1. 引言

在万物互联的智能时代，用户对多设备协同体验的需求日益增长——例如，在平板上处理复杂文档时，希望将手机上的参考资料分屏显示在同一界面；或是在平板上编辑表格时，将手机的计算器应用作为浮动窗口协同操作。鸿蒙操作系统（HarmonyOS）凭借其​​分布式窗口管理​​与​​任务协同能力​​，为跨设备的窗口协同布局提供了原生支持。本文将聚焦“手机+平板分屏显示同一应用”的典型场景，深入解析鸿蒙如何通过窗口拆分、任务迁移与数据同步技术，实现多设备窗口的无缝协作。

2. 技术背景

2.1 鸿蒙窗口协同的核心能力

鸿蒙的窗口协同基于三大关键技术：

• ​​分布式软总线​​：提供低延迟、高带宽的设备间通信通道，支持手机与平板的实时交互。

• ​​多窗口管理系统​​：允许单个设备（如平板）拆分屏幕为多个区域（分屏/悬浮窗），并动态调整窗口布局。

• ​​任务协同调度​​：支持应用任务在不同设备间迁移或共享（如将手机的页面内容同步到平板的分屏窗口）。

2.2 窗口协同的核心挑战

• ​​设备差异适配​​：手机与平板的屏幕尺寸、分辨率不同，需动态调整窗口布局与内容比例。

• ​​任务状态同步​​：分屏窗口需与主窗口保持数据一致性（如编辑文档时，分屏的参考资料需与主窗口内容联动）。

• ​​交互逻辑协调​​：用户在不同窗口的操作（如点击、滑动）需实时同步到对应设备的应用逻辑。

3. 应用使用场景

3.1 场景1：平板办公分屏（手机+平板协同编辑）

​​典型需求​​：用户在平板上打开文档编辑应用（如WPS），将手机上的笔记应用分屏显示在平板右侧，实时参考笔记内容并同步到文档中。

3.2 场景2：跨设备娱乐（手机视频+平板游戏）

​​典型需求​​：用户在平板上玩游戏时，将手机上的攻略应用分屏显示在左上角，随时查看游戏技巧。

3.3 场景3：移动办公扩展（手机计算器+平板表格）

​​典型需求​​：用户在平板上编辑Excel表格时，将手机的计算器应用作为悬浮窗放置在平板右下角，实时计算数据并填入表格。

4. 不同场景下详细代码实现

4.1 平板分屏显示手机应用（基础窗口协同）

场景描述

用户在平板上打开视频应用（主窗口），通过鸿蒙的窗口协同能力，将手机上的相册应用分屏显示在平板右侧，实现视频与图片的同步浏览。

代码实现（平板端：JS API）

// 平板端代码：请求分屏并拉起手机应用
import distributedWindow from '@ohos.distributedWindow'; // 分布式窗口管理API
import distributedTask from '@ohos.distributedTask'; // 分布式任务调度API

async function splitScreenWithPhone() {
  try {
    // 1. 获取同一华为账号下的手机设备
    const deviceManager = distributedWindow.getDeviceManager();
    const phoneDevices = await deviceManager.getTrustedDevices('PHONE'); // 筛选手机设备
    if (phoneDevices.length === 0) {
      console.log('未发现可用的手机设备');
      return;
    }
    const targetPhone = phoneDevices[0]; // 选择第一个手机设备

    // 2. 请求平板当前窗口拆分为分屏模式（左右分屏）
    const mainScreen = distributedWindow.getCurrentScreen(); // 获取平板主屏幕
    const splitConfig = {
      mode: 'SPLIT_HORIZONTAL', // 水平分屏（左右布局）
      ratio: 0.3, // 手机分屏窗口占屏幕宽度的30%（右侧）
      position: 'RIGHT' // 分屏窗口位于平板右侧
    };
    await mainScreen.requestSplitScreen(splitConfig);

