「鴻蒙初辟原無姓，打破頑空需悟空」，在國產自研操作系統(tǒng)短缺的窘境之下，天驚一聲雷，「鴻蒙」踏風來。
回首上個月的技術圈，最值得業(yè)界浮稱流說的無疑是 8 月 9 日華為開發(fā)者大會 2019（簡稱 HDC 2019）上公開的「鴻蒙 OS」。作為一款基于微內核的全場景分布式 OS，「鴻蒙 OS」肩負打破傳統(tǒng) IoT 操作系統(tǒng)的責任，同時也成為萬眾期待的移動操作系統(tǒng)市場上的 Plan B。
其實自「鴻蒙 OS」揭開神秘面紗至今已有一月有余的時間，業(yè)界對其看法貶褒不一，有人表示，「鴻蒙 OS」的到來一石激起千層浪，名副其實的國產自研操作系統(tǒng)的驕傲；不過也有人質疑，目前看起來依舊是一款 PPT 操作系統(tǒng)的鴻蒙 OS 真的有那么大的潛力嗎？對此，我們也不禁好奇，初生牛犢的「鴻蒙 OS」是否真的能實現(xiàn)以上的種種？其背后又有哪些不為人知的故事？對于為「鴻蒙 OS」開路的全新產品之華為方舟編譯器，它的開源代碼又將為技術圈的從業(yè)者們帶來哪些思考？
基于此，CSDN 獨家策劃了以「鴻源初辟，蒙地始開」為主題的《程序員大本營》9 月刊，將為大家全面揭曉鴻蒙 OS 背后的種種，也將幫助大家更好地了解當下主流的物聯(lián)網、AI、云計算、區(qū)塊鏈等技術迭代歷史和最新的發(fā)展趨勢。
十年磨一劍，霜刃未曾試
事實上，和素有“動物園”之稱的阿里相比，華為更像是一本《山海經》。被命名為「鴻蒙」的操作系統(tǒng)就是典型的華為版《山海經》重要組成之一。
眾所周知，鴻蒙 OS 十年磨一劍，但霜刃始終未曾試。
早在 2009 年，華為就于內部創(chuàng)立了編譯組，開啟了秘密研發(fā)模式，旨在為自研芯片、新一代通信、云計算、操作系統(tǒng)等技術提供編譯器的基礎建設。
到了 2012 年，華為再次成立了一個代號為“2012 實驗室”，面向未來進行 5－10 年的長期布局，基于以上新興科技開始深入技術研究。
彼時“2012 實驗室”為了進行專項研究，它的旗下逐漸衍生出以多個以科學家名字命名的實驗室，譬如諾亞方舟實驗室、歐拉實驗室、香農實驗室、高斯實驗室。此前，據國內不少媒體透露，華為的方舟編譯器正是來自諾亞方舟實驗室，而華為的操作系統(tǒng)則是由歐拉實驗室負責研發(fā)。
之所以要自研操作系統(tǒng)，其實極其具備危機意識和憂患意識的華為掌舵者任正非早在 2012 年的一次內部講話就曾透露道，華為做終端操作系統(tǒng)是出于戰(zhàn)略的考慮，“（如果）Android 系統(tǒng)不給我用了，Windows Phone 8 系統(tǒng)也不給我用了，我們是不是就傻了？”
果不其然，短短幾年后，這個擔憂還是發(fā)生了。2018 年之際，華為一朝被美國政府列入“實體清單”（Entity List），這意味著華為在未來倘若沒有美國政府的許可，所有美國企業(yè)將不能再給華為供貨。
而在此后沒多久，據路透社報道，有消息人士稱，Alphabet 旗下的 Google 受美國“行政令”的影響，于 2019 年 5 月暫停了與華為的部分業(yè)務合作，其中 Google 除了 Android 操作系統(tǒng)開源的部分，停止了對華為授權 Android 系統(tǒng)中閉源的應用以及技術支持等服務，即 Google 的 Google Play Store、Google 語音控制助理、Google 地圖、Gmail、YouTube 等應用，華為設備雖然可以下載但是將無法正常訪問。
操作系統(tǒng)被扼喉，外患加內憂的雙重壓力下，華為暗中發(fā)力，加快自己產品的研發(fā)速度，而更多有關鴻蒙 OS 的消息也接踵而至：
5 月 24 日，國家知識產權局商標局網站顯示，華為已申請“華為鴻蒙”商標，申請日期是 2018 年 8 月 24 日，注冊公告日期是 2019 年 5 月 14 日，專用權限期是從 2019 年 5 月 14 日到 2029 年 5 月 13 日；
5 月 17 日，有網友曝光由上海某教授領導華為操作系統(tǒng)團隊開發(fā)的自主產權操作系統(tǒng)「鴻蒙」的相關技術應用；
依舊是 5 月，華為消費者業(yè)務 CEO 余承東終松口表示，鴻蒙最早將于今秋面世；
