HarmonyOS Next 網路加速實戰：打造極致網路體驗

SameX發表於2024-11-17

本文旨在深入探討華為鴻蒙HarmonyOS Next系統（截止目前API12）的技術細節，基於實際開發實踐進行總結。
主要作為技術分享與交流載體，難免錯漏，歡迎各位同仁提出寶貴意見和問題，以便共同進步。
本文為原創內容，任何形式的轉載必須註明出處及原作者。

一、引言

在移動應用的世界裡，網路體驗猶如應用的“生命線”。一個應用無論功能多麼強大，如果網路效能不佳，使用者很可能會棄之而去。HarmonyOS Next 的網路加速服務為開發者提供了豐富的工具和功能，助力打造極致的網路體驗。在本篇部落格中，我們將深入實戰領域，探討如何在複雜的網路環境中應對各種挑戰，從多網遷移策略到弱網最佳化方案，從自定義網路處理到效能最佳化與問題排查，最後展望未來技術趨勢。讓我們一起開啟這場網路加速的實戰之旅，為使用者帶來無與倫比的網路暢遊感受。

二、複雜網路環境應對

（一）多網遷移策略

  1. 智慧切換時機
    - 在實際應用中，裝置可能處於多種網路環境的覆蓋範圍內，如同時存在 WiFi 和蜂窩網路訊號。HarmonyOS Next 的網路加速服務能夠智慧地判斷何時進行網路切換。例如，當 WiFi 訊號強度低於一定閾值，且蜂窩網路訊號穩定且頻寬滿足應用最低需求時，系統會自動發起從 WiFi 到蜂窩網路的遷移。這就像一個智慧導航系統，根據路況（網路訊號狀況）選擇最佳路線（網路連線）。
    - 程式碼示例（虛擬碼）：
import { netHandover } from '@kit.NetworkBoostKit';
const wifiSignalThreshold = -70; // 假設的 WiFi 訊號強度閾值（單位：dBm）
function checkNetworkConditions() {
  const wifiSignalStrength = getWifiSignalStrength(); // 獲取當前 WiFi 訊號強度
  const cellularNetworkQuality = getCellularNetworkQuality(); // 獲取當前蜂窩網路質量
  if (wifiSignalStrength < wifiSignalThreshold && cellularNetworkQuality.isStable && cellularNetworkQuality.bandwidth > MIN_BANDWIDTH_FOR_APP) {
    netHandover.setPreferredNetwork('cellular'); // 設定優先使用蜂窩網路
  } else if (wifiSignalStrength > wifiSignalThreshold && isWifiConnected()) {
    netHandover.setPreferredNetwork('wifi'); // 設定優先使用 WiFi
  }
}
  1. 資料無縫銜接
    - 多網遷移過程中，確保資料傳輸的無縫銜接至關重要。例如，在一個正在進行檔案下載的應用中，當網路從 WiFi 切換到蜂窩網路時，應用能夠繼續從斷點處下載檔案，而不會出現重新開始下載的情況。這需要應用與系統網路加速服務緊密協作，利用連線遷移通知機制，在遷移開始前暫停資料傳輸，遷移完成後從正確的位置恢復傳輸。
    - 程式碼示例（虛擬碼）：
import { netHandover } from '@kit.NetworkBoostKit';
let downloadInProgress = false;
let downloadOffset = 0;
netHandover.on('handoverChange', (info: netHandover.HandoverInfo) => {
  if (info.handoverStart) {
    if (downloadInProgress) {
      pauseDownload(downloadOffset); // 暫停下載並記錄當前偏移量
    }
  } else if (info.handoverComplete) {
    if (downloadInProgress) {
      resumeDownload(downloadOffset); // 從記錄的偏移量處恢復下載
    }
  }
});
function startDownload() {
  downloadInProgress = true;
  // 開始下載檔案的邏輯
}
function pauseDownload(offset: number) {
  downloadOffset = offset;
  // 暫停下載的具體實現
}
function resumeDownload(offset: number) {
  downloadOffset = offset;
  // 恢復下載的具體實現
}