    // 3. 拉起手机端的相册应用，并将其窗口嵌入平板的分屏区域
    const phoneAppParams = {
      bundleName: 'com.example.phone.gallery', // 手机相册应用的包名
      abilityName: 'GalleryAbility', // 手机相册的主能力
      displayMode: 'EMBEDDED' // 嵌入平板分屏窗口
    };
    await distributedTask.startAbility({
      deviceId: targetPhone.deviceId, // 手机设备ID
      ...phoneAppParams,
      // 传递当前平板视频的上下文（如视频主题，用于相册筛选关联图片）
      parameters: { context: 'current_video_theme' }
    });

    console.log('手机相册已分屏显示在平板右侧');
  } catch (err) {
    console.error('分屏失败:', err);
  }
}

// 用户点击“分屏”按钮时调用
splitScreenWithPhone();

关键点说明

• ​​设备发现​​：通过getTrustedDevices('PHONE')筛选同一华为账号下的手机设备（基于分布式软总线的信任关系）。

• ​​窗口拆分​​：平板调用requestSplitScreen将当前屏幕拆分为左右分屏（手机窗口占30%宽度，位于右侧）。

• ​​应用嵌入​​：通过startAbility拉起手机端的相册应用，并设置displayMode: 'EMBEDDED'将其窗口嵌入平板的分屏区域。

4.2 手机与平板窗口数据同步（视频主题关联图片）

场景描述

平板主窗口播放旅游视频时，手机分屏窗口的相册应用自动筛选与视频主题（如“巴黎”）相关的图片，并实时同步筛选结果。

代码实现（手机端：JS API + 数据同步）

// 手机端代码：接收平板分屏请求并同步数据
import distributedTask from '@ohos.distributedTask';
import distributedDataManager from '@ohos.distributedDataManager'; // 分布式数据管理API

async function handleSplitScreenRequest() {
  try {
    // 1. 监听平板的分屏请求（通过分布式任务调度）
    const taskCallback = async (params) => {
      const videoTheme = params.context; // 获取平板传递的视频主题（如'巴黎'）
      
      // 2. 筛选相册中与主题相关的图片
      const galleryApp = await getGalleryAppInstance(); // 获取相册应用实例
      const relatedImages = await galleryApp.filterImagesByTheme(videoTheme);

      // 3. 通过分布式数据管理同步图片列表到平板
      const dataShare = distributedDataManager.getDataShare('gallery_sync');
      await dataShare.put('related_images', relatedImages); // 传递图片URL数组
    };

    // 注册任务回调（监听平板的参数传递）
    distributedTask.onTaskRequest('start_gallery_ability', taskCallback);
  } catch (err) {
    console.error('分屏数据同步失败:', err);
  }
}

// 模拟获取相册应用实例
async function getGalleryAppInstance() {
  return {
    filterImagesByTheme: async (theme) => {
      // 实际场景中调用相册数据库API筛选图片
      return [
        { url: 'https://example.com/paris1.jpg', theme: '巴黎' },
        { url: 'https://example.com/paris2.jpg', theme: '巴黎' }
      ];
    }
  };
}

// 应用启动时调用
handleSplitScreenRequest();

关键点说明

• ​​参数传递​​：平板通过parameters: { context: 'current_video_theme' }向手机传递视频主题（如“巴黎”）。

• ​​数据筛选​​：手机端的相册应用根据主题筛选关联图片（如通过数据库查询标签）。

• ​​实时同步​​：通过分布式数据管理（DataShare）将筛选后的图片列表（related_images）同步到平板，供分屏窗口显示。

4.3 窗口交互协同（手机操作影响平板主窗口）

场景描述

用户在手机分屏窗口中点击某张图片（如“埃菲尔铁塔.jpg”），平板主窗口的视频播放器自动跳转到与该图片相关的视频片段（如“埃菲尔铁塔游览”）。

代码实现（平板端：监听手机交互事件）

// 平板端代码：监听手机分屏窗口的图片点击事件
import distributedDataManager from '@ohos.distributedDataManager';

