华为：2025年鸿蒙编程语言白皮书

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鸿蒙编程语言白皮书 文档版本 发布日期 V1.0 2025-06-20 2 版权所有 © 华为终端有限公司 2025。保留一切权利。 本材料所载内容受著作权法的保护，著作权由华为公司或其许可人拥有，但注明引用其他方 的内容除外。未经华为公司或其许可人事先书面许可，任何人不得将本材料中的任何内容以 任何方式进行复制、经销、翻印、播放、以超级链路连接或传送、存储于信息检索系统或者 其他任何商业目的的使用。 商标声明 华为，以上为华为公司的商标（非详尽清单），未经华为公司书面事先明示许可，任何第三 方不得以任何形式使用。 注意 华为会不定期对本文档的内容进行更新。 本文档仅作为使用指导，文档中的所有陈述、信息和建议不构成任何明示或暗示的担保。 华为终端有限公司 地址： 广东省东莞市松山湖园区新城路 2 号 网址： https://consumer.huawei.com 3 1）高效开发 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · O1 鸿蒙编程语言整体框架 18 CONTENT 鸿蒙编程语言适用场景 1）ArkTS 概述· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 6 2）仓颉概述· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 3）C/C++概述· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 4）语言互操作介绍· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · O2 3）安全 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 4）跨平台· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 5）技术资产保护 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 7 8 9 25 43 47 48 2）高性能· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 4 O3 鸿蒙编程语言演进策略 1）语言演进整体策略· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 2）智能化演进策略 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 3）未来一年语言演进策略· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 54 56 58 5 1 第一章：鸿蒙编程语言整体框架 鸿蒙是多语言生态，ArkTS、仓颉和 C/C++充分互补。ArkTS 是动态类型编 程语言，主打易学易用、生态丰富、极简开发、持续创新四大特征；仓颉是静 态类型编程语言，主打高性能、强安全、跨平台、智能化等特性。为满足不同 业务场景诉求及不同开发者编程习惯，两者长期协同发展和长期演进，并保持 生态兼容。ArkTS和仓颉均通过垃圾回收机制自动管理内存，C/C++支持Native 开发，需开发者手动管理内存，三种语言相互配合，共同支撑鸿蒙应用生态构 建。 图 1-1：鸿蒙 APP 架构示意图 6 ArkTS 概述 ArkTS 是鸿蒙应用开发高级语言。 ArkTS 基于 TypeScript（简称 TS），保持了 TS 的基本语法和风格，同时通 过引入静态类型校验模式和类型推断增强规则，强化开发期静态检查和分析能 力，提升代码健壮性，并实现更好的程序执行稳定性和性能。ArkTS 同时也支 持与 TS/JavaScript（简称 JS）高效互操作，可以完全复用 TS/JS 生态，已广泛 应用于鸿蒙应用生态。 在标准 TS 的基础上，ArkTS 结合鸿蒙应用开发的诉求进行了创新和能力扩 展，主要新增四大特性如下：  并发编程模型：ArkTS 新增提供 TaskPool 和 Worker 两种并发编程 API 供开发者使用。同时，ArkTS 进一步提出了 Sendable 对象模型的机制 来支持对象在并发任务间的引用传递，极大提升 ArkTS 对象在并发实 例间的通信性能。  声明式语法：ArkTS 结合 ArkUI 提供声明式 UI 描述、状态管理、渲染 控制等强大的 UI 开发能力，拥有简洁且富有表达力的语法，通过简洁 的语法和实时预览功能，大大提高了 UI 开发的效率，使得代码更易于 编写和阅读。  强大的标准库：ArkTS 拥有一个功能丰富的标准库，涵盖了从数据结 构、算法到输入输出等方方面面，例如：高精度浮点运算、二进制 Buffer、XML 生成解析转换和多种容器库等丰富的操作方法，帮助开 发者简化开发工作，提升开发效率。  模块化管理：ArkTS 支持应用模块化开发、编译、打包和运行，例如： 应用模块化按需加载能力，方便大型复杂应用的多模块业务场景，高 性能启动运行，提高了代码的模块化管理和重用性。 7 方舟编译运行时（ArkCompiler）支持 ArkTS、TS、JS 的编译运行，目前 它主要分为 ArkTS 编译工具链和 ArkTS 运行时两部分。其中 ArkTS 编译工具链 负责在开发侧将高级语言编译为方舟字节码文件（*.abc），而 ArkTS 运行时则 负责在设备侧运行字节码文件执行程序逻辑。 