鸿蒙App窗口协同布局（手机+平板分屏显示同一应用）详解

引言

技术背景

分布式应用架构

graph TD
    A[鸿蒙分布式架构] --> B[分布式软总线]
    A --> C[分布式数据管理]
    A --> D[分布式任务调度]
    A --> E[分布式设备虚拟化]
    
    B --> F[设备自动发现]
    B --> G[高效数据传输]
    
    C --> H[跨设备数据同步]
    C --> I[数据共享机制]
    
    D --> J[任务迁移]
    D --> K[负载均衡]
    
    E --> L[多设备虚拟为超级终端]
    E --> M[资源池化]

多窗口管理技术栈

设备协同模式对比

应用使用场景

1. 移动办公：
   • 手机查看邮件，平板编辑文档
   • 手机接听电话，平板展示PPT
   • 会议纪要实时同步
2. 学习教育：
   • 手机查阅资料，平板做笔记
   • 教师手机控制课件，平板展示内容
   • 学生作业手机提交，平板批改
3. 创意设计：
   • 手机取景拍照，平板修图设计
   • 手机草图构思，平板精细绘制
   • 多设备协同建模
4. 娱乐体验：
   • 手机控制播放，平板展示内容
   • 游戏多屏协同作战
   • 音乐创作多设备配合
5. 智能家居：
   • 手机控制设备，平板展示监控
   • 家庭留言板多屏同步
   • 安防系统多视角查看

不同场景下详细代码实现

场景1：基础分屏布局（互补模式）

// EntryAbility.ts
import UIAbility from '@ohos.app.ability.UIAbility';
import window from '@ohos.window';
import deviceManager from '@ohos.distributedDeviceManager';

export default class EntryAbility extends UIAbility {
  private curWindow: window.Window | null = null;
  private deviceList: Array<deviceManager.DeviceInfo> = [];

  onCreate(want, launchParam) {
    // 初始化设备管理器
    this.initDeviceManager();
  }

  onWindowStageCreate(windowStage: window.WindowStage) {
    // 获取当前窗口
    windowStage.getMainWindow((err, data) => {
      this.curWindow = data;
      this.adjustLayoutBasedOnDevice();
    });
    
    // 加载主页面
    windowStage.loadContent('pages/MainPage', (err) => {
      if (err.code) {
        console.error('加载页面失败:', err);
      }
    });
  }

  // 初始化设备管理器
  private initDeviceManager() {
    // 创建设备管理器
    const dmClass = 'com.huawei.distributedDeviceManager';
    const dmAbilityName = 'com.huawei.distributedDeviceManager';
    const dmBundleName = 'com.huawei.distributedDeviceManager';
    
    let context = this.context;
    let ddm = deviceManager.createDeviceManager(
      context, 
      dmBundleName, 
      (err, dm) => {
        if (!err) {
          this.deviceManager = dm;
          this.registerDeviceListCallback();
        }
      }
    );
  }

  // 注册设备列表回调
  private registerDeviceListCallback() {
    if (!this.deviceManager) return;
    
    this.deviceManager.on('deviceFound', (data) => {
      this.deviceList = data;
      this.adjustLayoutBasedOnDevice();
    });
    
    this.deviceManager.on('deviceLost', (deviceId) => {
      this.deviceList = this.deviceList.filter(d => d.deviceId !== deviceId);
      this.adjustLayoutBasedOnDevice();
    });
    
    // 获取在线设备
    this.deviceManager.getTrustedDeviceListSync();
  }

  // 根据设备调整布局
  private adjustLayoutBasedOnDevice() {
    if (!this.curWindow) return;
    
    const display = this.curWindow.getWindowProperties().display;
    const deviceType = display.deviceType;
    
    // 手机设备
    if (deviceType === window.DeviceType.PHONE) {
      this.setLayoutForPhone();
    } 
    // 平板设备
    else if (deviceType === window.DeviceType.TABLET) {
      this.setLayoutForTablet();
    }
    // 多设备协同模式
    else if (this.deviceList.length > 0) {
      this.setupCollaborativeLayout();
    }
  }

  // 手机布局
  private setLayoutForPhone() {
    // 单窗口全屏显示
    this.curWindow?.setFullScreen(true);
    // 显示主内容
    // ...
  }

  // 平板布局
  private setLayoutForTablet() {
    // 分屏模式
    this.curWindow?.setWindowLayoutMode({
      mode: window.LayoutMode.SPLIT_PRIMARY,
      splitRatio: 0.5
    });
    // 显示主要内容
    // ...
  }

  // 协同布局
  private setupCollaborativeLayout() {
    // 检测是否有协同设备
    const hasCollaborativeDevice = this.deviceList.some(d => 
      d.deviceType === window.DeviceType.TABLET || 
      d.deviceType === window.DeviceType.SMART_SCREEN
    );
    
    if (hasCollaborativeDevice) {
      // 设置为主控设备
      this.curWindow?.setWindowLayoutMode({
        mode: window.LayoutMode.SPLIT_SECONDARY
      });
      
      // 启动协同服务
      this.startCollaborativeService();
    }
  }

  // 启动协同服务
  private startCollaborativeService() {
    // 创建分布式任务
    const taskDispatcher = TaskDispatcher.getGlobalTaskDispatcher();
    taskDispatcher.startRemoteAbility({
      bundleName: this.context.bundleName,
      abilityName: 'CollaborativeAbility',
      deviceId: this.deviceList[0].deviceId
    });
  }
}

场景2：数据共享与同步（协同模式）

// CollaborativeService.ets
import distributedData from '@ohos.data.distributedData';
import common from '@ohos.app.ability.common';

class CollaborativeService {
  private kvManager: distributedData.KVManager | null = null;
  private kvStore: distributedData.KVStore | null = null;
  private context: common.Context;
  
  constructor(context: common.Context) {
    this.context = context;
  }

  // 初始化分布式数据库
  async initDistributedDB() {
    try {
      // 创建KVManager配置
      const config = {
        bundleName: this.context.applicationInfo.bundleName,
        userInfo: {
          userId: 'user123',
          userType: distributedData.UserType.SAME_USER_ID
        }
      };
      
