万物智联的数字基石：深度解析OpenHarmony的架构理念与生态价值

1 引言：从万物互联到万物智联的时代需求

我们正站在一个终端设备形态和数量呈现爆炸式增长的历史节点。从智能家居到工业物联网，从可穿戴设备到智能汽车，每个人拥有的智能终端设备数量急剧增加，设备类型也日趋多样化。这种爆发式增长带来了前所未有的挑战：操作系统碎片化、用户体验割裂、开发效率低下以及安全隐私保护难题。

面对这些挑战，传统操作系统因其设计初衷的局限性而显得力不从心。它们大多诞生于单一设备时代，无法有效支撑万物互联时代的业务创新需求。正是在这一背景下，OpenHarmony应运而生，它并非对现有操作系统的简单替代，而是从设计之初就面向万物智联时代的全新架构。

OpenHarmony的技术愿景是构建一个分布式全场景协同的开源操作系统基座与生态系统。这一愿景源自对技术发展趋势的深刻洞察：从20世纪50年代操作系统诞生至今，我们经历了批处理、主机、PC互联网、移动互联网四个时代，现在正步入万物智联时代。与前四个发展时期我国大体处于跟跑追赶阶段不同，万物智联为我国操作系统发展提供了换道超车的新机遇。

截至2025年，OpenHarmony已汇聚超过9200名社区贡献者，累计贡献代码1.3亿多行，孵化出超1100个开源三方组件库。系统历经10个版本的持续演进，能力快速迭代，已经能够支撑手机、平板、PC等复杂终端设备的应用开发。这些数字背后反映的是OpenHarmony架构理念的成功验证和广泛认可。

2 OpenHarmony的五大架构特征

2.1 极简开发、多端部署

OpenHarmony通过元OS架构理念，实现了组件化、弹性化的解耦架构，使开发者能够将操作系统能力按需灵活组合，满足不同行业的不同场景需要。这一架构特征显著降低了开发者的学习和适配成本，实现了真正的”一次开发，多端部署“。

在技术实现上，OpenHarmony提供了用户程序框架、Ability框架以及UI框架，保证应用在多终端运行时的一致性。多终端软件平台API具备一致性，确保用户程序的运行兼容性。开发者可以在开发过程中预览终端的能力适配情况（CPU/内存/外设/软件资源等），系统支持根据用户程序与软件平台的兼容性来调度用户呈现。

ArkUI框架是这一特征的典型体现。它采用声明式UI开发模式，支持一次开发多端自适应（手机/平板/智慧屏）。使用ArkTS语言（兼容TypeScript语法），开发者可以高效地开发出适应不同设备形态的应用程序。由华为、阿里巴巴、美的、深开鸿等单位共建的跨平台应用开发框架开源项目ArkUI-X，进一步支持移动应用代码一次开发，多OS平台部署。

2.2 原生安全、生态纯净

安全是操作系统的基石。OpenHarmony将安全理念深度融入架构设计的每一个环节，致力于构建原生安全、生态纯净的系统环境。

在安全架构上，OpenHarmony采用微内核安全模型，基于LiteOS微内核通过形式化验证，确保无漏洞，安全性达到CC EAL5+标准，高于Android Linux内核的EAL4+。系统提供健壮的TEE安全底座和系统防护（安全启动、完整性检测等），支撑广泛的安全应用场景（移动支付、生物认证、版权保护等）。

OpenHarmony项目群技术指导委员会孵化的可信执行环境解决方案OpenTrustee，提供了健壮的TEE安全底座和系统防护能力，可以支持广泛的安全应用场景。这种深度集成的安全机制，与事后修补的安全策略有本质区别，从底层构建了可信计算环境。

在生态纯净方面，OpenHarmony通过严格的权限分级管理实现细粒度权限控制，敏感操作需用户显式授权。这种设计有效防止了恶意应用的权限滥用，为用户数据安全提供了坚实保障。

2.3 原生智能、场景体验

OpenHarmony在设计伊始，就将分布式全场景能力作为最关键的技术架构特征，在分布式软总线、分布式数据管理、分布式设备管理等方面实现了业界领先。

分布式软总线是多设备终端的统一基座，为设备间的无缝互联提供了统一的分布式通信能力，能够快速发现并连接设备，高效地传输任务和数据。基于分布式软总线的分布式数据管理位于分布式软总线之上的能力，实现应用程序数据和用户数据的分布式管理。用户数据不再与单一物理设备绑定，业务逻辑与数据存储分离，应用跨设备运行时数据无缝衔接，为打造一致流畅的用户体验创造了基础条件。