ArkTS 会结合鸿蒙应用开发的需求持续创新，平滑演进。进一步丰富并发 编程、完善类型系统、现代化语法等显著改进和新特性，使开发者能够更快速 地构建稳定且性能优越的应用。 仓颉概述 仓颉是鸿蒙应用开发高级语言。 仓颉作为一款面向鸿蒙应用开发的现代编程语言，是一款静态类型、静态 编译的编程语言，通过现代语言特性的集成、全方位的编译优化和运行时实现、 以及开箱即用的 DevEco Studio 工具链支持，为鸿蒙应用开发者打造友好开发 体验和卓越程序性能。其具体特性表现为：  高性能：仓颉基于静态类型和静态编译优化技术，具有“编译前端+编 译后端+运行时”的全栈垂直优化能力，为鸿蒙应用提供卓越的性能支 持。仓颉采用内存共享的并发模型，提供轻量用户态线程和易用的无 锁并发数据结构让并发编程变得轻松高效；提供了低时延高效率的自 动内存管理，支持鸿蒙应用以更高帧率、更少内存流畅运行，从而降 低设备功耗，延长续航。仓颉运行时采用轻量化设计，使仓颉应用具 有较低的基础开销。通过仓颉包按需动态加载技术，仓颉应用启动/运 行占用资源更少。 8  强安全：仓颉通过静态类型系统和自动内存管理，确保程序内存安全； 同时，仓颉提供多种编译时和运行时检查，包括数组下标越界检查、 类型转换检查、数值计算溢出检查、以及字符串编码合法性检查等， 能够及时发现程序运行中的错误。  跨平台：仓颉支持基于静态编译至机器码的跨 OS 平台执行能力，允 许开发者实现“同构开发、异构运行”的跨 OS 平台代码共享，支持 OpenHarmony、Android、iOS、Windows、Linux、MacOS 等 OS 平台。  智能化：仓颉通过元编程扩展出面向 LLM 智能体编程的 Agent DSL， 该语言提供多种特性有效简化 Agent 编写复杂度，包括 Agent 声明式 配置、提示词模式、多 Agent 协同、多轮对话等；同时，该语言兼容 MCP 生态，能够让开发者快速开发智能体应用。 C/C++概述 鸿蒙应用开发全面支持 C/C++语言开发能力，为开发者提供开发套件 （NDK）及配套工具链。基于 C/C++实现的功能模块，可通过跨语言互操作封装 为 ArkTS 和仓颉扩展模块，提供给 ArkTS 和仓颉高效使用。 C/C++在应用开发中的适用场景  高性能计算场景：游戏引擎、物理仿真等计算密集型任务。  硬件加速场景：需要深度优化 CPU 指令集的专用算法库。  生态复用场景：复用存量代码。 9 C/C++支持组件 为构建符合鸿蒙技术标准的应用开发能力，提供了一套完整的 C/C++开发 组件体系，具体包括：  NDK（Native Development Kit）：作为鸿蒙应用开发的核心工具套 件，NDK 对外发布提供完整的编译工具链、系统 C API 接口、C++运 行时环境支持。  libc 标准运行时库：基于开源 MUSL 库作优化，鸿蒙系统实现了标准 C 语言运行时支持、功能扩展、系统级性能的提升。  标准 C++运行时库：采用 LLVM 项目的 libc++作为基础，提供完整的 C++标准库实现，支持 C++11、C++14、C++17 和 C++20 标准。  编译工具链：选用毕昇编译器作为官方指定的 C/C++编译器，确保符 合最新语言标准规范、支持特有的编译优化、提供稳定的工具链支持。 这套组件体系共同构成了鸿蒙系统对开发能力的完整支持，为开发者 提供了高效、稳定的 C/C++开发环境。 语言互操作介绍 ArkTS 与 C/C++互操作 为了更好复用 TS/JS 的生态，ArkTS 语言提供 Node-API 的兼容实现，提供 ArkTS 与 C/C++的跨语言操作；Node-API 是基于 Node.js 12.x 的 Node-API 规 范扩展开发的机制，为开发者提供了 ArkTS 与 C/C++模块之间的交互能力。它 提供了一组稳定的、跨平台的 API，可以在不同的操作系统上使用。 涉及到互操作的主要场景如下： 10  系统可以将框架层丰富的模块功能通过 ArkTS 接口开放给上层应用。  应用开发者也可以选择将一些对性能、底层系统调用有要求的核心功 能用 C/C++封装实现，再通过 ArkTS 接口使用，提高应用本身的执行 效率。 Node-API 的组成架构 图 1-2：Node-API 的组成架构  Native Module：开发者使用 Node-API 开发的模块，用于在 ArkTS 侧 导入使用。  Node-API：实现 ArkTS 与 C/C++交互的逻辑。  ModuleManager：Native 模块管理，包括加载、查找等。  ScopeManager：管理 napi_value 的生命周期。  ReferenceManager：管理 napi_ref 的生命周期。  NativeEngine：ArkTS 引擎抽象层，统一 ArkTS 引擎在 Node-API 层 的接口行为。 11  ArkCompiler ArkTS Runtime：ArkTS 运行时。 Node-API 的关键交互流程 图 1-3：Node-API 的关键交互流程 ArkTS 和 C++之间的交互流程，主要分为以下两步：  初始化阶段：当 ArkTS 侧在 import 一个 Native 模块时，ArkTS 引擎 会调用 ModuleManager 加载模块对应的 so 及其依赖。首次加载时会 触发模块的注册，将模块定义的方法属性挂载到 exports 对象上并返 回该对象；  调用阶段：当 ArkTS 侧通过上述 import 返回的对象调用方法时， ArkTS 引擎会找到并调用对应的 C/C++方法。 仓颉与 C/C++互操作 仓颉支持与 C 互操作，即支持仓颉函数与 C 语言函数的互相调用以及跨语 言数据转换。