      // 获取KVManager
      this.kvManager = await distributedData.createKVManager(config);
      
      // 创建KVStore
      const options = {
        createIfMissing: true,
        encrypt: false,
        backup: false,
        kvStoreType: distributedData.KVStoreType.SINGLE_VERSION,
        securityLevel: distributedData.SecurityLevel.S1
      };
      
      this.kvStore = await this.kvManager.getKVStore('collabStore', options);
      
      // 订阅数据变更
      this.kvStore.on('dataChange', distributedData.SubscribeType.SUBSCRIBE_TYPE_ALL, (data) => {
        this.handleDataChange(data);
      });
      
    } catch (e) {
      console.error(`初始化分布式数据库失败: ${e.message}`);
    }
  }

  // 处理数据变更
  private handleDataChange(data: Array<distributedData.ChangeNotification>) {
    data.forEach(change => {
      switch (change.type) {
        case distributedData.ChangeType.PUT:
          this.syncDataToUI(change.key, change.value);
          break;
        case distributedData.ChangeType.DELETE:
          this.removeDataFromUI(change.key);
          break;
      }
    });
  }

  // 同步数据到UI
  private syncDataToUI(key: string, value: Uint8Array) {
    // 解析数据并更新UI
    const jsonStr = String.fromCharCode.apply(null, Array.from(value));
    const dataObj = JSON.parse(jsonStr);
    
    // 根据数据类型更新不同UI组件
    if (key.startsWith('document_')) {
      this.updateDocumentView(dataObj);
    } else if (key.startsWith('chat_')) {
      this.updateChatView(dataObj);
    }
  }

  // 更新文档视图
  private updateDocumentView(docData: any) {
    // 更新文档内容
    // ...
    console.log(`文档更新: ${docData.title}`);
  }

  // 更新聊天视图
  private updateChatView(chatData: any) {
    // 更新聊天内容
    // ...
    console.log(`新消息: ${chatData.sender}: ${chatData.message}`);
  }

  // 保存数据到分布式数据库
  async saveData(key: string, value: object) {
    if (!this.kvStore) return;
    
    try {
      const jsonStr = JSON.stringify(value);
      const encoder = new TextEncoder();
      const uint8Array = encoder.encode(jsonStr);
      
      await this.kvStore.put(key, uint8Array);
    } catch (e) {
      console.error(`保存数据失败: ${e.message}`);
    }
  }

  // 删除数据
  async deleteData(key: string) {
    if (!this.kvStore) return;
    await this.kvStore.delete(key);
  }
}

export default CollaborativeService;

场景3：多设备协同编辑（混合模式）

// CollaborativeEditor.ets
import { CollaborativeService } from './CollaborativeService';
import distributedObject from '@ohos.data.distributedObject';

@Entry
@Component
struct CollaborativeEditor {
  private collabService: CollaborativeService | null = null;
  private docObject: distributedObject.DistributedObject | null = null;
  private editorText: string = '';
  private collaborators: Array<string> = [];
  
  aboutToAppear() {
    // 初始化协同服务
    this.collabService = new CollaborativeService(getContext(this));
    this.collabService.initDistributedDB();
    
    // 创建分布式对象
    this.createDistributedDocument();
  }
  
  // 创建分布式文档对象
  private async createDistributedDocument() {
    try {
      // 定义文档结构
      const initialDoc = {
        id: 'doc_123',
        title: '协同文档',
        content: '',
        lastModified: Date.now(),
        collaborators: []
      };
      
      // 创建分布式对象
      this.docObject = await distributedObject.create(initialDoc);
      
      // 监听对象变更
      this.docObject.on('change', (change) => {
        if (change.field === 'content') {
          this.editorText = this.docObject.content;
        } else if (change.field === 'collaborators') {
          this.collaborators = this.docObject.collaborators;
        }
      });
      
      // 加入协同会话
      this.joinCollaborationSession();
      
    } catch (e) {
      console.error(`创建分布式文档失败: ${e.message}`);
    }
  }
  
  // 加入协同会话
  private joinCollaborationSession() {
    // 生成会话ID
    const sessionId = `session_${Date.now()}`;
    
    // 加入会话
    this.docObject.joinSession(sessionId);
    
    // 添加当前用户
    const userId = this.generateUserId();
    this.docObject.collaborators.push(userId);
  }
  
  // 生成用户ID
  private generateUserId(): string {
    return `user_${Math.floor(Math.random() * 1000)}`;
  }
  
  // 处理文本输入
  private handleTextInput(event: InputEvent) {
    this.editorText = event.value;
    
    // 更新分布式对象
    if (this.docObject) {
      this.docObject.content = this.editorText;
      this.docObject.lastModified = Date.now();
    }
  }
  
  // 保存文档
  private saveDocument() {
    if (this.docObject) {
      this.collabService.saveData(
        `document_${this.docObject.id}`, 
        this.docObject
      );
    }
  }
  
  build() {
    Column() {
      // 标题栏
      Row() {
        Text(this.docObject?.title || '协同文档')
          .fontSize(24)
          .fontWeight(FontWeight.Bold)
        
        Button('保存').onClick(() => this.saveDocument())
      }.width('100%').padding(10)
      
      // 协作者列表
      Scroll() {
        Flex({ wrap: FlexWrap.Wrap }) {
          ForEach(this.collaborators, (userId: string) => {
            Chip({ label: userId })
          })
        }
      }.height(50)
      
      // 文本编辑器
      TextArea({ text: this.editorText })
        .onChange((value: string) => this.handleTextInput(value))
        .layoutWeight(1)
        .fontSize(18)
        .margin(10)
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
  }
}

