HarmonyNext实战案例：基于ArkTS的多设备协同实时白板应用开发

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林钟雪
     湖北
    阅读 7 分钟

    HarmonyNext实战案例：基于ArkTS的多设备协同实时白板应用开发

    引言

    在HarmonyNext生态系统中，多设备协同能力为开发者提供了丰富的创新场景。本文将详细讲解如何使用ArkTS开发一个多设备协同实时白板应用，该应用允许用户在多个HarmonyOS设备上实时绘制图形、书写文字，并同步显示绘制内容。我们将从需求分析、架构设计、代码实现到测试部署，一步步带你完成整个开发过程。

    需求分析

    我们的目标是开发一个多设备协同实时白板应用，主要功能包括：

    1. 绘图功能：用户可以在白板上绘制图形，支持多种画笔颜色和粗细。
    2. 文字输入：用户可以在白板上输入文字，支持多种字体和颜色。
    3. 实时同步：绘制内容在所有设备之间实时同步，确保所有用户看到相同的白板内容。
    4. 历史记录：保存绘制历史，支持撤销和重做操作。

    架构设计

    应用的整体架构分为以下几个模块：

    1. 绘图引擎模块：负责处理用户的绘图操作，生成绘图数据。
    2. 文字输入模块：负责处理用户的文字输入，生成文字数据。
    3. 设备协同模块：负责绘制数据在设备之间的实时同步。
    4. 用户界面模块：提供用户交互界面，展示白板、画笔设置、文字输入框等。
    5. 历史记录模块：负责保存绘制历史，支持撤销和重做操作。

    代码实现

    1. 绘图引擎模块

    首先，我们需要实现绘图功能。我们将使用Canvas类来处理绘图操作，并使用DrawEvent类来表示绘图事件。

    class DrawEvent {
  type: 'start' | 'move' | 'end';
  x: number;
  y: number;
  color: string;
  lineWidth: number;

  constructor(type: 'start' | 'move' | 'end', x: number, y: number, color: string, lineWidth: number) {
    this.type = type;
    this.x = x;
    this.y = y;
    this.color = color;
    this.lineWidth = lineWidth;
  }
}

class DrawingEngine {
  private canvas: Canvas;
  private context: CanvasRenderingContext2D;

  constructor(canvas: Canvas) {
    this.canvas = canvas;
    this.context = canvas.getContext('2d');
  }

  handleDrawEvent(event: DrawEvent): void {
    switch (event.type) {
      case 'start':
        this.context.beginPath();
        this.context.moveTo(event.x, event.y);
        break;
      case 'move':
        this.context.lineTo(event.x, event.y);
        this.context.strokeStyle = event.color;
        this.context.lineWidth = event.lineWidth;
        this.context.stroke();
        break;
      case 'end':
        this.context.closePath();
        break;
    }
  }
}

    代码讲解：

    • DrawEvent类用于表示绘图事件，包含事件类型、坐标、颜色和线宽信息。
    • DrawingEngine类用于处理绘图操作，handleDrawEvent方法根据事件类型执行相应的绘图操作。

    2. 文字输入模块

    接下来，我们实现文字输入功能。我们将使用TextInput类来处理文字输入，并使用TextEvent类来表示文字事件。

    class TextEvent {
  text: string;
  x: number;
  y: number;
  color: string;
  fontSize: number;

  constructor(text: string, x: number, y: number, color: string, fontSize: number) {
    this.text = text;
    this.x = x;
    this.y = y;
    this.color = color;
    this.fontSize = fontSize;
  }
}

class TextInputEngine {
  private canvas: Canvas;
  private context: CanvasRenderingContext2D;

  constructor(canvas: Canvas) {
    this.canvas = canvas;
    this.context = canvas.getContext('2d');
  }

  handleTextEvent(event: TextEvent): void {
    this.context.font = `${event.fontSize}px Arial`;
    this.context.fillStyle = event.color;
    this.context.fillText(event.text, event.x, event.y);
  }
}

    代码讲解：

    • TextEvent类用于表示文字事件，包含文字内容、坐标、颜色和字体大小信息。
    • TextInputEngine类用于处理文字输入，handleTextEvent方法根据事件类型执行相应的文字绘制操作。

    3. 设备协同模块

    然后，我们实现绘制数据在设备之间的实时同步功能。HarmonyOS提供了DistributedData类来实现分布式数据管理。

    import { DistributedData } from '@ohos.distributedData';

class DrawingSync {
  private distributedData: DistributedData;

  constructor() {
    this.distributedData = new DistributedData();
  }

  async sendDrawEvent(event: DrawEvent): Promise<void> {
    await this.distributedData.set('drawEvent', JSON.stringify(event));
  }

  async receiveDrawEvent(callback: (event: DrawEvent) => void): Promise<void> {
    this.distributedData.on('dataChanged', (key: string, value: string) => {
      if (key === 'drawEvent') {
        const event = JSON.parse(value) as DrawEvent;
        callback(event);
      }
    });
  }

  async sendTextEvent(event: TextEvent): Promise<void> {
    await this.distributedData.set('textEvent', JSON.stringify(event));
  }

  async receiveTextEvent(callback: (event: TextEvent) => void): Promise<void> {
    this.distributedData.on('dataChanged', (key: string, value: string) => {
      if (key === 'textEvent') {
        const event = JSON.parse(value) as TextEvent;
        callback(event);
      }
    });
  }
}

