峰會(huì)回顧第29期 | Qt For OpenHarmony

演講嘉賓 | 蔡萬(wàn)蒼

回顧整理 | 廖 濤

排版校對(duì) | 李萍萍

嘉賓簡(jiǎn)介

蔡萬(wàn)蒼，13年C++/Qt開(kāi)發(fā)相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，曾任職Qt公司，擔(dān)任技術(shù)支持、Qt咨詢師，協(xié)助國(guó)內(nèi)多家Qt企業(yè)版用戶完成基于Qt的軟件框架搭建，參與Qt開(kāi)源社區(qū)Bug維護(hù)及修改，在基于Qt框架的軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)、Qt跨平臺(tái)適配上有多年的技術(shù)積累和經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)源書(shū)籍QmlBook-in-Chinese在github上star數(shù)達(dá)到1000+，現(xiàn)任職于軟通動(dòng)力信息技術(shù)（集團(tuán)）股份有限公司，擔(dān)任成都圖形框架研究院軟件開(kāi)發(fā)專(zhuān)家角色，負(fù)責(zé)圖形框架研究院的技術(shù)管理工作。

內(nèi)容來(lái)源

第一屆開(kāi)放原子開(kāi)源基金會(huì)OpenHarmony技術(shù)峰會(huì)——生態(tài)與互聯(lián)分論壇

視頻回顧

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正 文 內(nèi) 容

在全球超過(guò)70個(gè)行業(yè)，8000家公司，100萬(wàn)的開(kāi)發(fā)者都在使用Qt，通過(guò)Qt適配OpenHarmony，能夠豐富OpenHarmony的開(kāi)發(fā)生態(tài)、應(yīng)用生態(tài)，加速OpenHarmony在各行業(yè)的推廣使用。如何推進(jìn)和完成Qt在OpenHarmony上的適配呢？軟通動(dòng)力成都圖形框架研究院軟件開(kāi)發(fā)專(zhuān)家蔡萬(wàn)蒼在第一屆OpenHarmony技術(shù)峰會(huì)上分享了精彩觀點(diǎn)。

01?

Qt 適配 OpenHarmony 意義

Qt是一個(gè)C++跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)框架，主要用于開(kāi)發(fā)圖形用戶界面（Graphical User Interface，GUI）程序，具有跨平臺(tái)類(lèi)庫(kù)（支持目前所有主流軟硬件平臺(tái)組合）、集成開(kāi)發(fā)工具（縮短軟件產(chǎn)品上市時(shí)間）以及跨平臺(tái)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（高生產(chǎn)力開(kāi)發(fā)環(huán)境）等。全球超過(guò)100萬(wàn)研發(fā)者使用過(guò)Qt，Qt的跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)能力覆蓋70多個(gè)行業(yè)，是從1994年至今得到廣泛的認(rèn)同和驗(yàn)證的主流技術(shù)。

Qt適配OpenHarmony有什么意義？

一、擴(kuò)大OpenHarmony開(kāi)發(fā)者陣營(yíng)：基于Qt跨平臺(tái)特性及Qt For OpenHarmony的適配，吸引數(shù)量龐大的Qt開(kāi)發(fā)人員在OpenHarmony上進(jìn)行跨平臺(tái)應(yīng)用遷移及應(yīng)用開(kāi)發(fā)，能夠?qū)崿F(xiàn)開(kāi)發(fā)人員業(yè)務(wù)目標(biāo)與個(gè)人能力和OpenHarmony開(kāi)源生態(tài)與技術(shù)發(fā)展的雙贏。

二、豐富OpenHarmony應(yīng)用生態(tài)：Qt支持目前主流的所有操作系統(tǒng)，如UBuntu、CentOS、OpenEuler、Android、OS X、iOS、Windows、VxWorks、QNX等，涵蓋從嵌入式平臺(tái)、移動(dòng)平臺(tái)及PC桌面，基于Qt框架典型的桌面應(yīng)用，從娛樂(lè)到工業(yè)軟件都有所涉及，如暴雪的戰(zhàn)網(wǎng)客戶端、WPS、VirtualBox等等，大部分應(yīng)用程序都可以使用Qt實(shí)現(xiàn)。通過(guò)Qt適配OpenHarmony，能夠加速OpenHarmony的行業(yè)應(yīng)用推廣。

02?

計(jì)劃貢獻(xiàn)內(nèi)容

2.1??

