HarmonyOS开发：分布式文件系统详解

目录

• 前言
• 关于分布式文件系统
• 分布式文件系统架构
• 设置分布式文件数据等级
• 自定义分布式文件系统
• 结束语

前言

在多设备互联的智能时代，用户对跨设备文件访问的需求日益增长，多设备协同成为了现在比较流行的交互方式。而HarmonyOS的分布式文件系统（HarmonyOS Distributed File System，HDFS）提供了一种在多个设备间无缝访问和管理文件的能力，使得开发者可以构建更加灵活和高效的跨设备应用，这要是HarmonyOS的核心功能之一。那么本文就来详细介绍HarmonyOS分布式文件系统的架构、关键特性以及如何在应用中集成和使用 HDFS。

关于分布式文件系统

先来介绍关于分布式文件系统概念，分布式文件系统（hmdfs，HarmonyOS Distributed File System）提供跨设备的文件访问能力，适用于如下场景：

• 两台设备组网，用户可以利用一台设备上的编辑软件编辑另外一台设备上的文档。
• 平板保存的音乐，车载系统直接可见并可播放。
• 户外拍摄的照片，回家打开平板直接访问原设备拍摄的照片。

hmdfs在分布式软总线动态组网的基础上，为网络上各个设备结点提供一个全局一致的访问视图，支持开发者通过基础文件系统的接口进行读写访问，具有高性能、低延时等优点。

分布式文件系统架构

接着再来了解一下分布式文件系统架构，具体如下图所示：

上面的架构图中，有几个比较关键的参数需要详细介绍一下：
1、distributedfile_daemon
distributedfile_daemon主要负责设备上线监听、通过软总线建立链路，并根据分布式的设备安全等级执行不同的数据流转策略。
2、hmdfs
hmdfs实现在内核的网络文件系统，包括缓存管理、文件访问、元数据管理和冲突管理等。
（1）缓存管理
关于缓存管理，主要是从下面入手：

• 设备分布式组网后，hmdfs提供文件的互访能力，但不会主动进行文件数据传输和拷贝。如果应用需要将数据保存到本地，需主动拷贝。
• hmdfs保证Close-to-Open的一致性，即一端写关闭后，另外一端可以读取到最新数据，不保证文件内容的实时一致性。
• 数据在远端写入，但是由于网络原因未及时回刷，文件系统会在下次网络接入时回刷本地，但是如果远端已修改则无法回刷。
  （2）文件访问
  接着是文件访问相关的内容，具体如下所示：
• 文件访问接口与本地一致（ohos.file.fs）。
• 如果文件在本地，则堆叠访问本地文件系统。
• 如果文件在其他设备，则同步网络访问远端设备文件。
  需要着重说明一下symlink：不支持。
  （3）元数据管理
  然后是元数据管理，具体如下所示：
• 分布式组网下，文件一端创建、删除、修改，另一端可以“立即”查看到最新文件，看到速度取决于网络情况。
• 远端设备离线后，该设备数据将不再在本端设备呈现。但由于设备离线的感知具有延迟，可能会造成部分消息4s超时，因此开发者需要考虑接口的网络超时或一些文件虽然可以看到，但实际设备可能已离线的场景。
  （4）冲突处理
  最后就是关于冲突处理，从下面几个方面来讲：
• 本地与远端冲突 ，远端文件被重命名，看到的同名文件是本地同名文件，远端文件被重命名。
• 远端多个设备冲突，以接入本设备ID为顺序，显示设备ID小的同名文件，其他文件被依次重命名。
• 如果组网场景，目录树下已经有远端文件，创建同名文件，提示文件已存在。
• 冲突文件显示_conflict_dev后依次加id，id从1自动递增。
• 同名目录之间仅融合不存在冲突，文件和远端目录同名冲突，远端目录后缀加_remote_directory。

设置分布式文件数据等级

关于设置分布式文件数据的等级操作，不同设备本身的安全能力差异较大，一些小的嵌入式设备安全能力远弱于平板等设备类型。用户或者应用不同的文件数据有不同安全诉求，例如个人的健康信息和银行卡信息等不期望被弱设备读取。因此，HarmonyOS提供一套完整的数据分级、设备分级标准，并针对不同设备制定不同的数据流转策略。获取通用文件沙箱路径，并设置数据等级标签。具体示例代码如下所示：

import { securityLabel } from '@kit.CoreFileKit';
import { BusinessError } from '@kit.BasicServicesKit';
import { common } from '@kit.AbilityKit';
import { fileIo as fs } from '@kit.CoreFileKit';

// 获取需要设备数据等级的文件沙箱路径
let context = getContext(this) as common.UIAbilityContext; // 获取UIAbilityContext信息
let pathDir = context.filesDir;
let filePath = pathDir + '/test.txt';

//打开文件
let file = fs.openSync(filePath, fs.OpenMode.READ_WRITE | fs.OpenMode.CREATE);
// 设置文件的数据等级为s0
securityLabel.setSecurityLabel(filePath, 's0').then(() => {

  fs.closeSync(file);
}).catch((err: BusinessError) => {

});

自定义分布式文件系统

除了基本的文件访问和管理功能，开发者还可以根据应用的需求自定义HDFS，比如：

• 自定义同步策略：根据应用需求调整文件同步的频率和时机。
• 离线缓存策略：优化离线访问体验，减少网络依赖。

结束语

上面关于HarmonyOS的分布式文件系统的内容分享，可以看到HarmonyOS的分布式文件系统为跨设备文件访问和管理提供了强大的支持，也是鸿蒙原生开发中必需掌握的知识点。通过本文的介绍，应该都了解了DFS的架构、关键特性以及如何在HarmonyOS应用中集成和使用HDFS。随着技术的不断发展，分布式文件系统将继续在HarmonyOS生态中发挥重要的角色和定位，为用户带来更加丰富和便捷的体验，期待分布式文件系统有新的技术创新和进步！