原理解释

窗口协同布局原理

1. 设备发现与连接：
   • 通过分布式软总线自动发现附近设备
   • 建立安全可靠的P2P连接
   • 协商设备角色（主控/协同）
2. 布局决策机制：

   graph TD
       A[检测设备类型] --> B{设备数量}
       B -->|单设备| C[单窗口布局]
       B -->|多设备| D{设备类型组合}
       D -->|手机+平板| E[互补布局]
       D -->|手机+TV| F[镜像布局]
       D -->|多平板| G[协同布局]

3. 数据同步机制：
   • 基于分布式数据库的CRDT算法
   • 操作转换(OT)解决冲突
   • 最终一致性保证

多窗口管理流程

sequenceDiagram
    participant User as 用户
    participant Phone as 手机应用
    participant System as 鸿蒙系统
    participant Tablet as 平板应用
    
    User->>Phone: 启动应用
    Phone->>System: 请求分屏模式
    System->>System: 检测可用设备
    System->>Phone: 返回设备列表
    Phone->>System: 请求创建协同窗口
    System->>Tablet: 发送协同邀请
    Tablet->>System: 接受邀请
    System->>Phone: 确认协同建立
    Phone->>Phone: 调整布局为主控模式
    Tablet->>Tablet: 调整为协同模式
    Phone->>Tablet: 同步初始数据
    loop 实时同步
        Phone->>Tablet: 发送操作指令
        Tablet->>Phone: 发送状态更新
    end

核心特性

1. 智能布局适配：
   • 自动检测设备类型与数量
   • 动态选择最优布局模式
   • 断线自动重连与恢复
2. 高效数据共享：
   • 分布式数据库实时同步
   • 增量更新减少带宽占用
   • 冲突自动解决机制
3. 无缝体验切换：
   • 设备热插拔支持
   • 状态自动保存与恢复
   • 任务连续性保障
4. 安全隐私保护：
   • 设备认证与授权
   • 数据传输加密
   • 细粒度权限控制

原理流程图及解释

窗口协同全流程

graph TD
    A[应用启动] --> B[检测设备环境]
    B --> C{单设备或多设备}
    C -->|单设备| D[单窗口布局]
    C -->|多设备| E[选择协同模式]
    E --> F[手机为主控]
    E --> G[平板为主控]
    E --> H[平等协同]
    F --> I[创建主控窗口]
    G --> J[创建主控窗口]
    H --> K[创建对等窗口]
    I --> L[启动协同服务]
    J --> L
    K --> L
    L --> M[建立数据通道]
    M --> N[同步初始状态]
    N --> O[实时交互]
    O --> P{用户操作}
    P -->|本地| Q[更新本地UI]
    P -->|远程| R[发送操作指令]
    Q --> S[更新分布式数据]
    R --> T[接收远程操作]
    T --> U[执行操作]
    U --> V[更新UI]
    S --> W[同步到远端]
    W --> V

1. 应用启动后检测当前设备环境
2. 根据设备数量决定单窗口或多设备协同
3. 多设备场景下协商确定协同模式和设备角色
4. 各设备创建对应类型的窗口（主控/协同）
5. 建立分布式数据通道和任务调度通道
6. 同步应用初始状态和数据
7. 进入实时交互阶段，处理用户输入和操作
8. 本地操作更新UI并同步到分布式数据
9. 远程操作通过数据通道传递到本地执行
10. 所有设备保持状态最终一致性

数据同步机制

graph LR
    A[本地操作] --> B[变更检测]
    B --> C[生成变更集]
    C --> D[冲突检测]
    D --> E[冲突解决]
    E --> F[应用变更]
    F --> G[更新UI]
    G --> H[广播变更]
    H --> I[远端设备]
    I --> J[接收变更]
    J --> K[应用变更]
    K --> G

环境准备

开发环境要求

• 操作系统：Windows 10/11 或 macOS 10.15+
• 开发工具：DevEco Studio 3.1+
• SDK版本：API Version 9+（HarmonyOS 3.1+）
• 设备要求：
  • 鸿蒙手机（API 9+）
  • 鸿蒙平板（API 9+）
  • 两者登录同一华为账号
  • 开启蓝牙、Wi-Fi和NFC

配置步骤

1. 安装DevEco Studio并配置SDK
2. 创建新项目（选择"多设备协同应用"模板）
3. 添加权限配置（module.json5）：

   {
     "module": {
       "requestPermissions": [
         {
           "name": "ohos.permission.DISTRIBUTED_DATASYNC",
           "reason": "设备协同数据同步"
         },
         {
           "name": "ohos.permission.DISTRIBUTED_DEVICE_STATE_CHANGE",
           "reason": "设备状态监听"
         },
         {
           "name": "ohos.permission.ACCESS_SERVICE_DM",
           "reason": "设备管理服务"
         }
       ]
     }
   }

4. 配置多设备协同能力：

   {
     "abilities": [
       {
         "name": "MainAbility",
         "type": "page",
         "launchType": "standard",
         "description": "$string:mainability_description",
         "icon": "$media:icon",
         "label": "$string:entry_MainAbility",
         "startWindowIcon": "$media:icon",
         "startWindowBackground": "$color:start_window_background",
         "visible": true,
         "skills": [
           {
             "entities": ["entity.system.home"],
             "actions": ["action.system.home"]
           }
         ],
         "continuable": true,
         "multiDeviceCollaboration": true
       }
     ]
   }

