一文读懂华为创世“鸿蒙”与救世“方舟”

作者:华盛学院Oliver

今天华为CEO余承东正式公布了鸿蒙系统，并畅想了基于方舟编译器与鸿蒙系统的新手机系统，这样的新系统可能完爆“安卓”系统，也可能是人工智能时代的新式系统！这些新产品有可能被历史铭记。

一、鸿蒙与方舟名称的由来

“鸿蒙”这个饱含中国意蕴的词，来源于中国神话传说，大气且寓意深远，彰显着纯纯粹粹的中国血统。“云将东游，过扶摇之枝，而适遭鸿蒙。”《庄子·在宥》，万物生于无极，无极即是传说在盘古开天辟地之前,世界是一团混沌的元气,这种自然的元气叫做鸿蒙。

上帝因世人行恶，突然 猛降洪水，以达消灭人类之目的。但是，为使心慈性善的诺亚免于此难，命留人间，上帝就命诺亚提早制造一个方舟，用于全家避难。“方舟”便由此而来。

二、鸿蒙OS的初衷

随着全场景智慧时代的到来，华为认为需要进一步提升操作系统的跨平台能力，觉得各种系统，各种设备的相互转换过于麻烦，鸿蒙的目的就是连接万物！让所有智能设备在新时代连接起来。

三、鸿蒙OS的四大技术特性

第一，分布式架构首次用于终端OS，实现跨终端无缝协同体验。鸿蒙系统将相应分布式应用的底层技术实现难度对应用开发者屏蔽，使开发者能够开发同一终端一样开发跨终端分布式应用。简单来说，从前开发者需要针对各个产品，各个系统开发，从今以后开发者只用开发一次，所有的产品都可以使用。

第二，确定时延引擎和高性能IPC技术实现系统流畅。鸿蒙OS通过使用确定时延引擎和高性能IPC两大技术解决现有系统性能不足的问题。这两项新技术将会使得我们的系统更加的流畅！

第三，基于微内核架构重塑终端设备可信安全。微内核设计的基本思想是简化内核功能，在内核之外的用户态尽可能多地实现系统服务，同时加入相互之间的安全保护。鸿蒙帮我们系上了安全带，让我们拥有更安全的系统体验。
第四，通过统一IDE支撑一次开发，多端部署，实现跨终端生态共享。鸿蒙OS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。开发一个APP，汽车，电视，手表都能用！

据介绍，华为将在今年首发的智慧屏产品中率先使用鸿蒙OS 1.0。未来三年，除完善相关技术外，鸿蒙OS会逐步应用在可穿戴、智慧屏、车机等更多智能设备中。

四、十年方舟，再造安卓

没错，华为为此准备了十年。

2009年，华为启动5G基础技术研究的同时，开始创建编译组，第一批海内外研究人员加入。
2013年，华为推出面向基站领域的自研编译器HCC，并正式提出编译器框架构想。
2014年，众多海内外专家加入华为，方舟项目正式启动。
2016年，成立编译器与编程语言实验室。
2019年，华为方舟编译器正式面世！

2017年8月的一个凌晨，在华为的一个实验室里，项目组已经连续数日24小时不间断攻关，却始终看不到success的返回信息。绝望之下，工程师把所有通信数据打印出来，逐个字节排查，最终发现有一处字节的顺序不一致。纠正后，华为方舟跑通了第一个安卓后台服务DiskStatus，这标志着对安卓的换心手术进入了实操阶段。

2018年春节前一周，方舟编译器跑通安卓系统所有后台服务，并成功移植到手机。当晚，所有人聚集在实验室的机房中，等待首个开机画面加载成功的神圣时刻。秒针滴答，如同过了一个世纪那么久，屏幕终于点亮。

欢呼，拥抱，一蹦三尺高，项目组成员们到底没忍住，留下了激动的泪水。
接下来，项目组在除夕前夜启动了方舟编译手机的Beta测试。大年初一清晨，总架构师发来了第一条经编译器编译的运行程序发出来的拜年消息：
“春节快乐，方舟大吉！”
当P30发布会上“方舟”一出现，就在中国软件行业“炸”开了锅。无数软件从业者从一开始的质疑，到弄清方舟真相后的惊叹……这些都是对华为软件工程师们十年如一日、一点一滴“啃硬骨头”的致敬！

五、方舟到底是什么？
实际上，方舟已经不是传统意义上从高级语言到机器码的“万能翻译”，更是一个编译运行系统。

一方面，方舟编译器首次在Java领域将虚拟机干掉了，也是软件史上首次将Java/C/C++等混合代码一次编译成机器码直接在手机上运行，彻底告别Java的JNI额外开销，也彻底告别了虚拟机的GC内存回收带来的应用进程掉线，使操作流畅度大幅提升。如果说目前最新的安卓系统是和谐号动车，那么经方舟编译的安卓系统便是高铁，是“复兴号”。
另一方面，方舟编译器用空间换性能，直接将编译器的代码优化搬到了开发者环境，不再被手机端的硬件资源所限制，为代码优化提供了无限可能。

华为方舟编译器团队基于多个编程语言的深刻理解和大量研发积累，将混合语言破天荒实现了统一的中间表示IR，这就相当于同一个人能够理解全世界的语言，所以我们把这个革命性突破叫做，代码“万国通”。

六、安卓卡顿再见！
方舟的另一个重要使命，就是解决安卓虚拟机GC内存回收带来的“Stop World”。

目前安卓手机内存资源不够用的时候，GC直接叫停所有应用，所以偶尔会遭遇莫名卡顿。

方舟编译器采用了引用计数法（RC，Reference Counting）来进行内存的实时回收，并且配合使用了专门的消除环算法（消除对象互相引用带来的无法回收问题），来避免GC集中式回收带来的系统卡顿。相比GC，方舟的内存回收是实时的而非集中式的，且不需要暂停应用进程，这样便大大消除了卡顿。  

如果把内存回收比作成打扫房间，那么GC的策略是专门有一个卫生员，看房间里垃圾太多了，就把所有人请出去，打扫完了再让大家回来。而方舟的RC则是每个人收拾自己的垃圾，用完就清理，保持清洁的同时不影响人的正常活动。这样就解决了安卓的卡顿问题。

七、未来的全新系统

对于鸿蒙OS是否会在手机上使用，华为消费者业务CEO余承东现场表示，“随时可以，但考虑到合作伙伴和生态建设，手机端还是优先用安卓。”

“鸿蒙”系统可以应用在非常多的硬件设备上，能够实现硬件之间的相互配合与相互兼容，并且由于低延迟的原因，在物联网中非常适用，同时“鸿蒙”系统在流畅度方面可能将优于IOS，华为内部已经有相关的报告表明，“鸿蒙”在速度方面比安卓快了一倍不止。

鸿蒙会成为最好的物联网系统吗？方舟编译器能让华为的新操作系统快过苹果吗？这些问题的答案都要让华为，让时间来告诉我们。

资料来源：华为，华为开发者大会，华盛资讯

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