HarmonyOS 3.1版本（API 9）推出了全新利用开发模型-Stage模型，该模型从新定义了利用开发的能力边界，从利用开发模型的角度，反对多窗口状态下对立的利用组件生命周期，并反对跨设施的迁徙和协同机制。本文为大家具体介绍Stage模型。

一、Stage模型概念

利用开发模型是运行在不同OS上的形象构造。OS通过这种形象构造，把利用开发的基础设施封装在OS外部。开发者通过应用利用开发模型，复用OS基础设施的能力，达到高效开发利用的目标。

1、什么是Stage模型
Stage模型提供面向对象的开发方式，规范化了过程创立的形式，提供组件化开发机制，将组件形象为UIAbility和ExtensionAbility两大类。UIAbility组件的生命周期蕴含创立、销毁、前台、后盾状态，将与界面强相干的获焦、失焦状态都放在窗口治理对象中，从而实现UIAbility与窗口之间的弱耦合；在服务侧,窗口治理服务依赖于组件治理服务，前者告诉后者前后台变动，这样组件治理服务仅感知前后台变动，不感知焦点变动。ExtensionAbility组件提供场景化的服务扩大机制，不提供自定义服务的能力。

相比于FA模型，Stage模型提供了更灵便的开发方式，更低的内存占用和更规范化的系统管理机制。

将来HarmonyOS将在兼容FA模型的根底上，继续演进Stage模型。


FA模型与Stage模型比照图

2、Stage模型能力特点


Stage模型能力示意图

Stage模型的设计，是为了提供给开发者一个更好的开发方式，更好的实用于多设施、分布式场景。

Stage模型的三大能力特点：
1）原生反对组件级的迁徙和协同
Stage模型的组件天生具备分布式迁徙和协同的能力，它是HarmonyOS反对分布式能力在利用模型上的体现。

利用组件反对跨设施的数据恢复：

充沛应用ArkUI的申明式UI和多页面的能力，把数据/状态保留在UIAbility组件实例中，逻辑批改数据，数据驱动UI变动。多设施间迁徙UIAbility，就是迁徙UIAbility的数据/状态。在指标设施上通过数据/状态来复原UI，实现逻辑与UI的解耦，晋升了流转开发效率。

利用组件反对跨设施的近程调用：

UIAbility组件反对跨设施拉起另外一个设施上同名利用的同名组件实例。零碎在拉起过程中，通过底层软总线的能力在两个组件实例之间建设跨设施的RPC连贯，开发者在获取RPC接口后，即可进行跨设施通信，实用于利用在设施间交互的场景。

2）反对多设施状态和多窗口状态

在桌面设施上，窗口能够最大化/最小化/任意扭转窗口大小，窗口间能够任意切换焦点，接管用户输出。在挪动设施上，根本以全屏窗口为主，窗口之间形成栈构造，只有顶层窗口能力接管用户输出。如何在不同窗口状态的设施上，提供对立的组件模型呢？Stage模型拆散了UIAbility生命周期和窗口显示/焦点事件，使得窗口的焦点切换不影响UIAbility组件的状态。

UIAbility的前后台状态和窗口的全屏/最小化的关系如下：

只有当窗口最小化的时候，UIAbility组件进入后盾状态，否则UIAbility组件处于前台状态；
当一个窗口全屏的时候，触发其余窗口最小化（能够依据产品状态确定全屏窗口个数）。

在桌面设施和挪动设施的交互体验不同的状况下，零碎通过施行上述规定，能够保障UIAbility组件的生命周期定义在多设施上保持一致。同时，不管在桌面设施还是挪动设施，都遵循每个新的UIAbility组件实例都会创立一个工作，所以也保障了工作（Mission）机制在多设施上的一致性。

3）从新定义利用能力边界

通常状况下，利用如果可自行决定创立多少个过程、自定义服务时，零碎为保障用户体验，须要在后盾运行管控、过程关联启动等方面对利用的运行状态进行强治理，从而升高零碎总体的内存占用和功耗开销。

Stage模型基于场景的服务扩大、严格的后盾管控机制和受限的过程模型，从新定义了利用能力边界，使过程环境从“无序”到“有序”，标准了过程治理模型。

二、Stage模型介绍

基于Stage模型开发利用，上面将会从利用组件、过程模型、线程模型、任务模型、后盾运行机制、利用配置文件6个方面进行介绍。

1、组件模型

利用开发模型中须要指明利用开发的入口。在HarmonyOS上，利用组件是利用开发的入口，同时也是运行时入口。用户启动、应用和退出利用过程中，利用组件会在不同的状态间切换，这些状态称为利用组件的生命周期。利用组件提供生命周期的回调函数，开发者通过利用组件的生命周期回调感知利用的状态变动。


Stage模型组件类型

Stage模型提供了UIAbility和ExtensionAbility两种类型的组件。

1） UIAbility组件是一种蕴含UI界面的利用组件，次要用于和用户交互。UIAbility的生命周期只蕴含创立/销毁/前台/后盾等状态，通过WindowStage的事件裸露显示相干的状态。每个UIAbility组件都会有一个主窗口与之绑定，如果开发者心愿开发简单的页面和动效，咱们举荐开发者应用ArkUI的多页面能力。UIAbility反对跨设施拉起同名组件，并与之协同交互的能力。

2）ExtensionAbility组件是一种面向特定场景的利用组件，零碎在特定场景下启动该组件为用户提供服务。开发者并不间接从ExtensionAbility派生，而是从ExtensionAbility的派生类派生。目前ExtensionAbility有用于卡片场景的FormExtensionAbility和用于输入法场景的InputMethodExtensionAbility等多种派生类。在Stage模型上，一般利用开发者不能开发自定义服务，也不反对开发者间接启动ExtensionAbility，包含开发者本人编写的ExtensionAbility。