面向未来，OpenHarmony将进一步强化智能体验竞争力，向沉浸式交互与具身智能演进，构筑原生智能架构。系统致力于提升智能感知能力，使终端设备逐步演进成为一个个智能体，通过与人与环境的交互，展现出更智慧的智能行为和更出色的环境适应性。

2.4 异构并行、全栈协同

面向后摩尔时代硬件架构的演进，OpenHarmony从并发、调度、内存和存储等性能攸关的技术全栈进行创新。

在异构原生并发方面，OpenHarmony通过创新的并发模型实现系统负载与调度开销大幅降低，并通过形式化证明验证共享资源访问不越界。智能感知调度技术对下实时感知CPU微架构，并联动全系统硬件资源，对上以用户体验为中心，感知应用场景，实现系统资源的精准统筹供给，从而实现终端系统高流畅和长续航双收益。

OpenHarmony还实现了超级内存管理，创新实现内存和存储深度融合，大幅提升可用内存，进而提升重载场景用户体验流畅性。其高性能只读压缩文件系统EROFS不仅节省用户空间，提升性能，还作为国内首个标准文件系统开源到了Linux社区和安卓开源社区，使全球数十亿的终端设备受益。

技术指导委员会孵化的”可证明的高性能与高可靠并发VSync“项目，基于包括海内外技术专家在内的核心成员深厚的学术成果积累，展现了OpenHarmony在并发性能方面的技术领先性。

2.5 架构解耦、弹性扩展

OpenHarmony通过组件化设计方法，做到硬件资源的可大可小，在多种终端设备间，按需弹性部署。这一架构特征使OpenHarmony能够全面覆盖ARM、RISC-V、x86等各种CPU，从百KiB到GiB级别的RAM。

具体而言，OpenHarmony支持三类设备类型的弹性部署：

• 轻量系统：支持设备最小内存为128KiB，提供多种轻量级网络协议，轻量级的图形框架，适用于智能家居领域的连接类模组、传感器设备、穿戴类设备等。
• 小型系统：支持设备最小内存为1MiB，提供更高的安全能力、标准的图形框架、视频编解码的多媒体能力，适用于智能家居领域的IP Camera、电子猫眼、路由器以及智慧出行域的行车记录仪等。
• 标准系统：支持设备最小内存为128MiB，提供增强的交互能力、3D GPU以及硬件合成能力、更多控件以及动效更丰富的图形能力、完整的应用框架，将广泛应用在智慧大屏、汽车智能座舱等智能终端。

这种架构解耦与弹性扩展的能力，使OpenHarmony能够真正实现”统一OS，弹性部署“，满足从低功耗物联网设备到高性能智能终端的多样化需求。

表：OpenHarmony三大设备类型的特性对比

3 技术架构的分层设计

3.1 内核层：多内核适配与抽象

OpenHarmony内核层采用多内核设计，支持针对不同资源受限设备选用适合的OS内核。目前主要支持Linux内核和LiteOS内核，根据设备性能和要求进行动态选择。

Linux内核主要用于标准设备（如智能家居网关、工业终端），支持复杂功能（网络协议栈、文件系统），可裁剪至10MB级，适配中低算力设备。而LiteOS内核则采用微内核架构，面向IoT设备（如传感器、穿戴设备），内存占用低至KB级，支持实时性、低功耗与分布式协同。

为了屏蔽多内核差异，OpenHarmony设计了内核抽象层（KAL，Kernel Abstract Layer），对上层提供基础的内核能力，包括进程/线程管理、内存管理、文件系统、网络管理和外设管理等。这种设计使上层应用和服务无需关心底层具体内核实现，提高了系统的可移植性和可维护性。

在驱动架构方面，OpenHarmony的驱动框架（HDF）​ 是系统硬件生态开放的基础，提供统一外设访问能力和驱动开发、管理框架。HDF实现了驱动的内核态和用户态隔离，支持即插即用、电源管理和动态加载等特性，为硬件厂商提供了统一的驱动开发标准。