適配計(jì)劃

Qt按使用及部署劃分，包含了設(shè)計(jì)工具、開(kāi)發(fā)工具、框架必要模塊、框架附加模塊4個(gè)部分，基于OpenHarmony跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)考慮，總體計(jì)劃如下：

針對(duì)OpenHarmony的開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行補(bǔ)充

對(duì)Qt必要模塊進(jìn)行適配支持

對(duì)部分Qt附加模塊適配支持

具體工作如下：

成立 OH_QT sig，完成Qt Core（Qt核心模塊）、Qt GUI（顯示相關(guān)代碼）以及Qt QML適配

完成Qt工程部署，適配Qt相關(guān)的開(kāi)發(fā)工具，實(shí)現(xiàn)Qt應(yīng)用程序北向開(kāi)發(fā)封裝；適配Qt附加庫(kù)部分，如Qt Multimedia，QtRemoteObjects

完成Qt示例及DEMO適配驗(yàn)證、Qt單元測(cè)試適配驗(yàn)證；向Qt社區(qū)申請(qǐng)立項(xiàng)OpenHarmony支持，申請(qǐng)OH_QT sig畢業(yè)

開(kāi)發(fā)Qt工程轉(zhuǎn)換DevEco工程工具實(shí)現(xiàn)快速的應(yīng)用遷移配置

2.2??

Qt 配套開(kāi)發(fā)工具

Qt開(kāi)發(fā)者通常使用Qt配套的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境Qt Creator，采用qmake或cmake進(jìn)行軟件工程管理配置，為方便開(kāi)發(fā)者對(duì)已有軟件進(jìn)行移植適配，我們會(huì)開(kāi)發(fā)對(duì)應(yīng)的工程轉(zhuǎn)換工具，將Qt的應(yīng)用工程轉(zhuǎn)換為DevEco Application工程，幫助開(kāi)發(fā)者快速實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的遷移配置。

03?

技術(shù)難點(diǎn)分享

Qt本身是跨平臺(tái)的框架，我們要把它跟OpenHarmony做移植，無(wú)非考慮幾個(gè)問(wèn)題：一是Qt應(yīng)用程序的界面如何在OpenHarmony上進(jìn)行顯示；OpenHarmony本身觸屏的輸入、鼠標(biāo)/鍵盤(pán)的輸入怎么能夠把它映射到Qt本身的應(yīng)用程序框架里去。需要了解Qt的QPA實(shí)現(xiàn)及系統(tǒng)接口調(diào)用的相關(guān)邏輯，就能實(shí)現(xiàn)Qt應(yīng)用程序在OpenHarmony上的運(yùn)行。

3.1??

QPA 實(shí)現(xiàn)及系統(tǒng)接口調(diào)用

Qt平臺(tái)抽象（QPA）是Qt的平臺(tái)抽象層，QPA插件是通過(guò)子類(lèi)化各種QPlatform*類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)接口的接入，例如用于窗口系統(tǒng)集成的QPlatformIntegration和QPlatformWindow以及用于更深層次的平臺(tái)主題化和集成的QPlatformTheme。

QPA核心對(duì)象及作用：通過(guò)QPlatfromIntegration實(shí)現(xiàn)對(duì)QPA插件的對(duì)象聲明周期管理，Qt GUI等模塊通過(guò)Qt已完成的平臺(tái)抽象層相關(guān)類(lèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)底層的調(diào)用，其中比較重要的實(shí)現(xiàn)類(lèi)包括：EventDispatcher（實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)底層事件接入）、BackingStore（系統(tǒng)圖形繪制雙緩存實(shí)現(xiàn)）、Screen（系統(tǒng)屏幕對(duì)象，用于管理Window顯示）、Window（系統(tǒng)窗口對(duì)象）、InputContext（系統(tǒng)輸入處理，包括鼠標(biāo)、輸入法等）、OpenGLContext（系統(tǒng)窗口OpenGL渲染上下文）以及Clipboard（系統(tǒng)剪切板）。

Qt Widget For OpenHarmony渲染流程：基于Qt框架自成體系的圖形框架和事件系統(tǒng)，在OpenHarmony上基于XComponent生成的EGLSurface，采用圖像二維繪制的方式在OpenGL Surface上實(shí)現(xiàn)雙緩存渲染機(jī)制，完成Qt Widget的窗口內(nèi)容渲染。