7 月，華為董事長梁華表示，鴻蒙是為物聯(lián)網開發(fā)的系統(tǒng)，可在自動駕駛，遠程操作醫(yī)療環(huán)境，提供低時延的一個操作系統(tǒng)；
…
今日把示君，誰有不平事
秋季未至，而華為「鴻蒙 OS」提早面世。
在今年 HDC 2019 上，作為“理工”出身的華為消費者業(yè)務 CEO 余承東帶著為極具技術性的「鴻蒙 OS」驚艷了全場。
對此，余承東正面解釋了「鴻蒙 OS」的誕生背景，其表示，目前由于 Android／Linux 系統(tǒng)內核代碼龐大冗余，難以保證不同終端體驗流暢，同時多終端互聯(lián)網對設備安全也提出了更高的要求，需要軟件生態(tài)與硬件綁定，降低用戶體驗與開發(fā)效率，而鴻蒙 OS 正是為了解決這些難點而生。
而從技術架構來看，鴻蒙 OS 具備四大特性：
分布式架構：實現(xiàn)跨終端無縫協(xié)同體驗
鴻蒙 OS 的“分布式 OS 架構”和“分布式軟總線技術”通過公共通信平臺，分布式數據管理，分布式能力調度和虛擬外設四大能力，將相應分布式應用的底層技術實現(xiàn)難度對應用開發(fā)者屏蔽，使開發(fā)者能夠聚焦自身業(yè)務邏輯，像開發(fā)同一終端一樣開發(fā)跨終端分布式應用，也使最終消費者享受到強大的跨終端業(yè)務協(xié)同能力為各使用場景帶來的無縫體驗。
實現(xiàn)系統(tǒng)天生流暢：確定時延引擎和高性能 IPC 兩大技術
為了滿足萬物互聯(lián)的全場景智慧時代對 OS 提出的新要求，鴻蒙 OS 將硬件能力與終端解耦，通過分布式軟總線連接不同終端，讓應用輕松調用其他終端的硬件外設能力，為消費者帶來跨終端無縫協(xié)同體驗。
內核安全：基于微內核架構重塑終端設備可信安全
鴻蒙 OS 采用全新的微內核設計，擁有更強的安全特性和低時延等特點。微內核設計的基本思想是簡化內核功能，在內核之外的用戶態(tài)盡可能多地實現(xiàn)系統(tǒng)服務，同時加入相互之間的安全保護。微內核只提供最基礎的服務，比如多進程調度和多進程通信等。同時，它還將微內核技術應用于可信執(zhí)行環(huán)境（TEE），首次通過形式化方法，重塑可信安全。形式化方法是利用數學方法，從源頭驗證系統(tǒng)正確，無漏洞的有效手段。
統(tǒng)一 IDE 支撐一次開發(fā)，多端部署，實現(xiàn)跨終端生態(tài)共享
鴻蒙 OS 配備面向多終端開發(fā)的統(tǒng)一 IDE（集成開發(fā)工具），可以幫助開發(fā)者實現(xiàn)真正的一次開發(fā)，多端部署，在跨設備之間實現(xiàn)共享生態(tài)。
整體而言，鴻蒙是全球第一個微內核、面向 AI 全場景的分布式 OS。
＃?！给櫭?OS」的領軍人物
那么，要問這款偉大且極具里程碑意義的產品究竟來自哪些精英之手？其是否有著靈魂人物的存在？
眾里尋他千百度，據了解，鴻蒙 OS 背后的靈魂人物是一位來自上海交大的教授、博導——陳海波，與此同時，他還兼任華為 OS 首席科學家、操作系統(tǒng)內核實驗室主任。
乍一聽，或許很多人并沒有直觀感受到全球操作系統(tǒng)領域頂尖人才的技術魅力，但是當打開這位年輕 80 后教授陳海波的個人介紹頁面時：
2010 年，亞洲學者們連續(xù) 40 年，都沒能在 SOSP（操作系統(tǒng)原理大會，成立于 1967 年）上獨立發(fā)表研究論文。2011 年，陳海波的論文被 SOSP 錄用，難破的紀錄，就這樣被一位三十來歲的年輕人 Kill。
此外，陳海波還多次擔任 SOSP、ISCA、Oakland、EuroSys、Usenix ATC 等國際著名學術會議 PC members，APSys 2014、2014 年全國體系結構學術年會等 PC Co－Chairs，以及 ACM APSys 的 Steering Committee Co－Chair，在 SOSP、OSDI、EuroSys、Usenix ATC、ISCA、MICRO、HPCA 等發(fā)表多篇學術論文，獲得 VEE 2019、APSys 2017、EuroSys 2015、APSys 2013 與 ICPP 2007 的最佳論文獎，HPCA 2014 的最佳論文提名獎，以及 2009 年 CCF 優(yōu)秀博士學位論文獎、2011 年全國優(yōu)秀博士學位論文獎與 CCF 青年科學家獎、2015 年中國計算機學會青年科學家獎、2018 年度教育部技術發(fā)明一等獎，入選教育部新世紀人才計劃與國家萬人計劃“青年拔尖人才計劃”；