3.2 系统服务层：分布式能力核心

系统服务层是OpenHarmony的核心能力集合，通过框架层对应用程序提供服务。这一层包含多个关键子系统：

• 分布式软总线子系统：实现设备间的无缝互联，为设备间的无缝互联提供了统一的分布式通信能力，能够快速发现并连接设备，高效地传输任务和数据。分布式软总线支持蓝牙、Wi-Fi、PLC等多协议融合，实现跨设备数据传输。
• 分布式数据管理子系统：基于分布式软总线，实现了应用程序数据和用户数据的分布式管理。用户数据不再与单一物理设备绑定，业务逻辑与数据存储分离，应用跨设备运行时数据无缝衔接，为打造一致流畅的用户体验创造了基础条件。
• 分布式任务调度子系统：基于分布式软总线、分布式数据管理、分布式Profile等技术特性，构建统一的分布式服务管理（发现、同步、注册、调用）机制。支持对跨设备的应用进行远程启动、远程调用、绑定/解绑、以及迁移等操作。
• 安全子系统：提供完整的应用权限管理、数据加密、安全审计等能力。遵循我国信息安全法规，OpenHarmony为用户提供安全可靠的运行环境。

系统服务层按照功能还可划分为系统基本能力子系统集、基础软件服务子系统集、增强软件服务子系统集和硬件服务子系统集，根据不同设备形态的部署环境，可以按子系统粒度进行裁剪。

3.3 框架层：开发者的统一入口

框架层为应用开发提供了C/C++/JS等多语言的用户程序框架和Ability框架，适用于JS语言的ArkUI框架，以及各种软硬件服务对外开放的多语言框架API。根据系统的组件化裁剪程度，设备支持的API也会有所不同。

Ability框架是OpenHarmony应用开发的核心概念。应用由一个或多个FA（Feature Ability）或PA（Particle Ability）组成。其中，FA有UI界面，提供与用户交互的能力；而PA无UI界面，提供后台运行任务的能力以及统一的数据访问抽象。基于FA/PA开发的应用，能够实现特定的业务功能，支持跨设备调度与分发，为用户提供一致、高效的应用体验。

ArkUI框架是OpenHarmony的另一个重要组成部分，它采用声明式UI设计，使开发者能够通过更简洁直观的方式描述UI界面。ArkUI支持一次开发多端部署，大幅提升了开发效率。

框架层还提供分布式能力抽象，使应用能够方便地使用分布式数据管理、分布式任务调度等核心功能，而无需关心底层复杂的分布式实现细节。

3.4 应用层：全场景体验实现

应用层包括系统应用和第三方非系统应用。OpenHarmony的应用生态不仅包括传统的应用形式，还引入了原子化服务的概念，支持卡片化服务（无需安装应用），通过分布式数据管理实现跨设备状态同步。

原子化服务是OpenHarmony的重要创新之一，它允许用户在不安装完整应用的情况下，使用应用的特定功能。这种轻量级的应用形式，特别适合跨设备协同场景，用户可以根据需要灵活调用不同设备上的服务能力。

OpenHarmony的应用模型支持跨设备流转，用户可以将一个设备上正在运行的应用无缝迁移到另一个设备上继续使用。这种体验的实现依赖于分布式数据管理和分布式任务调度等核心能力，确保了应用状态在设备间的同步和延续。

4 开源生态与社区共建

4.1 开放治理模式

OpenHarmony采用开源共建的模式，由开放原子开源基金会进行中立托管。开放原子开源基金会是致力于推动全球开源产业发展的非营利机构，由阿里巴巴、百度、华为、浪潮、360、腾讯、招商银行等企业联合发起，于2020年6月登记成立，是中国在开源领域的首个基金会。

基金会的服务范围包括开源软件、开源硬件、开源芯片及开源内容等，为各类开源项目提供中立的知识产权托管，保证项目的持续发展不受第三方影响。通过开放治理寻求更丰富的社区资源的支持与帮助，包括募集并管理资金，提供法律、财务等专业支持。

OpenHarmony项目群采用分层治理结构，包括项目群工作委员会和技术指导委员会（TSC）。工作委员会负责社区治理和项目管理，而技术指导委员会则由来自学术和产业界的技术专家组成，负责技术方向和架构设计。这种治理结构既保证了社区的开放性和透明度，又确保了技术决策的专业性和前瞻性。

4.2 产学研深度协同

OpenHarmony特别注重产学研协同发展，与高校建立紧密合作关系，共同推动技术创新和人才培养。OpenHarmony项目群技术指导委员会已成立了10多个技术专家组，凝聚了数百名产学专家参与技术研究、项目孵化。

截至2024年，OpenHarmony已与国内20多所知名高校合作成立了OpenHarmony技术俱乐部，覆盖了华东、华南、东北、东南、华中、西南、西北等中国七大地域。这些技术俱乐部通过开展院士报告、产业大咖公开课、专家进校园、城市技术论坛、领学课堂、竞赛等丰富多彩的活动，构筑OpenHarmony技术创新与人才高地。