2、过程模型


过程模型示意图

Stage模型有三类过程，是从零碎总体资源占用思考，心愿由零碎负责利用过程的创立和销毁。所以不反对利用自定义配置多过程，也不反对通过接口启动过程。

1）主过程
开发者编写的UIAbility入口及其依赖的代码都在该过程中运行。它是由UIAbility组件的启动触发创立的。

2）ExtensionAbility过程
开发者编写的同一种类型的ExtensionAbility组件实例都会在同一个过程中运行。不同类型的ExtensionAbility组件实例则在不同的过程中运行。该类过程是由零碎服务在特定场景下创立，并依据用户对特定场景的应用，决定其何时销毁。同时该类过程独立于主过程创立，并且不反对与主过程之间进行IPC通信。

3）Render过程
为了反对WebView的运行，每个利用只能创立一个Render过程用于运行WebView的渲染引擎。这个Render过程也是由零碎负责创立和销毁。

3、线程模型
HarmonyOS的原生利用开发语言为ArkTS。在利用过程启动时，零碎会在主线程上创立一个ArkTS的虚拟机实例，而后加载和执行利用的入口代码。利用组件的生命周期回调，输出事件的散发，ArkUI的布局等操作都会在主线程上执行，所以咱们举荐开发者不要在主线程上执行单次耗时过长的操作，否则容易引发卡顿。

ArkTS通过提供Worker API反对并发编程。Worker有独立的虚拟机上下文，它与主线程是两个不同的虚拟机上下文。它们之间通过postMessage API进行通信。这种基于消息传递的并发模型与基于锁的并发模型不同，须要开发者特地留神。

4、任务模型
用户在操作利用的过程中，常常须要对曾经操作过的利用进行切换，这些操作记录（不同OS的操作对象定义可能不同）常常被称为工作。利用工作治理模型须要定义工作的操作对象，以及工作创立和销毁的形式和机会。

在HarmonyOS上，每次用户启动一个新的UIAbility组件实例，都会生成一个新的工作（Mission）。例如，用户启动一个视频利用后，切换到“工作核心”界面，将会看到视频利用这个工作，当用户点击这个工作时，零碎会把该工作切换到前台，如果这个视频利用中的视频编辑性能也是通过利用组件编写的，那么在用户启动视频编辑性能时，会创立视频编辑的利用组件实例，在“工作核心”界面中，将会展现视频利用、视频编辑两个工作。

工作（Mission）中记录了组件和快照的信息，并在零碎中长久化。即便工作对应的组件实例销毁，工作依然存在。如果用户从工作核心中抉择某个工作，工作对应的组件实例会被拉到前台并获焦，如果它对应的组件实例曾经销毁，零碎会创立一个新的组件实例与之对应。

开发者在用户交互设计上须要特地留神，防止产生过多的工作。如果开发者心愿应用多个页面交互，举荐应用ArkUI的页面栈能力。

HarmonyOS的任务模型不提供工作栈的能力，每个利用能够有多个工作在工作核心出现，不同利用的工作不会以栈的模式重叠在一起，防止了不同利用间工作混淆不清的状况。

5、后盾运行机制


后盾运行示意图

当利用的所有前台UIAbility组件都进入后盾的时候，零碎认为该利用进入后盾。利用在后盾运行的机制对设施续航影响很大。HarmonyOS后盾运行机制的设计初衷是心愿利用过程在零碎规定范畴内运行，并使用户可感知，防止利用过程在后盾运行，而用户不感知的状况。咱们提供了如下几种后台任务（Task）：

1）短时工作
零碎每天会给申请了短时工作的利用调配肯定的后盾运行配额。

2）长时工作
零碎定义了若干种后盾长时运行的工作类型，开发者须要在利用的配置文件中配置，并须要上架审核。这样该利用在设施上后盾运行的时候，就能够放弃长时间运行，同时零碎会通过用户可感知的UI提醒用户有后盾过程正在运行。例如导航，录音，音乐等场景。

3）无工作
默认状况下，利用不申请任何后盾运行形式，则会在利用过程进入后盾10秒钟后被解冻挂起，利用无奈收到内部非用户操作事件。

4）闲时工作
对于一些CPU密集型，且对实时性要求不高的工作，比方科学计算等场景，零碎提供了闲时工作机制。例如设施充电等适当的机会向利用提供后盾运行的能力，开发者能够通过Work-SchedulerExtensionAbility应用该机制，零碎会依据以后的零碎状态和用户应用频次决策唤醒机会。

5）托管工作
对于一些能够托管给零碎执行的工作。比方下载等场景，零碎提供代理工作的API，由零碎代理实现工作，利用过程会处于解冻状态。

6、利用配置文件
Stage模型提供了全新的利用配置文件，它蕴含利用信息、利用组件信息、权限信息、开发者自定义信息等，这些信息在编译构建、散发和运行阶段别离提供给编译工具、利用市场和操作系统应用。

Stage利用模型是HarmonyOS利用开发的基础架构，它从组件模型、面向对象开发方式、过程/线程模型等方面对FA模型进行了全面的优化，进步了利用开发效率。后续咱们将在利用模型的基础设施、大型利用开发、拓展利用状态、跨设施能力和性能体验等方面持续打磨，撑持HarmonyOS利用生态拓展，宽广开发者退出进来，一起摸索和翻新，共建万物互联的利用生态。

将来未来，有迹可循！