对于 C++ 代码，开发者首先需要把 C++ 接口封装成 C 接口，再由 仓颉通过互操作调用。 12 仓颉与 C 互操作机制考虑兼顾互操作语法的简洁性，以及低互操作开销， 主要提供以下能力：  声明式接口描述：支持 @C 注解和 foreign 关键字，允许在仓颉代码 中声明被调用的 C 函数接口；  低互操作开销：在仓颉侧使用 @C 和 foreign 标注的结构体和函数， 其实现与 C 在二进制层面保持兼容；提供 inout 关键字，可将仓颉栈 上的变量引用传递到 C 侧，减少跨语言拷贝；提供 @FastNative 注解 标注 foreign 函数，减少调用被标注函数的运行时开销；支持将仓颉 Array<T> 中数据的原始指针实例传递到 C 侧访问，避免大块内存拷贝； 以上特性合理使用，可帮助开发者降低跨语言开销。 以下是一个示例，假设 C 侧有如下函数，会被仓颉代码调用： 1. #include <math.h> 2. 3. typedef struct { 4. double x; 5. double y; 6. } Point; 7. 8. Point rotate(Point input, double t) { 9. Point output; 10. output.x = input.x * cos(t) - input.y * sin(t); 11. output.y = input.x * sin(t) + input.y * cos(t); 12. return output; 13. } 对应的，仓颉侧可以通过编写如下代码来调用该 C 函数： 1. @C 2. struct Point { // 用仓颉结构体语法声明 C 结构体 3. Point(var x: Float64, var y: Float64) {} 4. } 5. 13 6. // 用仓颉函数语法声明 C 函数 7. @FastNative 8. foreign func rotate(point: Point, alpha: Float64): Point 9. 10. func callInterop(x: Float64, y: Float64, alpha: Float64): Unit { 11. // 引用 C 侧类型和函数时，就像在引用仓颉程序中的元素 12. unsafe { 13. let input = Point(x, y) 14. let output = rotate(input, alpha) 15. println("${output.x}, ${output.y}") 16. } 17. } 18. 19. 20. Point rotate(Point input, double t) { 21. Point output; 22. output.x = input.x * cos(t) - input.y * sin(t); 23. output.y = input.x * sin(t) + input.y * cos(t); 24. return output; 25. } 其中：  通过 @C 注解和 foreign 关键字声明对应的 C 结构体和函数，然后在 仓颉代码中调用相关函数；  由于与 C 语言的互操作过程中，会引入了 C 的许多不安全因素，因此 在仓颉中使用 unsafe 关键字，用于对跨 C 调用的不安全行为进行标 识；  同时例子中使用 @FastNative 注解来标注 rotate 函数，实际调用中运 行时会基于这个标注优化互操作开销。 14 更详细描述请参考《仓颉编程语言开发指南》中 仓颉-C 互操作 1 章节。 仓颉与 ArkTS 互操作 在鸿蒙应用开发中，仓颉和 ArkTS 各具特点和优势，存在使用仓颉与 ArkTS 混合开发的诉求，例如以下场景：  场景一：在使用 ArkTS 开发时，通过跨语言互操作调用仓颉开发的代 码模块，发挥仓颉高性能高并发优势，提升应用性能体验。  场景二：在使用仓颉开发时，通过跨语言互操作调用 ArkTS 库，复用 ArkTS 丰富的库生态。 针对互操作场景诉求，仓颉提供 ohos.ark_interop 互操作库来实现与 ArkTS 的互操作。该库主要提供以下关键数据结构：  JSValue: 用于表示来自 ArkTS 中的对象（如数字、字符串、对象、函 数），是仓颉与 ArkTS 数据转换的桥梁。  JSContext: 用于表示与 ArkTS 互操作的上下文，提供模块加载、 JSValue 创建等能力。  JSCallInfo: 用于表示当发生来自于 ArkTS 互操作调用时，调用的参数 集合。 1 仓颉-C 互操作参见 https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/cangjie-guides-V5/cangjie- c-V5 15 ArkTS 调用仓颉 针对场景一的诉求，可使用互操作库，在仓颉侧实现可被互操作调用的接 口，示例如下： 1. package ohos_app_cangjie_entry 2. 3. // 导入互操作库 4. import ohos.ark_interop.* 5. 6. func addNumber(context: JSContext, callInfo: JSCallInfo): JSValue { 7. // 从 JSCallInfo 获取参数列表 8. let arg0: JSValue = callInfo[0] 9. let arg1: JSValue = callInfo[1] 10. // 把 JSValue 转换为仓颉类型 11. le