项目结构

CollaborativeApp/
├── entry
│   ├── src
│   │   ├── main
│   │   │   ├── ets
│   │   │   │   ├── Application
│   │   │   │   │   ├── AbilityStage.ts
│   │   │   │   │   └── EntryAbility.ts
│   │   │   │   ├── MainAbility
│   │   │   │   │   ├── MainAbility.ts
│   │   │   │   │   └── pages
│   │   │   │   │       ├── MainPage.ets
│   │   │   │   │       ├── CollaborativeEditor.ets
│   │   │   │   │       └── DeviceSelection.ets
│   │   │   │   ├── Model
│   │   │   │   │   ├── DocumentModel.ts
│   │   │   │   │   └── CollaborationService.ts
│   │   │   │   └── Common
│   │   │   │       ├── Constants.ets
│   │   │   │       └── Utils.ets
│   │   │   ├── resources
│   │   │   │   ├── base
│   │   │   │   │   ├── element
│   │   │   │   │   ├── media
│   │   │   │   │   └── profile
│   │   │   │   └── en_US
│   │   │   └── module.json5
│   │   └── ohosTest
│   └── build-profile.json5
└── build.gradle

实际详细应用代码示例实现

完整协同编辑应用

// CollaborativeEditor.ets (完整实现)
import { CollaborativeService } from '../Model/CollaborationService';
import distributedObject from '@ohos.data.distributedObject';
import promptAction from '@ohos.promptAction';
import common from '@ohos.app.ability.common';

@Entry
@Component
struct CollaborativeEditor {
  private collabService: CollaborativeService | null = null;
  private docObject: distributedObject.DistributedObject | null = null;
  private editorText: string = '';
  private title: string = '未命名文档';
  private collaborators: Array<string> = [];
  private isSaving: boolean = false;
  private context: common.Context = getContext(this);
  
  aboutToAppear() {
    // 初始化协同服务
    this.collabService = new CollaborativeService(this.context);
    this.collabService.initDistributedDB();
    
    // 创建或加入文档
    this.createOrJoinDocument();
  }
  
  // 创建或加入文档
  private async createOrJoinDocument(docId?: string) {
    try {
      const id = docId || `doc_${Date.now()}`;
      
      // 尝试获取现有文档
      const existingDoc = await distributedObject.get(id);
      
      if (existingDoc) {
        this.docObject = existingDoc;
      } else {
        // 创建新文档
        this.docObject = await distributedObject.create({
          id: id,
          title: '新文档',
          content: '',
          lastModified: Date.now(),
          owner: this.generateUserId(),
          collaborators: [this.generateUserId()]
        });
      }
      
      // 监听文档变更
      this.docObject.on('change', (change) => {
        this.handleDocumentChange(change);
      });
      
      // 加入协同会话
      this.joinCollaborationSession();
      
    } catch (e) {
      console.error(`文档操作失败: ${e.message}`);
      promptAction.showToast({ message: '文档加载失败' });
    }
  }
  
  // 处理文档变更
  private handleDocumentChange(change: distributedObject.ChangeEvent) {
    switch (change.field) {
      case 'title':
        this.title = this.docObject.title;
        break;
      case 'content':
        this.editorText = this.docObject.content;
        break;
      case 'lastModified':
        // 更新最后修改时间显示
        break;
      case 'collaborators':
        this.collaborators = [...this.docObject.collaborators];
        break;
    }
  }
  
  // 加入协同会话
  private joinCollaborationSession() {
    if (!this.docObject) return;
    
    // 生成会话ID
    const sessionId = `session_${this.docObject.id}_${Date.now()}`;
    
    // 加入会话
    this.docObject.joinSession(sessionId);
    
    // 添加当前用户
    const userId = this.generateUserId();
    if (!this.docObject.collaborators.includes(userId)) {
      this.docObject.collaborators.push(userId);
    }
  }
  
  // 生成用户ID
  private generateUserId(): string {
    return `user_${Math.random().toString(36).substr(2, 6)}`;
  }
  
  // 处理文本输入
  private handleTextInput(event: InputEvent) {
    this.editorText = event.value;
    
    // 更新分布式对象
    if (this.docObject) {
      this.docObject.content = this.editorText;
      this.docObject.lastModified = Date.now();
    }
  }
  
  // 更新标题
  private updateTitle(newTitle: string) {
    if (this.docObject) {
      this.docObject.title = newTitle;
    }
    this.title = newTitle;
  }
  
  // 保存文档
  private async saveDocument() {
    if (this.isSaving || !this.docObject) return;
    
    this.isSaving = true;
    try {
      // 保存到分布式数据库
      await this.collabService.saveData(
        `document_${this.docObject.id}`, 
        this.docObject
      );
      
      promptAction.showToast({ message: '文档已保存' });
    } catch (e) {
      console.error(`保存失败: ${e.message}`);
      promptAction.showToast({ message: '保存失败' });
    } finally {
      this.isSaving = false;
    }
  }
  
  // 导出文档
  private exportDocument() {
    // 实现导出逻辑
  }
  
  // 添加协作者
  private async addCollaborator() {
    // 实现添加协作者逻辑
  }
  
  build() {
    Column() {
      // 标题栏
      Row() {
        TextInput({ text: this.title, placeholder: '文档标题' })
          .onChange((value) => this.updateTitle(value))
          .layoutWeight(1)
          .fontSize(20)
          .margin(5)
        
        Button('保存', { type: ButtonType.Normal, stateEffect: true })
          .onClick(() => this.saveDocument())
          .margin(5)
          .enabled(!this.isSaving)
        
        Button('导出', { type: ButtonType.Normal, stateEffect: true })
          .onClick(() => this.exportDocument())
          .margin(5)
      }
      .width('100%')
      .padding(10)
      .alignItems(VerticalAlign.Center)
      
      // 协作者列表
      if (this.collaborators.length > 0) {
        Scroll() {
          Flex({ justifyContent: FlexAlign.Start, alignItems: ItemAlign.Center }) {
            ForEach(this.collaborators, (userId: string) => {
              Chip({ 
                label: userId, 
                backgroundColor: this.getChipColor(userId) 
              })
              .margin(5)
            })
          }
        }
        .height(50)
        .width('100%')
        .margin({ bottom: 10 })
      }
      
