Qt 適配 OpenHarmony 意義

Qt 是一個(gè) C++ 跨平臺(tái)開發(fā)框架，主要用于開發(fā)圖形用戶界面（Graphical User Interface，GUI）程序，具有跨平臺(tái)類庫（支持目前所有主流軟硬件平臺(tái)組合）、集成開發(fā)工具（縮短軟件產(chǎn)品上市時(shí)間）以及跨平臺(tái)集成開發(fā)環(huán)境（高生產(chǎn)力開發(fā)環(huán)境）等。全球超過 100 萬研發(fā)者使用過 Qt，Qt 的跨平臺(tái)開發(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 開發(fā)者陣營：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 開發(fā)人員在 OpenHarmony 上進(jìn)行跨平臺(tái)應(yīng)用遷移及應(yīng)用開發(fā)，能夠?qū)崿F(xiàn)開發(fā)人員業(yè)務(wù)目標(biāo)與個(gè)人能力和 OpenHarmony 開源生態(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 Qt 適配 OpenHarmony，能夠加速 OpenHarmony 的行業(yè)應(yīng)用推廣。

計(jì)劃貢獻(xiàn)內(nèi)容

適配計(jì)劃

Qt 按使用及部署劃分，包含了設(shè)計(jì)工具、開發(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)開發(fā)考慮，總體計(jì)劃如下：

針對(duì) OpenHarmony 的開發(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)的開發(fā)工具，實(shí)現(xiàn) Qt 應(yīng)用程序北向開發(fā)封裝；適配 Qt 附加庫部分，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

配套開發(fā)工具

Qt 開發(fā)者通常使用 Qt 配套的集成開發(fā)環(huán)境 Qt Creator，采用 qmake 或 cmake 進(jìn)行軟件工程管理配置，為方便開發(fā)者對(duì)已有軟件進(jìn)行移植適配，我們會(huì)開發(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，幫助開發(fā)者快速實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的遷移配置。

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，無非考慮幾個(gè)問題：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。

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 插件是通過子類化各種 QPlatform * 類來實(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 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 Qt 已完成的平臺(tái)抽象層相關(guān)類實(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 QPA 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)類重載實(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 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，無法通過 NAPI 直接調(diào)用，我們采用 ETS 語言實(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 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，考慮開放系統(tǒng)底層輸入法 NDK 接口。

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 模型開發(fā)符合 Stage-Ability，應(yīng)用程序通過 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 的北向開發(fā)應(yīng)用管理，需要通過 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。

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。

審核編輯 黃宇