HarmonyOS分布式文件系统开发指导

news2024/10/5 21:22:33

分布式文件系统概述

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

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。
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。
- 缓存管理
  - 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。
- 文件访问
  - 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。

说明

symlink：不支持。

- 元数据管理
  - 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。
- 冲突处理
  - 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

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，具体规则请参见数据、设备安全分级。

接口说明

API详细介绍请参见ohos.file.securityLabel。

表1 设置文件数据等级

接口名	功能	接口类型	支持同步	支持异步
setSecurityLabel	设置文件安全标签	方法	√	√
getSecurityLabel	获取文件安全标签	方法	√	√

注意

1. 对于不满足安全等级的文件，跨设备仍然可以看到该文件，但是无权限打开访问该文件。

2. 分布式文件系统的数据等级默认为S3，应用可以主动设置文件的安全等级。

开发示例

获取通用文件沙箱路径，并设置数据等级标签。示例中的context的获取方式请参见获取UIAbility的上下文信息。

import securityLabel from '@ohos.file.securityLabel';

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

// 设置文件的数据等级为s0
securityLabel.setSecurityLabel(filePath, 's0').then(() => {
  console.info('Succeeded in setSecurityLabeling.');
}).catch((err) => {
  console.error(`Failed to setSecurityLabel. Code: ${err.code}, message: ${err.message}`);
});

跨设备文件访问

分布式文件系统为应用提供了跨设备文件访问的能力，开发者在多个设备安装同一应用时，通过基础文件接口，可跨设备读写其他设备该应用分布式文件路径（/data/storage/el2/distributedfiles/）下的文件。例如：多设备数据流转的场景，设备组网互联之后，设备A上的应用可访问设备B同应用分布式路径下的文件，当期望应用文件被其他设备访问时，只需将文件移动到分布式文件路径即可。

开发步骤

完成分布式组网。首先将需要进行跨设备访问的设备连接到同一局域网中，同帐号认证完成组网。
访问跨设备文件。同一应用不同设备之间实现跨设备文件访问，只需要将对应的文件放在应用沙箱的分布式文件路径即可。

设备A上在分布式路径下创建测试文件，并写入内容。示例中的context的获取方式请参见获取UIAbility的上下文信息。

import fs from '@ohos.file.fs';

let context = ...; // 获取设备A的UIAbilityContext信息
let pathDir = context.distributedFilesDir;
// 获取分布式目录的文件路径
let filePath = pathDir + '/test.txt';

try {
  // 在分布式目录下创建文件
  let file = fs.openSync(filePath, fs.OpenMode.READ_WRITE | fs.OpenMode.CREATE);
  console.info('Succeeded in createing.');
  // 向文件中写入内容
  fs.writeSync(file.fd, 'content');
  // 关闭文件
  fs.closeSync(file.fd);
} catch (err) {
  console.error(`Failed to openSync / writeSync / closeSync. Code: ${err.code}, message: ${err.message}`);
}

设备B上在分布式路径下读取测试文件。

import fs from '@ohos.file.fs';

let context = ...; // 获取设备B的UIAbilityContext信息
let pathDir = context.distributedFilesDir;
// 获取分布式目录的文件路径
let filePath = pathDir + '/test.txt';

try {
  // 打开分布式目录下的文件
  let file = fs.openSync(filePath, fs.OpenMode.READ_WRITE);
  // 定义接收读取数据的缓存
  let buffer = new ArrayBuffer(4096);
  // 读取文件的内容，返回值是读取到的字节个数
  let num = fs.readSync(file.fd, buffer, {
    offset: 0
  });
  // 打印读取到的文件数据
  console.info('read result: ' + String.fromCharCode.apply(null, new Uint8Array(buffer.slice(0, num))));
} catch (err) {
  console.error(`Failed to openSync / readSync. Code: ${err.code}, message: ${err.message}`);
}