      // 文本编辑器
      TextArea({ text: this.editorText, placeholder: '开始输入内容...' })
        .onChange((value: string) => this.handleTextInput(value))
        .layoutWeight(1)
        .fontSize(18)
        .margin(10)
        .borderRadius(8)
        .backgroundColor('#f5f5f5')
      
      // 工具栏
      Row() {
        Button('添加协作者', { type: ButtonType.Normal, stateEffect: true })
          .onClick(() => this.addCollaborator())
          .margin(5)
        
        Button('新建', { type: ButtonType.Normal, stateEffect: true })
          .onClick(() => this.createOrJoinDocument())
          .margin(5)
        
        Button('打开', { type: ButtonType.Normal, stateEffect: true })
          .onClick(() => {/* 打开文档选择器 */})
          .margin(5)
      }
      .width('100%')
      .padding(10)
      .justifyContent(FlexAlign.SpaceAround)
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
    .padding(10)
    .onAppear(() => {
      // 初始化时加载文档
    })
  }
  
  // 获取协作者标识颜色
  private getChipColor(userId: string): string {
    const colors = ['#ff9999', '#99ff99', '#9999ff', '#ffff99', '#ff99ff'];
    const hash = Array.from(userId).reduce((acc, char) => acc + char.charCodeAt(0), 0);
    return colors[hash % colors.length];
  }
}

// 协作者标识组件
@Component
struct Chip {
  private label: string = '';
  private backgroundColor: string = '#e0e0e0';
  
  build() {
    Row() {
      Text(this.label)
        .fontSize(14)
        .padding(5)
        .backgroundColor(this.backgroundColor)
        .borderRadius(15)
        .fontColor('#333')
    }
  }
}

设备选择界面

// DeviceSelection.ets
import deviceManager from '@ohos.distributedDeviceManager';
import common from '@ohos.app.ability.common';

@Entry
@Component
struct DeviceSelection {
  private deviceList: Array<deviceManager.DeviceInfo> = [];
  private selectedDevice: deviceManager.DeviceInfo | null = null;
  private context: common.Context = getContext(this);
  
  aboutToAppear() {
    this.initDeviceManager();
  }
  
  // 初始化设备管理器
  private initDeviceManager() {
    try {
      const dmClass = 'com.huawei.distributedDeviceManager';
      const dmAbilityName = 'com.huawei.distributedDeviceManager';
      const dmBundleName = 'com.huawei.distributedDeviceManager';
      
      let ddm = deviceManager.createDeviceManager(
        this.context, 
        dmBundleName, 
        (err, dm) => {
          if (!err) {
            this.deviceManager = dm;
            this.registerDeviceCallbacks();
            this.discoverDevices();
          }
        }
      );
    } catch (e) {
      console.error(`设备管理器初始化失败: ${e.message}`);
    }
  }
  
  // 注册设备回调
  private registerDeviceCallbacks() {
    if (!this.deviceManager) return;
    
    this.deviceManager.on('deviceFound', (data) => {
      this.deviceList = data;
    });
    
    this.deviceManager.on('deviceLost', (deviceId) => {
      this.deviceList = this.deviceList.filter(d => d.deviceId !== deviceId);
    });
  }
  
  // 发现设备
  private discoverDevices() {
    if (!this.deviceManager) return;
    
    try {
      this.deviceManager.startDeviceDiscovery({
        subscribeId: 1,
        mode: 0, // 主动发现模式
        medium: 0, // 自动选择介质
        freq: 2, // 高频扫描
        isSameAccount: true,
        isWlanOnly: true
      });
    } catch (e) {
      console.error(`设备发现失败: ${e.message}`);
    }
  }
  
  // 选择设备
  private selectDevice(device: deviceManager.DeviceInfo) {
    this.selectedDevice = device;
  }
  
  // 建立协同连接
  private async establishCollaboration() {
    if (!this.selectedDevice) {
      promptAction.showToast({ message: '请先选择设备' });
      return;
    }
    
    try {
      // 发送协同邀请
      const result = await this.deviceManager.bindTarget(
        this.selectedDevice.deviceId,
        {
          bindType: 1, // 协同应用绑定
          token: Math.random().toString(36).substring(2, 10),
          timeout: 10 // 10秒超时
        }
      );
      
      if (result.code === 0) {
        // 跳转到协同编辑界面
        router.pushUrl({
          url: 'pages/CollaborativeEditor',
          params: { deviceId: this.selectedDevice.deviceId }
        });
      } else {
        promptAction.showToast({ message: `连接失败: ${result.msg}` });
      }
    } catch (e) {
      console.error(`建立协同失败: ${e.message}`);
      promptAction.showToast({ message: '连接失败' });
    }
  }
  
  build() {
    Column() {
      Text('选择协同设备')
        .fontSize(24)
        .fontWeight(FontWeight.Bold)
        .margin({ top: 20, bottom: 20 })
      
      if (this.deviceList.length === 0) {
        Text('未发现可用设备')
          .fontSize(18)
          .margin(20)
      } else {
        List({ space: 10 }) {
          ForEach(this.deviceList, (device: deviceManager.DeviceInfo) => {
            ListItem() {
              DeviceItem({
                device: device,
                isSelected: this.selectedDevice?.deviceId === device.deviceId,
                onSelect: () => this.selectDevice(device)
              })
            }
          }, (device: deviceManager.DeviceInfo) => device.deviceId)
        }
        .width('100%')
        .height('60%')
        .divider({ strokeWidth: 1, color: '#eee' })
      }
      
      Button('连接设备', { type: ButtonType.Normal, stateEffect: true })
        .width('80%')
        .height(50)
        .margin(20)
        .onClick(() => this.establishCollaboration())
        .enabled(this.selectedDevice !== null)
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
    .padding(10)
  }
}

// 设备项组件
@Component
struct DeviceItem {
  private device: deviceManager.DeviceInfo;
  private isSelected: boolean = false;
  private onSelect: () => void = () => {};
  
  build() {
    Row() {
      Image(this.getDeviceIcon())
        .width(40)
        .height(40)
        .margin(10)
      