// 监听手机端同步的图片选择事件
async function monitorPhoneImageSelection() {
  const dataShare = distributedDataManager.getDataShare('image_selection');
  dataShare.on('selected_image', async (imageInfo) => {
    const selectedImageUrl = imageInfo.url; // 获取手机选择的图片URL（如'埃菲尔铁塔.jpg'）
    
    // 1. 根据图片关联视频片段（如通过图片标签匹配视频元数据）
    const videoPlayer = await getVideoPlayerInstance(); // 获取平板视频播放器实例
    const relatedVideoSegment = await videoPlayer.findSegmentByImageTag(selectedImageUrl);

    // 2. 跳转到视频片段并高亮显示
    if (relatedVideoSegment) {
      await videoPlayer.seek(relatedVideoSegment.startTime); // 跳转到片段起始时间
      await videoPlayer.showHighlight(relatedVideoSegment.area); // 高亮相关区域
    }
  });
}

// 模拟获取视频播放器实例
async function getVideoPlayerInstance() {
  return {
    findSegmentByImageTag: async (imageUrl) => {
      // 实际场景中通过图像识别或标签匹配视频片段
      return { startTime: 120, area: { x: 100, y: 200, width: 300, height: 200 } }; // 示例：跳转到2分钟，高亮指定区域
    },
    seek: async (time) => { console.log(`视频跳转到 ${time} 秒`); },
    showHighlight: async (area) => { console.log(`高亮区域:`, area); }
  };
}

// 应用启动时调用
monitorPhoneImageSelection();

关键点说明

• ​​事件同步​​：手机端通过DataShare传递用户点击的图片信息（如selected_image事件）。

• ​​视频联动​​：平板端根据图片标签（如“埃菲尔铁塔”）匹配视频元数据，跳转到相关片段并高亮显示。

• ​​交互反馈​​：用户操作手机分屏窗口时，平板主窗口实时响应，增强协同体验。

5. 原理解释与核心特性

5.1 窗口协同的核心流程

1. ​​设备发现与信任​​：基于华为账号的分布式软总线自动发现同一账号下的手机与平板设备。

2. ​​窗口拆分​​：平板端通过requestSplitScreen将屏幕拆分为多个区域（如左右分屏、悬浮窗）。

3. ​​任务迁移/嵌入​​：将手机端的应用窗口（通过startAbility拉起）嵌入平板的分屏区域（displayMode: 'EMBEDDED'）。

4. ​​数据同步​​：通过分布式数据管理（DataShare）实现手机与平板窗口间的数据实时同步（如图片筛选结果、视频片段信息）。

5. ​​交互协同​​：监听用户在不同窗口的操作事件（如点击、滑动），并同步到对应设备的应用逻辑。

5.2 核心特性对比

6. 原理流程图与详细解释

6.1 手机+平板分屏显示同一应用的完整流程

sequenceDiagram
    participant 平板 as 平板端（HarmonyOS应用）
    participant 软总线 as 分布式软总线
    participant 手机 as 手机端（应用）
    participant 窗口管理 as 分布式窗口管理
    participant 数据管理 as 分布式数据管理

    平板->>软总线: 发现同一账号下的手机设备
    软总线-->>平板: 返回可用手机设备列表
    平板->>窗口管理: 请求当前屏幕拆分为分屏模式（如左右布局）
    窗口管理-->>平板: 返回分屏配置成功
    平板->>手机: 通过分布式任务调度拉起应用（如相册）
    手机->>手机: 启动应用并嵌入平板分屏窗口（displayMode: EMBEDDED）
    平板->>数据管理: 共享视频主题参数（如'巴黎'）
    手机->>数据管理: 接收参数并筛选关联图片
    手机->>数据管理: 同步图片列表到平板
    数据管理-->>平板: 更新分屏窗口显示内容
    平板->>数据管理: 监听手机图片点击事件
    手机->>数据管理: 传递用户选择的图片信息
    数据管理-->>平板: 触发视频跳转与高亮