（二）弱網最佳化方案

  1. 資料壓縮與快取策略
    - 在弱網環境下，為了減少資料傳輸量，應用可以採用資料壓縮技術。例如，對於圖片和影片資料，可以在上傳或傳輸前進行壓縮處理。同時，合理的快取策略也能顯著提升使用者體驗。比如，對於經常訪問的網頁內容或應用資料，在網路良好時預先快取到本地，當網路變差時直接從本地讀取，減少對網路的依賴。
    - 程式碼示例（虛擬碼）：
import { compressData, cacheData, retrieveFromCache } from '@utils';
function uploadData(data: any) {
  const compressedData = compressData(data); // 壓縮資料
  // 上傳壓縮後的資料的邏輯
}
function loadWebPage(url: string) {
  const cachedData = retrieveFromCache(url);
  if (cachedData) {
    return cachedData; // 從快取中讀取資料並返回
  } else {
    const webPageData = fetchWebPageData(url);
    cacheData(url, webPageData); // 將獲取的資料快取起來
    return webPageData;
  }
}
  1. 自適應傳輸調整
    - 根據網路質量評估資訊，應用可以動態調整資料傳輸的引數。例如，降低影片播放的幀率和解析度，減少實時資料更新的頻率等。當網路質量改善時，再恢復到正常的傳輸引數。
    - 程式碼示例（虛擬碼）：
import { netQuality } from '@kit.NetworkBoostKit';
let currentVideoResolution = 'high';
let currentFrameRate = 30;
netQuality.on('netQosChange', (list: Array<netQuality.NetworkQos>) => {
  const networkQuality = evaluateNetworkQuality(list); // 根據網路 Qos 資訊評估網路質量
  if (networkQuality === 'poor') {
    if (currentVideoResolution === 'high') {
      currentVideoResolution ='medium';
      adjustVideoResolution(currentVideoResolution); // 調整影片解析度為中等
    }
    if (currentFrameRate > 15) {
      currentFrameRate = 15;
      adjustFrameRate(currentFrameRate); // 調整幀率為 15fps
    }
  } else if (networkQuality === 'good') {
    if (currentVideoResolution ==='medium') {
      currentVideoResolution = 'high';
      adjustVideoResolution(currentVideoResolution); // 恢復高解析度
    }
    if (currentFrameRate < 30) {
      currentFrameRate = 30;
      adjustFrameRate(currentFrameRate); // 恢復 30fps 幀率
    }
  }
});

三、自定義網路處理

（一）基於評估資訊的定製

  1. 個性化網路策略
    - 不同型別的應用有不同的網路需求。例如，一個線上教育應用可能對實時性和穩定性要求較高，而一個新聞閱讀應用則更注重資料載入的完整性。開發者可以根據 NetworkQos 提供的資訊，如上行和下行頻寬、時延等，制定個性化的網路策略。對於線上教育應用，如果檢測到網路時延較高，可能會優先採用音訊講解模式，減少影片傳輸，以保證教學內容的實時傳達。
    - 程式碼示例（虛擬碼）：
import { netQuality } from '@kit.NetworkBoostKit';
netQuality.on('netQosChange', (list: Array<netQuality.NetworkQos>) => {
  const networkQos = list[0]; // 假設只關注一種網路連線的 Qos
  if (networkQos.rttMs > MAX_RTT_FOR_VIDEO) {
    switchToAudioMode(); // 切換到音訊模式
  } else {
    switchToVideoMode(); // 切換到影片模式
  }
});
  1. 動態資源載入最佳化
    - 根據網路狀況動態載入應用資源。例如，在遊戲應用中，當網路較好時，可以載入高畫質紋理和模型資源，提升遊戲畫面質量；當網路變差時，切換到低清資源，保證遊戲的流暢性。
    - 程式碼示例（虛擬碼）：
import { netQuality } from '@kit.NetworkBoostKit';
function loadGameResources() {
  const networkQuality = getNetworkQuality(); // 根據網路 Qos 資訊評估網路質量
  if (networkQuality === 'good') {
    loadHighQualityResources(); // 載入高畫質資源
  } else {
    loadLowQualityResources(); // 載入低清資源
  }
}

