linux內(nèi)核層。

4.鴻蒙OS架構(gòu)

5.微內(nèi)核與宏內(nèi)核的相同點和不同點：

以下資料來自：HarmonyOS鴻蒙操作系統(tǒng)的研發(fā)歷程：微內(nèi)核、方舟編譯器、IOT生態(tài)等

微內(nèi)核與宏內(nèi)核相對應(yīng)，是操作系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)形式。操作系統(tǒng)的核心功能包括文件系統(tǒng)、內(nèi)存和 I/O 設(shè)備管理、CPU 調(diào)度等，宏內(nèi)核即指操作系統(tǒng)將上述功能全部“打包集成”在內(nèi)核里，不同的功能模塊之間耦合度高，所以具有高效率的優(yōu)點，代表系統(tǒng)包括 Linux、Unix 等）。微內(nèi)核則將系統(tǒng)分為各個小的功能模塊，僅將最核心的調(diào)度、內(nèi)存管理功能保留在內(nèi)核中，驅(qū)動、文件系統(tǒng)等以“外部模塊”的形式與內(nèi)核連接，相應(yīng)的優(yōu)勢是易于拓展、易于維護(hù)與更新、穩(wěn)定性高，代表系統(tǒng)包括 Windows、Mac OS X 等。

微內(nèi)核更適應(yīng)復(fù)雜的程序功能，且能夠更靈活地移植至不同硬件平臺。微內(nèi)核僅在操作系統(tǒng)的內(nèi)核中保留最基本功能，大大降低了內(nèi)核的開發(fā)難度；分布式思維，將非核心的程序和模塊隔離在內(nèi)核之外，因此當(dāng)單一程序出現(xiàn)錯誤時不會影響系統(tǒng)整體功能；同時，微內(nèi)核相比宏內(nèi)核更易于移植，開發(fā)、更新周期也得以縮短。

仿照第一部分，同樣可作以下類比：若操作系統(tǒng)類比為車輛等交通工具，則不同內(nèi)核結(jié)構(gòu)相當(dāng)于車輛的不同定制方式。宏內(nèi)核相當(dāng)于商用整車，而微內(nèi)核則類似支持深度定制車。在行駛過程中，商用整車雖整體運行效率高，但如果某一部件出現(xiàn)故障，則需要專人、同款備件才能維修；而定制車的很多模塊可替代性本身就非常強，且能夠通過簡單改裝在不同路況下行駛（不同硬件環(huán)境）。

▲微內(nèi)核在結(jié)構(gòu)形式上比宏內(nèi)核更扁平化，也更靈活

鴻蒙微內(nèi)核從底層即為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計。上述可知，微內(nèi)核的最大特性是僅在內(nèi)核中保留最核心功能，因此對于鴻蒙而言：連接實時性更好（響應(yīng)時延降低 25.7%、時延波動率降低 55.6%），同時結(jié)合 5G 低時延場景，尤其適用于工業(yè)控制、智能交通等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域；可以做到故障隔離，最大程度保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性，在 5G 超多連接場景下更能滿足萬物互聯(lián)的要求。

鴻蒙微內(nèi)核體現(xiàn)分布式的特點，解決 IoT 生態(tài)協(xié)同的痛點。目前已有操作系統(tǒng)基本只對應(yīng)于某一種硬件，如 Windows 對應(yīng) x86 PC、iOS 對應(yīng)蘋果手機等。但 IoT 時代終端種類數(shù)量極大拓展，難以針對每種硬件分別開發(fā)操作系統(tǒng)或應(yīng)用程序，不同硬件終端的生態(tài)無法共享協(xié)同，開發(fā)效率低。而鴻蒙實現(xiàn)了硬件解耦，即可針對應(yīng)不同設(shè)備進(jìn)行彈性部署（例如智慧屏、穿戴設(shè)備、車機、音箱、手機等）。同時創(chuàng)新的分布式軟總線使得擁有不同功能的硬件可以彼此協(xié)同。

例如：傳統(tǒng)的相機、電視、音響等設(shè)備原本相互獨立；但在鴻蒙的分布式軟總線下，這些設(shè)備被“虛擬化”成攝像模組、顯示模組、外放模組，并成為有機整體，用戶無需另行設(shè)置即可按需調(diào)用各種功能，硬件終端之間形成相互協(xié)同。

▲未來基于微內(nèi)核的鴻蒙操作系統(tǒng)將廣泛應(yīng)用于 IoT 領(lǐng)域

微內(nèi)核是 IoT 操作系統(tǒng)演進(jìn)方向，鴻蒙微內(nèi)核之效率、安全性業(yè)內(nèi)領(lǐng)先。一般微內(nèi)核系統(tǒng)，由于驅(qū)動、文件系統(tǒng)等進(jìn)程被外置，各模塊之間的通信需要經(jīng)過內(nèi)核“搭橋”，因而效率往往比宏內(nèi)核要低。但鴻蒙微內(nèi)核對進(jìn)程間通信進(jìn)行了高度優(yōu)化，使得鴻蒙相比QNX、Fuchisia 效率提升 3 至 5 倍。此外，由于微內(nèi)核的代碼數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于宏內(nèi)核，因此鴻蒙能夠以對每行代碼進(jìn)行充分的“形式化”的安全驗證，顯著提升了內(nèi)核安全性。

編輯：hfy