6.2 详细解释

1. ​​设备发现​​：平板通过分布式软总线自动扫描同一华为账号下的手机设备（基于信任关系）。

2. ​​窗口拆分​​：平板调用requestSplitScreen将屏幕拆分为分屏区域（如右侧30%宽度给手机窗口）。

3. ​​任务嵌入​​：手机端的应用通过startAbility拉起，并设置displayMode: 'EMBEDDED'嵌入平板的分屏窗口。

4. ​​数据同步​​：通过DataShare共享视频主题（如“巴黎”），手机筛选关联图片并同步到平板分屏窗口。

5. ​​交互协同​​：手机端用户点击图片时，通过DataShare传递事件，平板端视频播放器跳转到相关片段并高亮。

7. 环境准备

7.1 开发环境配置

• ​​工具​​：鸿蒙DevEco Studio（支持JS/Java/C++开发）、平板真机（HarmonyOS 3.0+，支持多窗口模式）、手机真机（HarmonyOS 3.0+）。

• ​​项目初始化​​：

  • ​​平板端​​：创建“多窗口协同”模板项目（JS或Java）。

  • ​​手机端​​：创建“分屏应用”项目（如相册、笔记应用），配置config.json声明能力。

• ​​依赖库​​：

  • 分布式窗口管理API（@ohos.distributedWindow）。

  • 分布式任务调度API（@ohos.distributedTask）。

  • 分布式数据管理API（@ohos.distributedDataManager）。

8. 实际详细应用代码示例（综合场景）

8.1 平板办公分屏（手机计算器+平板表格）

场景需求

用户在平板上编辑Excel表格时，将手机的计算器应用分屏显示在平板右下角，实时计算数据并填入表格。

代码实现（平板端：拉起手机计算器）

// 平板端代码：分屏显示手机计算器
async function splitScreenWithCalculator() {
  const deviceManager = distributedWindow.getDeviceManager();
  const phoneDevices = await deviceManager.getTrustedDevices('PHONE');
  if (phoneDevices.length === 0) return;

  const targetPhone = phoneDevices[0];
  const mainScreen = distributedWindow.getCurrentScreen();

  // 拆分屏幕为平板主区域（70%）+ 手机计算器（30%，右下角悬浮窗）
  await mainScreen.requestSplitScreen({
    mode: 'FLOATING', // 悬浮窗模式
    position: 'BOTTOM_RIGHT', // 位于平板右下角
    size: { width: 0.3, height: 0.3 } // 悬浮窗大小为屏幕的30%
  });

  // 拉起手机计算器应用
  await distributedTask.startAbility({
    deviceId: targetPhone.deviceId,
    bundleName: 'com.android.calculator2', // 手机系统计算器包名
    abilityName: 'CalculatorAbility',
    displayMode: 'FLOATING' // 悬浮窗模式
  });
}

代码实现（手机端：计算器结果同步）

// 手机端代码：计算器结果同步到平板
import distributedDataManager from '@ohos.distributedDataManager';

// 监听计算器结果变化
calculatorApp.onResultChange((result) => {
  const dataShare = distributedDataManager.getDataShare('calculator_result');
  dataShare.put('current_result', result); // 传递计算结果（如'123'）
});

// 平板端监听结果并填入表格
async function monitorCalculatorResult() {
  const dataShare = distributedDataManager.getDataShare('calculator_result');
  dataShare.on('current_result', async (result) => {
    const spreadsheet = await getSpreadsheetInstance(); // 获取平板表格实例
    await spreadsheet.fillCell('A1', result); // 将结果填入表格单元格
  });
}