（二）與系統結合的最佳化

  1. 系統反饋與調整
    - 應用透過應用傳輸體驗反饋介面 reportQoe 將自身的傳輸體驗反饋給系統後，系統會根據這些資訊進行全域性的網路最佳化。例如，系統可能會調整網路資源分配策略，優先保障反饋體驗較差的應用的網路頻寬，或者對網路擁塞節點進行最佳化。
    - 程式碼示例（虛擬碼）：
import { netQuality } from '@kit.NetworkBoostKit';
function onNetworkExperienceChanged(qoeType: string) {
  const appQoE: netQuality.AppQoe = {
    serviceType: 'game',
    qoeType
  };
  netQuality.reportQoe(appQoE); // 向系統反饋網路體驗變化
}
// 在應用中根據網路事件呼叫 onNetworkExperienceChanged，如網路卡頓發生時
  1. 協同最佳化機制
    - HarmonyOS Next 系統提供了一系列的介面和機制，允許應用與系統網路加速服務協同工作。例如，應用可以訂閱系統的網路最佳化事件，當系統進行網路最佳化操作時，應用可以相應地調整自身的行為，如暫停非關鍵任務，以配合系統的最佳化工作，提高整體網路效能。
    - 程式碼示例（虛擬碼）：
import { netSystem } from '@kit.NetworkBoostKit';
netSystem.on('networkOptimization', () => {
  pauseNonCriticalTasks(); // 暫停非關鍵任務
});

四、效能最佳化與問題排查

（一）常見問題及解決

  1. 連線不穩定問題
    - 現象：應用在使用過程中頻繁出現網路連線中斷或重連的情況。
    - 解決方法：首先檢查裝置的網路設定和訊號強度，確保裝置處於正常的網路覆蓋範圍內。在程式碼層面，檢查連線遷移的邏輯是否正確處理了各種網路切換場景，是否存在資源未正確釋放或重新初始化的問題。同時，利用網路質量評估資訊，當檢測到網路連線不穩定時，嘗試調整連線引數或切換網路接入點。
    - 程式碼示例（虛擬碼）：
import { netHandover, netQuality } from '@kit.NetworkBoostKit';
function handleConnectionIssues() {
  const networkQuality = getNetworkQuality(); // 獲取網路質量評估資訊
  if (networkQuality.connectionStability < STABILITY_THRESHOLD) {
    netHandover.resetConnection(); // 嘗試重置連線
    // 或者嘗試切換網路接入點
    const availableNetworks = getAvailableNetworks();
    if (availableNetworks.length > 0) {
      netHandover.setPreferredNetwork(availableNetworks[0]);
    }
  }
}
  1. 資料傳輸慢問題
    - 現象：資料上傳或下載速度遠低於預期。
    - 解決方法：分析資料傳輸慢的原因，可能是網路頻寬不足、伺服器負載過高或者應用自身的資料處理邏輯存在瓶頸。透過網路質量評估獲取實時的頻寬資訊，如果頻寬較低，可以採用資料壓縮、分塊傳輸等策略。同時，檢查伺服器端的配置和效能，確保伺服器能夠正常處理請求。在應用端，最佳化資料處理演算法，避免在資料傳輸過程中進行復雜的計算操作。
    - 程式碼示例（虛擬碼）：
import { netQuality } from '@kit.NetworkBoostKit';
function optimizeDataTransfer() {
  const networkQos = getNetworkQos(); // 獲取網路 Qos 資訊
  if (networkQos.linkDownBandwidth < MIN_DOWNLOAD_BANDWIDTH) {
    enableDataCompression(); // 啟用資料壓縮
    // 或者採用分塊傳輸
    const dataChunks = splitDataIntoChunks(data);
    transferDataChunks(dataChunks);
  }
}