      Column() {
        Text(this.device.deviceName)
          .fontSize(18)
          .fontWeight(FontWeight.Medium)
        
        Text(this.getStatusText())
          .fontSize(14)
          .fontColor(this.getStatusColor())
      }
      .layoutWeight(1)
      .alignItems(HorizontalAlign.Start)
      
      if (this.isSelected) {
        Image($r('app.media.ic_check'))
          .width(24)
          .height(24)
          .margin(10)
      }
    }
    .padding(10)
    .width('100%')
    .backgroundColor(this.isSelected ? '#e6f7ff' : '#fff')
    .borderRadius(8)
    .onClick(() => this.onSelect())
  }
  
  private getDeviceIcon(): Resource {
    switch (this.device.deviceType) {
      case deviceManager.DeviceType.PHONE:
        return $r('app.media.ic_phone');
      case deviceManager.DeviceType.TABLET:
        return $r('app.media.ic_tablet');
      case deviceManager.DeviceType.SMART_SCREEN:
        return $r('app.media.ic_tv');
      default:
        return $r('app.media.ic_device');
    }
  }
  
  private getStatusText(): string {
    return this.device.status === 1 ? '在线' : '离线';
  }
  
  private getStatusColor(): string {
    return this.device.status === 1 ? '#52c41a' : '#f5222d';
  }
}

运行结果

单设备模式（手机）

+-------------------------------+
| 文档标题 [保存] [导出]          |
+-------------------------------+
| [协作者: user_abc123]          |
+-------------------------------+
| 开始输入内容...                |
|                               |
| （文本编辑区域）               |
+-------------------------------+
| [添加协作者] [新建] [打开]      |
+-------------------------------+

协同模式（手机+平板）

+-------------------------------+
| 文档标题 [保存] [导出]          |
+-------------------------------+
| [user_abc123] [user_xyz789]    |
+-------------------------------+
| 协同编辑内容...                |
|                               |
| （文本编辑区域）               |
+-------------------------------+
| [添加协作者] [新建] [打开]      |
+-------------------------------+

+-----------------------------------+
| 文档标题 [保存] [导出]              |
+-----------------------------------+
| [user_abc123] [user_xyz789]        |
+-----------------------------------+
| 协同编辑内容...                    |
|                                   |
| （更大文本编辑区域）               |
+-----------------------------------+
| [添加协作者] [新建] [打开]          |
+-----------------------------------+

设备选择界面

+-------------------------------+
|       选择协同设备             |
+-------------------------------+
|  [手机图标] 张三的手机 (在线)  ✓ |
|  [平板图标] 李四的平板 (在线)    |
|  [TV图标]   客厅电视 (离线)      |
+-------------------------------+
|           [连接设备]            |
+-------------------------------+

测试步骤以及详细代码

测试步骤

1. 准备两台鸿蒙设备（手机和平板）
2. 登录同一华为账号，开启蓝牙、Wi-Fi和NFC
3. 在设备上安装协同应用
4. 在一台设备上启动应用，选择"创建新文档"
5. 在另一台设备上启动应用，选择"加入协同"
6. 选择要连接的设备
7. 验证文档内容是否同步
8. 在一台设备上编辑文档，验证另一台设备是否实时更新
9. 测试设备断开连接后的重连功能
10. 测试多设备同时编辑时的冲突解决

自动化测试代码

// CollaborativeTest.ets
import test from '@ohos/hypium';
import collaborative from '../Model/CollaborationService';

export default function collaborativeTest() {
  describe('协同编辑功能测试', () => {
    it('测试文档创建与同步', 0, async () => {
      // 创建设备模拟器
      const phoneSimulator = new DeviceSimulator('phone');
      const tabletSimulator = new DeviceSimulator('tablet');
      
      // 初始化应用
      const phoneApp = new CollaborativeApp(phoneSimulator);
      const tabletApp = new CollaborativeApp(tabletSimulator);
      
      await phoneApp.launch();
      await tabletApp.launch();
      
      // 手机创建文档
      const docId = await phoneApp.createDocument('测试文档');
      expect(docId).assertIsString();
      
      // 平板加入协同
      await tabletApp.joinDocument(docId);
      
      // 验证文档同步
      const phoneDoc = phoneApp.getDocument();
      const tabletDoc = tabletApp.getDocument();
      
      expect(phoneDoc.title).assertEqual('测试文档');
      expect(tabletDoc.title).assertEqual('测试文档');
      expect(tabletDoc.content).assertEqual(phoneDoc.content);
    });
    
    it('测试实时编辑同步', 0, async () => {
      // ...类似设置...
      
      // 手机编辑文档
      phoneApp.editDocument('新内容');
      
      // 等待同步
      await sleep(500);
      
      // 验证平板内容更新
      const tabletContent = tabletApp.getDocument().content;
      expect(tabletContent).assertEqual('新内容');
    });
    
    it('测试冲突解决', 0, async () => {
      // ...类似设置...
      
      // 同时编辑不同部分
      phoneApp.editDocumentPart(0, 5, 'ABC');
      tabletApp.editDocumentPart(10, 15, 'XYZ');
      
      // 等待同步
      await sleep(1000);
      
      // 验证最终内容
      const finalContent = phoneApp.getDocument().content;
      expect(finalContent.substring(0, 5)).assertEqual('ABC');
      expect(finalContent.substring(10, 15)).assertEqual('XYZ');
    });
    
    it('测试设备断开恢复', 0, async () => {
      // ...类似设置...
      