    代码讲解：

    • DistributedData类用于管理分布式数据，set方法用于设置数据，on方法用于监听数据变化。
    • sendDrawEvent方法将绘图事件序列化为JSON字符串并同步到其他设备。
    • receiveDrawEvent方法监听绘图事件的变化，并将事件反序列化为DrawEvent对象。
    • sendTextEvent方法将文字事件序列化为JSON字符串并同步到其他设备。
    • receiveTextEvent方法监听文字事件的变化，并将事件反序列化为TextEvent对象。

    4. 用户界面模块

    接下来，我们实现用户界面。HarmonyOS提供了UI类来构建用户界面。

    import { UI, Canvas, Button, ColorPicker, Slider, TextInput } from '@ohos.ui';

class WhiteboardUI {
  private drawingEngine: DrawingEngine;
  private textInputEngine: TextInputEngine;
  private drawingSync: DrawingSync;
  private currentColor: string = '#000000';
  private currentLineWidth: number = 2;
  private currentFontSize: number = 16;

  constructor(canvas: Canvas) {
    this.drawingEngine = new DrawingEngine(canvas);
    this.textInputEngine = new TextInputEngine(canvas);
    this.drawingSync = new DrawingSync();
    this.setupEventListeners();
  }

  private setupEventListeners(): void {
    const canvas = this.drawingEngine.canvas;

    canvas.on('touchstart', (event: TouchEvent) => {
      const drawEvent = new DrawEvent('start', event.touches[0].clientX, event.touches[0].clientY, this.currentColor, this.currentLineWidth);
      this.drawingEngine.handleDrawEvent(drawEvent);
      this.drawingSync.sendDrawEvent(drawEvent);
    });

    canvas.on('touchmove', (event: TouchEvent) => {
      const drawEvent = new DrawEvent('move', event.touches[0].clientX, event.touches[0].clientY, this.currentColor, this.currentLineWidth);
      this.drawingEngine.handleDrawEvent(drawEvent);
      this.drawingSync.sendDrawEvent(drawEvent);
    });

    canvas.on('touchend', () => {
      const drawEvent = new DrawEvent('end', 0, 0, this.currentColor, this.currentLineWidth);
      this.drawingEngine.handleDrawEvent(drawEvent);
      this.drawingSync.sendDrawEvent(drawEvent);
    });

    const colorPicker = new ColorPicker();
    colorPicker.on('change', (color: string) => {
      this.currentColor = color;
    });

    const lineWidthSlider = new Slider({ min: 1, max: 10 });
    lineWidthSlider.on('change', (value: number) => {
      this.currentLineWidth = value;
    });

    const fontSizeSlider = new Slider({ min: 10, max: 30 });
    fontSizeSlider.on('change', (value: number) => {
      this.currentFontSize = value;
    });

    const textInput = new TextInput();
    textInput.on('submit', (text: string) => {
      const textEvent = new TextEvent(text, 100, 100, this.currentColor, this.currentFontSize);
      this.textInputEngine.handleTextEvent(textEvent);
      this.drawingSync.sendTextEvent(textEvent);
    });

    UI.add(colorPicker);
    UI.add(lineWidthSlider);
    UI.add(fontSizeSlider);
    UI.add(textInput);
  }
}

    代码讲解：

    • UI类用于构建用户界面，Canvas类用于创建白板区域，ColorPicker类用于选择画笔颜色，Slider类用于调整画笔粗细和字体大小，TextInput类用于输入文字。
    • setupEventListeners方法设置白板区域的事件监听器，处理用户的触摸操作和文字输入，并同步绘制事件和文字事件到其他设备。

    5. 历史记录模块

    最后，我们实现绘制历史记录功能，支持撤销和重做操作。

    class DrawingHistory {
  private history: (DrawEvent | TextEvent)[] = [];
  private currentIndex: number = -1;

  addEvent(event: DrawEvent | TextEvent): void {
    this.history = this.history.slice(0, this.currentIndex + 1);
    this.history.push(event);
    this.currentIndex++;
  }

  undo(): DrawEvent | TextEvent | null {
    if (this.currentIndex > 0) {
      this.currentIndex--;
      return this.history[this.currentIndex];
    }
    return null;
  }

  redo(): DrawEvent | TextEvent | null {
    if (this.currentIndex < this.history.length - 1) {
      this.currentIndex++;
      return this.history[this.currentIndex];
    }
    return null;
  }
}

    代码讲解：

    • DrawingHistory类用于管理绘制历史，addEvent方法添加绘制事件到历史记录，undo和redo方法分别支持撤销和重做操作。

    测试与部署

    完成代码编写后，我们需要进行测试与部署。首先，确保所有设备都运行HarmonyNext系统，并且处于同一局域网内。然后，在开发环境中编译并打包应用，安装到目标设备上进行测试。

    总结

    通过本文的详细讲解，你应该已经掌握了如何使用ArkTS开发一个多设备协同实时白板应用。我们从需求分析、架构设计到代码实现，一步步带你完成了整个开发过程。希望本文能为你提供有价值的参考，帮助你在HarmonyNext生态系统中开发更多创新的应用。

    参考

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