在课题研究方面，OpenHarmony项目群技术指导委员会发布了《终端操作系统十大技术挑战方向》，在极致体验、纯净安全、极简开发等目标的指引下，产学研百余名高端技术专家共同拆解37道年度课题，其中70%课题已由14家技术俱乐部承接。这种以课题为牵引的合作模式，有效促进了学术界与产业界的深度协同。

4.3 行业落地与生态繁荣

OpenHarmony已在多个行业实现规模化落地应用，展现出强大的生态活力。截至2025年，通过开源鸿蒙兼容性测评的软硬件产品数量已突破1300款，不仅涵盖手机、平板、PC、穿戴设备等消费类产品，还覆盖金融、交通、教育、医疗、航天、能源、政务、工业等多个领域的行业终端设备。

在电力行业，首个电力鸿蒙化小区落地深圳，12款模组和54类电网设备实现”电鸿化”适配。在石油设备领域，开源鸿蒙智慧加油机在哈尔滨中石油加油站正式上线运行，显著提升设备安全性与运维效率。中国移动、国家能源集团、南方电网、深圳地铁等多家行业头部企业都基于开源鸿蒙进行了定制化开发，推出了满足自身行业特定需求的操作系统发行版。

在消费领域，开源鸿蒙穿戴类产品已达到商用水平，超过40家伙伴齐聚开源鸿蒙社区，从应用、芯片，到整个产业链，共建Watch解决方案。自从基于开源鸿蒙打造的HarmonyOS NEXT启动公测，报名申请人数已达100多万名。目前已有超过13000个原生鸿蒙应用和服务上架，覆盖18个垂直领域，满足99.9%的用户使用时长。

表：OpenHarmony在各行业的典型应用案例

5 未来展望：从万物互联到万物智联

随着万物智联世界的加速到来，到2030年，人们将迎来更沉浸的体验、更便捷的生活方式，以及整个社会的智能化全面升级。届时终端操作系统将面临新的机遇和挑战，朝着智能化、空间化、一体化的方向演进。

OpenHarmony正积极拥抱AI时代的浪潮，希望通过共建统一的推理开放平台、自演进的Agent交互框架和具身智能框架三大核心能力，逐步构建起从算力适配到底层框架、再到应用开发的完整AI能力栈。这一努力旨在联合产学研各界共建原生智能底座，丰富端侧AI生态。

在国际化方面，OpenHarmony正在走向世界。开源鸿蒙与欧洲最大的开源组织Eclipse合作，基于开源鸿蒙发布了Oniro OS，成为具有全球影响力的开源操作系统。这种国际合作不仅有助于OpenHarmony在全球市场的推广与应用，也为项目带来了更广泛的视野和资源。

随着技术的发展和生态的壮大，OpenHarmony将继续完善其技术架构，强化其在分布式、安全、性能等方面的优势，为万物智联世界提供坚实可靠的数字底座。开源鸿蒙不只是系统，更是充满无限可能的未来生态。每位开发者播下的种子，终将长成参天大树。

6 结语

OpenHarmony的架构理念代表了一种面向未来的操作系统设计范式转变。它不再将操作系统视为单一设备的资源管理器，而是将其重新定义为跨设备的协同平台，真正实现了从”设备为中心”到”体验为中心”的转变。

通过五大架构特征——极简开发多端部署、原生安全生态纯净、原生智能场景体验、异构并行全栈协同、架构解耦弹性扩展，OpenHarmony成功构建了一个既能适应多样化硬件环境，又能提供一致用户体验的分布式操作系统基础。其分层架构设计和组件化理念，使系统具备前所未有的灵活性和可扩展性。

更重要的是，OpenHarmony的开源共建模式为全球开发者提供了一个中立、开放的合作平台。这种模式不仅加速了技术创新，也促进了人才培养和产业协同，形成了良性的生态循环。随着更多开发者、企业、高校、科研院所的加入，OpenHarmony的生态活力将进一步增强，为数字经济的发展注入新动能。

在万物智联的时代背景下，OpenHarmony不仅是技术创新的产物，更是我国在基础软件领域实现跨越式发展的重要实践。它为我国乃至全球的数字化转型提供了可靠的技术底座，为构建人类数字命运共同体贡献了中国智慧和中国方案。随着技术的不断演进和生态的持续繁荣，OpenHarmony有望在万物智联时代发挥更加重要的作用，成为支撑数字经济发展的关键基础设施。