      // 断开平板网络
      tabletSimulator.disconnectNetwork();
      
      // 手机继续编辑
      phoneApp.editDocument('离线编辑内容');
      
      // 恢复网络连接
      tabletSimulator.reconnectNetwork();
      
      // 等待重新连接
      await sleep(2000);
      
      // 验证平板内容同步
      const tabletContent = tabletApp.getDocument().content;
      expect(tabletContent).assertEqual('离线编辑内容');
    });
  });
}

// 设备模拟器
class DeviceSimulator {
  type: string;
  networkConnected: boolean = true;
  
  constructor(type: string) {
    this.type = type;
  }
  
  disconnectNetwork() {
    this.networkConnected = false;
  }
  
  reconnectNetwork() {
    this.networkConnected = true;
  }
}

// 应用模拟器
class CollaborativeApp {
  device: DeviceSimulator;
  document: any = null;
  
  constructor(device: DeviceSimulator) {
    this.device = device;
  }
  
  async launch() {
    // 模拟应用启动
  }
  
  async createDocument(title: string): Promise<string> {
    this.document = {
      id: `doc_${Date.now()}`,
      title: title,
      content: '',
      lastModified: Date.now()
    };
    return this.document.id;
  }
  
  async joinDocument(docId: string) {
    // 模拟加入文档
    this.document = {
      id: docId,
      title: '测试文档',
      content: '',
      lastModified: Date.now()
    };
  }
  
  editDocument(content: string) {
    if (this.document) {
      this.document.content = content;
    }
  }
  
  editDocumentPart(start: number, end: number, text: string) {
    if (!this.document) return;
    
    let content = this.document.content;
    this.document.content = 
      content.substring(0, start) + 
      text + 
      content.substring(end);
  }
  
  getDocument() {
    return this.document;
  }
}

部署场景

1. 企业协同办公：
   • 手机审批流程，平板展示详情
   • 多部门协同编辑文档
   • 会议纪要实时同步
2. 教育领域：
   • 教师手机控制课件，平板展示内容
   • 学生作业手机提交，平板批改
   • 小组项目多设备协同
3. 创意设计：
   • 设计师手机取景，平板绘图
   • 多设备协同3D建模
   • 团队实时评审设计方案
4. 智能家居控制：
   • 手机控制设备，平板展示监控
   • 家庭留言板多屏同步
   • 安防系统多视角查看
5. 医疗健康：
   • 医生手机查看病历，平板展示影像
   • 患者监测数据多屏同步
   • 远程会诊多专家协同

疑难解答

问题1：设备发现失败

• 设备未登录同一华为账号
• 蓝牙/Wi-Fi/NFC未开启
• 设备不在有效范围内
• 设备不支持协同功能

// 增强设备发现逻辑
private async discoverDevicesWithRetry() {
  const maxRetries = 3;
  let retryCount = 0;
  
  while (retryCount < maxRetries) {
    try {
      // 检查必要服务状态
      if (!this.checkPrerequisites()) {
        await this.promptEnableServices();
        continue;
      }
      
      // 开始发现
      this.deviceManager.startDeviceDiscovery({
        subscribeId: 1,
        mode: 0,
        medium: 0,
        freq: 2,
        isSameAccount: true,
        isWlanOnly: false // 尝试同时使用多种介质
      });
      
      // 等待设备发现
      await this.waitForDevices(5000); // 5秒超时
      
      if (this.deviceList.length > 0) {
        return; // 发现设备成功
      }
      
      retryCount++;
      console.warn(`未发现设备，重试 ${retryCount}/${maxRetries}`);
      
    } catch (e) {
      console.error(`设备发现异常: ${e.message}`);
      retryCount++;
    }
  }
  
  // 所有重试失败
  promptAction.showToast({ message: '未发现可用设备，请检查设置' });
}

// 检查必要服务
private checkPrerequisites(): boolean {
  // 检查蓝牙
  if (!bluetoothAdapter.isEnabled()) {
    return false;
  }
  
  // 检查Wi-Fi
  if (!wifiManager.isWifiActive()) {
    return false;
  }
  
  // 检查华为账号
  if (!accountManager.isHuaweiAccountLoggedIn()) {
    return false;
  }
  
  return true;
}

问题2：数据同步延迟

• 网络带宽不足
• 设备处理能力有限
• 数据变更频繁导致拥塞
• 同步策略配置不当

// 优化数据同步
class OptimizedSyncManager {
  private syncQueue: Array<any> = [];
  private isSyncing: boolean = false;
  private batchSize: number = 5;
  private syncInterval: number = 300; // 300ms
  
  // 添加变更到队列
  addChange(change: any) {
    this.syncQueue.push(change);
    this.scheduleSync();
  }
  
  // 安排同步任务
  private scheduleSync() {
    if (this.isSyncing) return;
    
    setTimeout(() => {
      this.processSyncQueue();
    }, this.syncInterval);
  }
  
  // 处理同步队列
  private async processSyncQueue() {
    if (this.syncQueue.length === 0) return;
    
    this.isSyncing = true;
    
    try {
      // 批量处理变更
      const batch = this.syncQueue.splice(0, this.batchSize);
      await this.sendBatch(batch);
      
      // 递归处理剩余变更
      if (this.syncQueue.length > 0) {
        this.processSyncQueue();
      }
    } catch (e) {
      console.error(`同步失败: ${e.message}`);
      // 将未处理的变更放回队列
      this.syncQueue.unshift(...batch);
    } finally {
      this.isSyncing = false;
    }
  }
  
  // 发送批量变更
  private async sendBatch(batch: Array<any>) {
    // 实现批量发送逻辑
    // 使用压缩减少数据量
    const compressed = this.compressData(batch);
    await distributedDataManager.send(compressed);
  }
  
  // 数据压缩
  private compressData(data: Array<any>): Uint8Array {
    // 实现压缩算法
    return new Uint8Array();
  }
}

问题3：协同冲突频繁

• 操作转换算法不完善
• 缺乏操作分区机制
• 同步延迟导致操作顺序错乱
• 缺乏冲突解决策略

// 增强冲突解决机制
class ConflictResolver {
  // 基于操作转换的冲突解决
  resolveConflict(localOp: Operation, remoteOp: Operation): Operation[] {
    // 如果操作作用于不同区域，则无需转换
    if (!this.overlap(localOp, remoteOp)) {
      return [localOp, remoteOp];
    }
    