Qt Quick For OpenHarmony渲染流程：Qt Quick采用自成體系的Scene Graph基于OpenGL標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)，QPA OpenHarmony插件基于XCompent生成EGL Surface，并通過(guò)QPA標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)類(lèi)重載實(shí)現(xiàn)PlatformIntegration實(shí)現(xiàn)與Scene Graph的OpenGLContext綁定，Qt Quick基于標(biāo)準(zhǔn)OpenGL接口在XComponent上實(shí)現(xiàn)圖形渲染。

OpenHarmony Touch事件接入：基于XComponent的事件監(jiān)控回調(diào)，在QPA的InputContext實(shí)現(xiàn)中實(shí)現(xiàn)對(duì)XComponent的輸入監(jiān)控，將監(jiān)控的輸入轉(zhuǎn)換為Qt Event發(fā)送到Qt Event隊(duì)列中，由Qt框架實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入的處理，完成對(duì)觸屏操作和鼠標(biāo)操作的處理。

基于NAPI的應(yīng)用框架接口調(diào)用：基于OpenHarmony的應(yīng)用接口規(guī)范，部分接口未提供NDK接口，需要通過(guò)Node.JS的C++插件NAPI調(diào)用ETS SDK的接口進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，QPA For OpenHarmony部分系統(tǒng)接口采用該種方式完成對(duì)系統(tǒng)接口的調(diào)用，例如系統(tǒng)剪切板。

基于TS腳本自定義符合Qt標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)話框：Qt上層接口的QMessageBox支持系統(tǒng)默認(rèn)樣式對(duì)話框彈出，該接口在OpenHarmony的SDK中有提供，由于參數(shù)差異，無(wú)法通過(guò)NAPI直接調(diào)用，我們采用ETS語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)后導(dǎo)入到DialogHelpers中進(jìn)行使用。目前系統(tǒng)輸入法采用NAPI接口進(jìn)行調(diào)用，通過(guò)Custom ETS實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)輸入法的調(diào)用進(jìn)行監(jiān)控，再傳入Qt Input Context轉(zhuǎn)換為Qt Key Event輸入到Qt框架，由于輸入法的高性能要求，后續(xù)會(huì)與OpenHarmony團(tuán)隊(duì)進(jìn)行溝通，考慮開(kāi)放系統(tǒng)底層輸入法NDK接口。

3.2??

Qt For OpenHarmony 應(yīng)用管理

符合OpenHarmony標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用管理：

啟動(dòng)流程：（1）Qt框架按照Stage模型開(kāi)發(fā)符合Stage-Ability，應(yīng)用程序通過(guò)EntryAbility調(diào)用啟動(dòng)；（2）在QtAbilityStage的onCreate中，使用NAPI機(jī)制初始化Qt的Native模塊，并調(diào)用App自己的main入口函數(shù)，拉起應(yīng)用邏輯。

退出流程：在EntryAbility的onDestory中，使用NAPI機(jī)制通知Qt的QPA模塊，退出Qt Framework的主循環(huán)及業(yè)務(wù)邏輯。

與傳統(tǒng)的C++應(yīng)用程序不同，遵循Openharmony的北向開(kāi)發(fā)應(yīng)用管理，需要通過(guò)eTS框架完成應(yīng)用程序C/C++應(yīng)用程序main函數(shù)入口調(diào)用啟動(dòng)。

由于XComponent的動(dòng)態(tài)創(chuàng)建問(wèn)題，目前QPA的NAPI函數(shù)調(diào)用放在index.ets中進(jìn)行調(diào)用，該問(wèn)題還需要與OpenHarmony團(tuán)隊(duì)進(jìn)行溝通，討論基于OpenHarmony的最優(yōu)解：（1）基于ETS框架自定義ETS腳本，實(shí)現(xiàn)XComponent的動(dòng)態(tài)創(chuàng)建,在ETS框架下實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序窗口管理；（2）基于NDK開(kāi)發(fā)的XComponent的新增接口，在Qt App側(cè)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的窗口管理。

04?

總結(jié)與展望

基于Qt跨平臺(tái)特性及Qt For OpenHarmony的適配，能夠促進(jìn)OpenHarmony跨平臺(tái)應(yīng)用遷移及應(yīng)用開(kāi)發(fā)，對(duì)OpenHarmony技術(shù)生態(tài)有一定的積極作用，期待大家一塊參與到Qt適配OpenHarmony的相關(guān)工作中來(lái)。

E N D

審核編輯 黃宇