演講嘉賓 | 黎 立

回顧整理 | 廖 濤

排版校對 | 宋夕明

嘉賓介紹

OpenHarmony技術俱樂部分論壇

黎立，北京航天航天大學OpenHarmony技術俱樂部主任，北京航天航天大學教授，IEEE TCSE新星獎、ACM北京新星獎獲得者，曾被評為全球前三最具影響力的青年軟件工程研究人員。研究興趣為智能程序分析與移動軟件工程。

正文內容

隨著萬物智聯時代的到來，OpenHarmony作為一個開源的智能終端設備操作系統(tǒng)的框架和平臺，將會遇到哪些機遇和挑戰(zhàn)？北京航空航天大學教授、OpenHarmony技術俱樂部主任黎立在第二屆OpenHarmony技術大會上帶來了精彩分享。

隨著移動互聯網的快速發(fā)展，移動應用程序的需求也越來越多元。雖然現有的Android、iOS等移動平臺擁有龐大的生態(tài)系統(tǒng)來支持其發(fā)展，但無法原生地滿足各方日益增長的使用需求和管理需求。OpenHarmony作為一個新型移動平臺，其開源性質和靈活性使其成為了移動開發(fā)人員的新寵。軟件工程是一門研究用工程化方法構建和維護有效、實用和高質量的軟件的學科，通過軟件工程研究，能夠幫助研究者和開發(fā)人員更好地了解和利用OpenHarmony平臺。

移動軟件工程洞察

Android和iOS擁有龐大且成熟的生態(tài)，基于Android/iOS進行移動軟件工程洞察對OpenHarmony的未來研究發(fā)展方向具有一定指導意義。僅Android相關的論文已超過7000篇，如何從數量龐大的論文中篩選出僅適用于洞察移動軟件工程領域的調研報告？可以采用Systematic Literature Review調研方法。

Systematic Literature Review是一種系統(tǒng)性的檢索、收集并總結一個特定研究領域的調研方法，其主要步驟為：

1. 識別研究問題（定目標） 2. 識別關鍵詞（與研究內容息息相關） 3. 論文檢索（主流論文數據庫） 4. 論文去噪（僅保留真正相關的論文） 5. 滾雪球方式找到更多相關論文 6. 讀論文并提取數據 7. 數據表示及報告撰寫

基于該方法，作者本人及其所在團隊從Android/iOS相關的海量論文中篩選出了39篇關鍵Android/iOS論文進行洞察。

從上述39篇移動軟件工程論文中，作者本人及其所在團隊歸納總結出了：

一、Android/iOS生態(tài)系統(tǒng)內急需要解決的問題：開發(fā)者在軟件工程中扮演著核心角色，他們影響了軟件開發(fā)過程的每一個環(huán)節(jié)。比如，開發(fā)人員會基于Android/IOS框架開發(fā)各類應用，向應用商店發(fā)布移動應用程序，提供提三方庫來為開源社區(qū)做貢獻，遇到問題時會求助于問答網站（如Stack Overflow）以尋找解決方案，在代碼托管網站上對源碼進行管理。此外，目前軟件工程領域最受關注的研究熱點問題主要分為九個類別，包括應用程序開發(fā)、應用程序部署、用戶體驗、安全和隱私、質量、可靠性、性能、能源以及社會技術問題。

二、Android/iOS生態(tài)系統(tǒng)內解決軟件工程問題所用到的技術類型：現有的軟件工程技術可以被分為靜態(tài)分析、動態(tài)分析和基于機器學習的方法：

靜態(tài)分析：在不執(zhí)行程序的情況下進行的程序分析。靜態(tài)分析已經被廣泛應用于移動應用程序來解決軟件工程問題，例如污點分析、符號執(zhí)行、代碼插樁、模型檢查常常被用于檢測應用程序錯誤，包括功能錯誤、代碼異味、安全漏洞/弱點、能源和性能錯誤、權限提升等。

動態(tài)分析：通過動態(tài)執(zhí)行來測試程序。廣泛使用的動態(tài)測試技術包括基于搜索的測試、黑盒/隨機測試、灰盒模糊測試、合同執(zhí)行、事件驅動的測試生成、突變測試等。動態(tài)分析常用于程序安全性分析（例如動態(tài)污點分析和運行時監(jiān)控）和自動化程序修復。

基于機器學習的方法：通過從大型程序中提取特征來訓練模型，并在代碼分析領域取得了顯著的成功。基于機器學習的技術已經應用于解決許多移動軟件工程任務，包括漏洞檢測、隱私問題檢測、程序測試、代碼異味檢查，防范Android惡意軟件攻擊等。

OpenHarmony現狀

目前，OpenHarmony還處于起步階段，應用數量和三方庫數量較少，需要加強拓展。截止到2023年11月，OpenHarmony開源倉庫中僅能檢索到174應用，OHPM中心倉庫中僅能檢索到135三方庫。此外，OpenHarmony框架正快速演化，針對可能引入的兼容性問題，需設計更好的架構從源頭解決。

OpenHarmony的機遇與挑戰(zhàn)

在移動軟件工程洞察以及OpenHarmony現狀分析的基礎上，作者本人及其所在團隊總結了Android/iOS與OpenHarmony之間的研究差距，并提出了以下OpenHarmony未來的發(fā)展方向和機會點：

開發(fā)側需更多關注：傳統(tǒng)移動生態(tài)，大量研究工作發(fā)生在應用開發(fā)之后，而OH生態(tài)剛起步，在支持應用高效開發(fā)方面也有強烈述求；

框架集成新特性：原生智能、一端開發(fā)多端部署；

OpenHarmony獨特新機會：如支持基于大模型的高效應用開發(fā)、支持跨平臺應用開發(fā)、利用大量成熟生態(tài)數據積累的數據，比如實現Android應用（或部分功能，或UI）到OpenHarmony應用的自動轉換等。

此外，作者本人也提出了面向萬物智聯時代OpenHarmony發(fā)展所可能遇到的挑戰(zhàn)，如：

數據有限，難以支持大模型做精調；

三方庫有限，難以支持高效、高質量應用開發(fā)；

三方庫OpenHarmony化：如何做到持續(xù)演進；

系統(tǒng)挑戰(zhàn)：全新的系統(tǒng)設計帶來新的挑戰(zhàn)；

交互界面挑戰(zhàn)：交互、事件一直是圖形化應用分析的難點；

語言挑戰(zhàn)：ArkTS為全新的應用編程語言，目前業(yè)界還沒有相應的程序分析基礎框架。

OpenHarmony作為一個終端操作系統(tǒng)領域冉冉升起的新星，正在飛速發(fā)展，茁壯成長。希望更多的研究者加入OpenHarmony研究，站在巨人的肩膀上，使OpenHarmony生態(tài)系統(tǒng)繁榮起來！

近日，北京航空航天大學聯合四大洲11個大學的學者近日共同發(fā)布了題為《OpenHarmony軟件工程研究路線圖》的論文，更多詳情可參閱：OpenHarmony生態(tài)如何建？北航牽頭發(fā)布《面向OpenHarmony的軟件工程研究路線圖》