    // 如果操作类型相同且作用于同一位置
    if (localOp.type === remoteOp.type && localOp.position === remoteOp.position) {
      // 保留最新操作（基于时间戳）
      return localOp.timestamp > remoteOp.timestamp ? [localOp] : [remoteOp];
    }
    
    // 应用操作转换规则
    if (localOp.type === 'insert' && remoteOp.type === 'insert') {
      return this.resolveInsertInsert(localOp, remoteOp);
    } else if (localOp.type === 'delete' && remoteOp.type === 'delete') {
      return this.resolveDeleteDelete(localOp, remoteOp);
    } else {
      return this.resolveMixedOperations(localOp, remoteOp);
    }
  }
  
  // 插入-插入冲突解决
  private resolveInsertInsert(op1: InsertOperation, op2: InsertOperation): Operation[] {
    if (op1.position < op2.position) {
      return [op1, {...op2, position: op2.position + op1.text.length}];
    } else if (op1.position > op2.position) {
      return [{...op1, position: op1.position + op2.text.length}, op2];
    } else {
      // 相同位置插入，按用户ID排序
      return op1.userId < op2.userId ? [op1, op2] : [op2, op1];
    }
  }
  
  // 删除-删除冲突解决
  private resolveDeleteDelete(op1: DeleteOperation, op2: DeleteOperation): Operation[] {
    // 计算重叠区域
    const overlapStart = Math.max(op1.position, op2.position);
    const overlapEnd = Math.min(op1.position + op1.length, op2.position + op2.length);
    
    if (overlapStart >= overlapEnd) {
      // 无重叠
      return [op1, op2];
    }
    
    // 合并删除区域
    const mergedOp = {
      type: 'delete',
      position: Math.min(op1.position, op2.position),
      length: Math.max(op1.position + op1.length, op2.position + op2.length) - Math.min(op1.position, op2.position),
      userId: 'merged'
    };
    
    return [mergedOp];
  }
  
  // 混合操作冲突解决
  private resolveMixedOperations(op1: Operation, op2: Operation): Operation[] {
    // 优先处理删除操作
    if (op1.type === 'delete') {
      return [op1, {...op2, position: this.adjustPosition(op2, op1)}];
    } else {
      return [{...op1, position: this.adjustPosition(op1, op2)}, op2];
    }
  }
  
  // 调整操作位置
  private adjustPosition(op: Operation, reference: Operation): number {
    if (reference.type === 'delete') {
      if (op.position > reference.position) {
        return op.position - Math.min(reference.length, op.position - reference.position);
      }
    } else if (reference.type === 'insert') {
      if (op.position >= reference.position) {
        return op.position + reference.text.length;
      }
    }
    return op.position;
  }
  
  // 检查操作是否重叠
  private overlap(op1: Operation, op2: Operation): boolean {
    const start1 = op1.position;
    const end1 = op1.type === 'insert' ? op1.position : op1.position + op1.length;
    const start2 = op2.position;
    const end2 = op2.type === 'insert' ? op2.position : op2.position + op2.length;
    
    return !(end1 <= start2 || end2 <= start1);
  }
}

未来展望

1. 全息协同体验：
   • AR/VR多设备空间协同
   • 3D内容多视角编辑
   • 全息投影协同交互
2. AI增强协同：
   • 智能冲突预测与解决
   • 自动布局优化建议
   • 语义感知的内容合并
3. 情境感知布局：
   • 基于环境光线的UI调整
   • 设备姿态自适应布局
   • 用户注意力焦点跟踪
4. 无感协同体验：
   • 自动设备发现与配对
   • 零配置协同环境
   • 隐式身份与权限管理
5. 跨平台协同：
   • 鸿蒙与iOS/Android互操作
   • Web端与Native端协同
   • 车载系统与移动设备协同

技术趋势与挑战

趋势

1. 空间计算界面：
   • 3D空间中的窗口布局
   • 手势与眼动控制界面
   • 虚实融合的交互体验
2. 情境智能：
   • 环境感知的自动布局
   • 用户意图预测
   • 自适应工作流程
3. 分布式渲染：
   • 多设备协同渲染复杂场景
   • 负载动态分配
   • 云边端协同计算
4. 量子化协同：
   • 量子加密保障数据安全
   • 量子纠缠态设备协同
   • 量子算法优化冲突解决

挑战

1. 碎片化生态整合：
   • 不同厂商设备兼容性
   • 新旧设备协同支持
   • 跨平台标准统一
2. 极致性能要求：
   • 毫秒级延迟同步
   • 低功耗持续协同
   • 大规模设备并发处理
3. 复杂场景适配：
   • 多用户多设备复杂交互
   • 动态网络环境适应
   • 极端条件下的可靠性
4. 隐私与安全：
   • 敏感数据协同保护
   • 细粒度权限控制
   • 抗量子计算攻击

总结

1. 技术架构：
   • 分布式软总线实现设备发现与连接
   • 多窗口管理支持分屏/自由窗口模式
   • 分布式数据管理保障跨设备同步
   • 任务调度实现负载均衡
2. 核心实现：
   • 设备自动发现与角色协商
   • 智能布局决策引擎
   • 高效数据同步协议
   • 冲突解决与一致性保障
3. 应用场景：
   • 移动办公多屏协同
   • 教育学习跨设备互动
   • 创意设计多屏协作
   • 智能家居集中控制
4. 最佳实践：
   • 渐进式增强的协同体验
   • 自适应网络状况的同步策略
   • 用户友好的设备配对流程
   • 全面的安全与隐私保护
5. 未来方向：
   • 空间计算与AR/VR集成
   • AI驱动的智能协同
   • 量子安全技术应用
   • 跨平台无缝体验