（二）效能調優技巧

  1. 合理設定網路請求超時時間
    - 根據應用的業務需求和網路環境，合理設定網路請求的超時時間。如果超時時間過長，使用者可能會在等待響應的過程中感到不耐煩；如果超時時間過短，可能會導致頻繁的請求失敗。例如，對於一個實時性要求不高的查詢操作，可以設定相對較長的超時時間，如 10 秒；而對於一個需要快速響應的操作，如登入驗證，超時時間可以設定為 3 秒左右。
    - 程式碼示例（虛擬碼）：
const loginTimeout = 3000; // 登入請求超時時間為 3 秒
const queryTimeout = 10000; // 查詢請求超時時間為 10 秒
function makeLoginRequest() {
  const request = new NetworkRequest('loginUrl');
  request.setTimeout(loginTimeout);
  // 傳送登入請求的邏輯
}
function makeQueryRequest() {
  const request = new NetworkRequest('queryUrl');
  request.setTimeout(queryTimeout);
  // 傳送查詢請求的邏輯
}
  1. 利用快取減少重複請求
    - 對於一些不經常變化的資料，如應用的配置資訊、靜態資源等，可以在本地進行快取。當需要使用這些資料時，首先從快取中讀取，如果快取中不存在或者資料已過期，再從伺服器獲取。這樣可以減少不必要的網路請求，提高應用的響應速度。
    - 程式碼示例（虛擬碼）：
import { cacheData, retrieveFromCache, isCacheExpired } from '@utils';
function getAppConfig() {
  const cachedConfig = retrieveFromCache('appConfig');
  if (cachedConfig &&!isCacheExpired(cachedConfig)) {
    return cachedConfig; // 從快取中返回配置資訊
  } else {
    const newConfig = fetchAppConfigFromServer();
    cacheData('appConfig', newConfig); // 將新獲取的配置資訊快取起來
    return newConfig;
  }
}

五、未來展望與總結

（一）新技術趨勢探討

  1. AI 驅動的網路最佳化
    - 隨著人工智慧技術的不斷髮展，未來 HarmonyOS Next 的網路加速服務可能會引入 AI 演算法進行更智慧的網路最佳化。例如，透過機器學習模型預測網路流量的變化趨勢，提前調整網路資源分配策略。AI 還可以根據使用者的使用習慣和應用行為，自動最佳化網路連線引數，提供更加個性化的網路體驗。想象一下，就像有一個智慧網路管家，能夠根據你的日常網路使用模式，自動為你選擇最佳的網路配置，讓你的網路體驗始終處於最佳狀態。
  2. 與 5G/6G 技術深度融合
    - 5G 和未來的 6G 技術將帶來更高的頻寬、更低的時延和更可靠的網路連線。HarmonyOS Next 有望深度融合這些新一代通訊技術，充分發揮其優勢。例如，在物聯網場景中，利用 5G/6G 的低時延特性，實現裝置之間的實時同步和協同工作。對於高畫質影片傳輸、虛擬現實等對網路要求極高的應用，能夠提供更加流暢和沉浸式的體驗。就好比給應用裝上了一對高速翅膀，在 5G/6G 的網路天空中自由翱翔。

（二）網路加速服務總結

在本次 HarmonyOS Next 網路加速實戰之旅中，我們深入探討了如何在複雜網路環境中應對各種挑戰，從多網遷移到弱網最佳化，從自定義網路處理到效能最佳化與問題排查。透過合理運用網路加速服務提供的功能和介面，我們開發者能夠顯著提升應用的網路效能，為使用者打造極致的網路體驗。同時，我們也展望了未來網路技術的發展趨勢，相信隨著技術的不斷進步，HarmonyOS Next 的網路加速服務將為應用開發帶來更多的可能性和創新空間。希望大家能夠將所學知識運用到實際專案中，不斷探索和最佳化，讓我們一起為構建更加高效、智慧的行動網路生態貢獻力量。

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