华为架构师解读：HarmonyOS 低时延高可靠消息传输原理 本文作者：zhangkesi，华为软件架构设计工程师 这是一篇 HarmonyOS 低时延高可靠消息传输原理的介绍，希望对你有所帮助。 01 一个近场通信的例子 1.1 全场景智慧生活的典型问题 在全场景智慧生活当中，设备种类和数量越来越多，各种富设备（如智慧屏、PC、PAD、 音箱）以及各种瘦设备（如 IOT 的智能门锁、摄像头、智能灯、智能窗帘）的近场通信方 式各不相同，有 wifi、蓝牙、NFC、usb、zigbee 等。 在这么多种近场通信方式选择上，如何让这些设备便捷、高效地通信，从而实现上层应用无 需考虑设备差异，就如同使用“一个设备”一样，流畅地使用多个设备的能力，是全场景智 慧生活中面临的一个典型问题。HarmonyOS 分布式软总线为这个问题提供了可靠的解决 方案，并通过简单的 API 接口向开发者开放出来。 1.2 如何保障控制消息(Message)低时延高可靠 下图是一个家庭场景中典型的富瘦设备的组网图，主要包含两类业务，黑色线条的上网业务， 红色线条的近场业务。横向的近场通信业务的物理通道，比纵向的上网业务的物理通道种类 更多，带宽也不同，HarmonyOS 分布式软总线完全屏蔽了底层通信的差异，让上层应用 来源：HarmonyOS 微信号 https://mp.weixin.qq.com/s/dWcH3BXUtdjjOPzaps_QWA 

通过使用几个简单的软总线接口，就像使用本地接口一样，轻松实现多设备间高速通信。 图 1 举个例子，将手机上的游戏 App 的操作界面投屏到 PAD 上，如何实现在 PAD 上进行手机 上游戏 APP 的控制如在手机上控制一样的流畅？其中，使用软总线的 SendMessage 接口 完成 PAD 到手机的反控操作（华为 Cast+技术）Message 的无延迟传输，起到了一个关键 的作用。具体实现如下： 前提条件： 1、 手机、PAD 均搭载了 HarmonyOS，具备分布式软总线能力 2、 手机已经把游戏 APP 的操作界面投屏到 PAD 上 过程描述： 1、 手机首先使用软总线的发现能力发现 PAD 设备，并把手机上游戏 APP 的操作界面投 屏到 PAD。 2、 因为游戏 APP 本身在手机上，所以在 PAD 上操作手机游戏 APP，就是从 PAD 到手机 来源：HarmonyOS 微信号 https://mp.weixin.qq.com/s/dWcH3BXUtdjjOPzaps_QWA 

的“反控操作”，即 PAD 上控制消息 Message 反馈到手机上执行，PAD 和手机之间需要 通过软总线建立控制通道。软总线要选择最优传输通道，并保障该通道上的数据得到高优先 级的传输。 3、 PAD 调用 SendMessage 接口把控制消息 Message 反馈给手机。 4、 手机收到 PAD 的反控消息并执行，并把执行后的结果再反馈到 PAD 上。整个过程的 时延要求在百毫秒级。 上面描述的过程看似简单，实际上底层通信使用到了 HarmonyOS 分布式软总线的发现、 连接和传输的能力。本次不讲发现和连接的技术点，仅对传输的实现原理进行解释。 02 近场 Message/Byte 传输实现原理 2.1 实现过程描述 HarmonyOS 分布式软总线提供了两个接口，分别用于近场通信场景下长短消息的传输， 分别是 SendMessage 和 SendByte，实现原理相同，如下图所示： 图 2 来源：HarmonyOS 微信号 https://mp.weixin.qq.com/s/dWcH3BXUtdjjOPzaps_QWA 

图中 APP X 统一代表不同的上层应用 App。具体过程描述： 1）设备 A 和设备 B 的 APP X 会在初始化阶段向软总线注册回调通知接口，用于在传输通 道打开、数据接收后通知到 APP X 2）设备 A 的 APP X 要向设备 B 上的 APP X 发送消息，设备 A 的 APP X 首先把设备 B 的 设备 ID 信息、以及标识 APP X 的信息传递给软总线，请求一个传输通道。 3）软总线要根据当前两个设备已有的物理通道种类（BR/BLE/WIFI2.4/Wifi 5G/P2P）， 以及物理通道的负载和设备的状态，决策选择一个最优的传输通道的底层连接，同时完成传 输层的连接建立，和传输标识的内核态到用户态的映射，最后把传输通道标识传递到两个设 备的上层 APP X。 4）设备 A 的 APP X 拿到通道标识后再调用 SendMessage/SendByte 接口和设备 B 的 APP X 进行通信。设备 B 的 APP X 也可以使用相同的方法和设备 A 进行通信。 5）传输结束后，设备 A 的 APP X 可以调用关闭传输接口完成传输通道资源的释放。 2.2 Message/Byte 传输注意事项 1）Message 类型主要用于低时延、高可靠业务，比如游戏的控制命令、IoT 设备的开关（灯 的开关、门窗的开关）等等，数据量最大不超过 4KB。 2）SendMessage 对 Message 类型消息的传输，HarmonyOS 软总线在底层实现按照最 高优先级进行传输，例如空口使用最高优先级 VO 队列。因此在实际使用中，为了获得更低 的时延，最好是一帧数据就能把 Message 消息发送完成。比如 1.5KB 大小，保证空口一帧 就发送完成，减少空口的资源竞争和退避带来的时延开销。 3）Byte 类型主要用于传输比 Message 类型消息大，时延要求没那么高的业务。比如传输 来源：HarmonyOS 微信号 https://mp.weixin.qq.com/s/dWcH3BXUtdjjOPzaps_QWA 

一个图片的缩略图。通常最大不超过 4M 大小。具体大小取决于设备的内存大小，有些设 备内存小，则其 Byte 类型消息不会超过 4M。 4）SendByte 除了用于时延要求不高的基本业务数据传输外，也可以用于探测网络端与端 之间的时延，比如探测当前网络传输 1MB 数据需要多少时间。 5）在支持多种物理链路的情况下，不建议上层应用指定具体的物理链路，让 HarmonyOS 系统自动选择，系统会根据当前的网络情况选择最优的传输通道。 6）传输的回调接口，不要有阻塞性动作，特别是对于持续性的传输，如果在回调中有阻塞 性动作，会导致传输性能下降。 本次为大家简单介绍 HarmonyOS Message/Byte 类型消息的底层传输原理，这两个都是 数据量比较小（Byte/M）且非持续性的消息传输，对于规格比较大（G）且有持续性传输 要求的 File 和 Stream 类型数据传输，会在后续技术解析文章中进行讲解，敬请期待！ 来源：HarmonyOS 微信号 https://mp.weixin.qq.com/s/dWcH3BXUtdjjOPzaps_QWA