以下是近五年來，陳海波在操作系統(tǒng)領域所做的一些貢獻：
陳海波海波團隊近年來的貢獻
我們才深刻感受到真正的王者，從來低調。
鴻蒙 OS 的第一槍：方舟編譯器
正是在這位靈魂人物的引領，以及國內外學術界多位 OS 領域學者、專家的共同努力之下，鴻蒙 OS 才會成功進入大眾視野與日常產品應用中。
不過，如今距離這款操作系統(tǒng)的發(fā)布已經過去了一個多月的時間，但是用戶依然未能親眼目睹彼時余承東宣布將會開源的鴻蒙 OS 的源代碼，對此，業(yè)界依舊有不少人質疑鴻蒙為一款 PPT 操作系統(tǒng)， 那么鴻蒙 OS 是否真的能承受住萬眾期待的重量？
實則，8 月底華為開源的方舟編譯器已在無形之中打響了鴻蒙 OS 起跑的第一槍。
為何會如此評價？對此，CSDN 特邀上海鑒釋科技創(chuàng)始人、前華為人＆原方舟編譯器立項負責人之一梁宇寧解剖到：
如果要一個操作系統(tǒng)高效，它的設計必須和它的芯片或多或少有更密切的關聯(lián)，而這些關聯(lián)就是用編譯器去達成的，就是負責把程序源代碼根據芯片的設計去做最大化優(yōu)化。
華為手機的技術一直是以蘋果手機對標的，自然而然，華為就要構造這些能力從芯片，操作系統(tǒng)到編程技術。
為了對標蘋果，當初的目的是為了省內存和閃存，從而有相應性能提高，而華為首先嘗試改變安卓上的采用編程技術，再來實現(xiàn)軟件和硬件聯(lián)同設計，如 CPU 的流水線和特有指令等。
從方舟編譯器的開源，就可以很清晰的看到，當初決定的技術方向，就是把動態(tài)語言特性靜態(tài)化在運行前預處理，這還是屬于 AOT 范圍，但是比 SUN 當時在 Java 上做的 AOT 激進：
把 Java 的字節(jié)碼預編譯成機器碼，當然有華為自己的 IR 為編譯轉換和優(yōu)化所用；
把 Java 的內存垃圾管理 GC 改成和蘋果自動引用計數 ARC 一樣。
這是不包含傳統(tǒng)編譯器：
Java 編程語言解析器，負責把 Java 程序源代碼轉換成 Java 的字節(jié)碼；
生成的機器碼還是 ARM 標準的指令集，沒有華為芯片特定的指令；
沒有自己鏈接器，所以沒有對應的優(yōu)化。
簡單來看，編譯器雖沒有被集成到操作系統(tǒng)內核中，但也是操作系統(tǒng)的功能中很重要的組成部分。
鴻源初辟，蒙地始開
而未來鴻蒙 OS 會如何？
目前，隨著搭載鴻蒙 OS 的榮耀智慧屏的發(fā)布，我們也親眼見證了基于該操作系統(tǒng)的智慧屏電視已與手機實現(xiàn)全方位互聯(lián)，且?guī)砹烁痈咝У慕换?，而未來也正如華為官方所述，鴻蒙 OS 會逐步應用于可穿戴、車機、音箱等更多的智能設備中。
其實，最初業(yè)界對于鴻蒙 OS 的期待是希望它能成為 Android 的替代者，而并非是面向全場景的 IoT 操作系統(tǒng)。
如今在現(xiàn)實面前，要問用戶是否會有失落之感？其實是有的，不過對此，諸多華為發(fā)言人也不斷地表示，如果將來美國允許使用 Android，華為將仍然使用 Android 系統(tǒng)和生態(tài)；如果美國不允許華為使用 Android 系統(tǒng)，華為也能夠拿出自己的產品，鴻蒙系統(tǒng)不是談判策略。
從一定程度上來看，這無疑是當前最好的方案。為何這么說，其實反思華為之所以提前讓鴻蒙 OS 面世，一方面或因為美國封令的壓力，另一方面，這也是華為想讓鴻蒙 OS 開始學走路的標志。
事實上，和 Android 龐大且成熟的生態(tài)系統(tǒng)相比，鴻蒙 OS 仍舊是一個步履蹣跚的學童，其想要實現(xiàn)加速跑步還需要足夠的時間去開源吸引更多的用戶與廠商參與、構建一套完善的應用層生態(tài)、適配更多的終端等等，因此，當下想讓鴻蒙 OS 短時間之內將 Android 取而代之，顯然不切實際，不過，鴻蒙 OS 如今動起來終究是一件好消息。
對此，梁宇寧也評價道：“也許今天，我們無法想象華為的將來會是如何，我深信只要華為如給承天霹靂辟開，逐漸地徹底地真誠開放，團結世界上一切可以團結的力量，光明永遠在等候著有心人的到來?！?/p>
作者 ｜ 屠敏