9. 运行结果与测试步骤

9.1 预期运行结果

• ​​分屏显示​​：平板屏幕成功拆分为主窗口（如视频/表格）与分屏窗口（如手机相册/计算器），布局比例符合设定（如30%分屏）。

• ​​数据同步​​：手机分屏窗口的图片筛选结果或计算器结果实时同步到平板主窗口（如视频跳转、表格填入）。

• ​​交互协同​​：用户在手机分屏窗口的操作（如点击图片、输入数字）直接影响平板主窗口的状态（如高亮视频片段、更新表格数据）。

9.2 测试步骤（手工验证）

1. ​​设备配对​​：确保手机与平板登录同一华为账号，并在鸿蒙设置中开启“分布式窗口协同”功能。

2. ​​分屏测试​​：在平板上触发分屏请求（如点击“分屏”按钮），确认手机应用（如相册/计算器）正确显示在平板的分屏区域。

3. ​​数据同步测试​​：在平板主窗口切换视频主题（如从“巴黎”到“东京”），确认手机分屏窗口的图片列表实时更新。

4. ​​交互测试​​：在手机分屏窗口点击图片（如“埃菲尔铁塔.jpg”），确认平板主窗口的视频跳转到相关片段并高亮显示。

10. 部署场景

10.1 适用场景

• ​​移动办公​​：平板编辑文档时，手机分屏显示参考资料或计算器。

• ​​娱乐体验​​：平板玩游戏时，手机分屏显示攻略或好友互动。

• ​​教育学习​​：平板看网课时，手机分屏显示笔记或词典。

10.2 注意事项

• ​​设备兼容性​​：手机与平板需支持鸿蒙分布式窗口管理（HarmonyOS 3.0+）。

• ​​屏幕适配​​：开发者需针对不同设备尺寸（如平板横屏/竖屏）动态调整分屏布局。

• ​​权限配置​​：需在鸿蒙设置中授权“分布式窗口协同”与“任务调度”权限。

11. 疑难解答

11.1 常见问题与解决方案

​​问题1：手机应用未显示在平板分屏区域​​

• ​​原因​​：设备未登录同一华为账号，或未开启分布式窗口协同功能。

• ​​解决​​：检查账号一致性，确保平板与手机的“分布式窗口协同”开关已打开。

​​问题2：数据同步延迟​​

• ​​原因​​：网络波动或分布式数据管理API调用频率过高。

• ​​解决​​：优化数据同步逻辑（如减少不必要的实时更新），确保设备处于同一局域网。

12. 未来展望

12.1 技术演进方向

• ​​AI智能分屏​​：根据用户使用习惯自动推荐分屏布局（如办公场景自动分屏文档+参考资料）。

• ​​多设备扩展​​：支持手机+平板+智慧屏的三设备协同（如视频主屏+平板分屏笔记+手机遥控）。

• ​​跨平台兼容​​：与Android/iOS设备的窗口协同能力互通（如通过鸿蒙桥接协议）。

12.2 挑战

• ​​性能优化​​：多窗口实时渲染与数据同步可能增加设备功耗（需优化GPU与网络资源分配）。

• ​​安全与隐私​​：防止分屏过程中敏感数据（如文档内容）被未授权设备访问。

13. 总结

核心要点

1. ​​分布式窗口管理的核心作用​​：通过鸿蒙原生API实现跨设备的屏幕拆分、任务嵌入与布局调整，简化多设备窗口协同的开发。

2. ​​数据同步与交互协同​​：利用分布式数据管理（DataShare）实现手机与平板窗口间的实时数据传递（如图片筛选、计算器结果），并通过事件监听增强交互体验。

3. ​​最佳实践​​：

   • ​​设备发现​​：依赖华为账号的信任关系，确保设备合法性。

   • ​​布局适配​​：根据设备屏幕尺寸动态调整分屏比例（如平板横屏时左右分屏，竖屏时上下分屏）。

   • ​​状态同步​​：保持主窗口与分屏窗口的数据一致性（如视频主题与关联图片）。

通过合理利用鸿蒙的窗口协同能力，开发者能够构建高体验的跨设备应用，满足用户对多屏互动的无缝需求。