Android 文件存儲系統原理

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存儲的可選項

Android 的文件系統類似於其他平臺的基於磁盤的文件系統。包括以下幾種存儲類別：

  • App 私有的存儲空間
  • 共享的存儲空間
  • Preferences，以 key-value 的形式存儲一些原始的內容，如 SharedPreferences。
  • 數據庫

不同的存儲類別扮演瞭不同的角色，比如 App 的私有存儲空間是無法被外部訪問的，可以用來存儲一些 App 私有的敏感信息；共享的存儲空間可以存儲一些所有應用都可以訪問的文件，例如媒體、文檔等可公開的文件；數據庫則是用來處理持久化的；Preferences 用來存儲一些本地字段。

存儲位置的劃分

Android 系統的文件存儲位置劃分為兩大類：內部存儲空間和外部存儲空間 ，其中，外部存儲空間又包括 App 私有目錄和公共目錄。

在大多數設備上，內部存儲空間是小於外部的，但是內部存儲空間是始終可以使用的，與之相反，一些可以插 SD 卡的設備的外部存儲空間是可以拓展的，所以意味著 SD 卡這部分存儲空間不是始終可用的。

內部存儲空間

內部存儲空間是 App 私有的存儲數據的存儲空間，系統會阻止其他應用對這部分數據的訪問，並且在 Android 10（API 級別 29）及更高版本中，系統會對這些位置進行加密。 內部存儲空間的特性讓它很適合存儲隻有 App 本身才能訪問的敏感數據。

內部存儲空間可以通過Context.getFileDir()或Context.getCacheDir()獲取到，主要路徑是：

Context.getFileDir() 獲取的路徑為：
- data/data/packagename/files (部分手機廠商)
- data/user/0/packagename/files (部分手機廠商)

Context.getCacheDir() 獲取的路徑為：
- data/data/packagename/cache (部分手機廠商)
- data/user/0/packagename/cache (部分手機廠商)

外部存儲空間

外部存儲空間包括 App 私有目錄和公共目錄。

  • App 私有目錄： App 的私有目錄指其他應用可以訪問當前應用該目錄下的數據，應用卸載後也會隨之刪除。
  • 公共目錄：外部可以自由訪問，應用刪除後這部分存儲的數據不會刪除。

App 私有目錄

// 可以通過以下函數獲取
Context.externalCacheDir
Context.externalCacheDirs
Context.getExternalFilesDir(String)
Context.getExternalFilesDirs(String)
Context.externalMediaDirs

對應的目錄是：

externalCacheDir: /storage/emulated/0/Android/data/com.chunyu.workdemo/cache
externalCacheDirs: /storage/emulated/0/Android/data/com.chunyu.workdemo/cache
ExternalFilesDir: /storage/emulated/0/Android/data/com.chunyu.workdemo/files
ExternalFilesDirs: /storage/emulated/0/Android/data/com.chunyu.workdemo/files
externalMediaDirs: /storage/emulated/0/Android/media/com.chunyu.workdemo

這裡的com.chunyu.workdemo是 packageName。

外部公共目錄

不要被這裡的“外部”這個詞弄糊塗瞭。最好將此目錄視為媒體/共享的存儲部分。它是一個文件系統，可以保存相對大量的數據，並且在所有應用程序之間共享（不強制執行權限）。傳統上這是一張 SD 卡，但它也可以作為設備中的內置存儲實現，與受保護的內部存儲不同，並且可以作為文件系統安裝在計算機上。

在具有多個用戶的設備上（如 UserManager 所述），每個用戶都有自己的隔離共享存儲。應用程序隻能訪問它們正在運行的用戶的共享存儲。

獲取方式：

Environment.getExternalStorageState() // SD 卡狀態
Environment.getExternalStorageDirectory()
Environment.getExternalStoragePublicDirectory(String)

輸出內容：

getExternalStorageState: mounted // 已掛載
getExternalStorageDirectory: /storage/emulated/0 
getExternalStoragePublicDirectory: /storage/emulated/0

getExternalStorageDirectory和getExternalStoragePublicDirectory已經被標記為棄用，可以使用Context.getExternalFilesDir(String)、MediaStore 或Intent.ACTION_OPEN_DOCUMENT等替代方案，它們性能更好。

在上述的需要傳遞 String 參數的方法中，例如Context.getExternalFilesDir(String)和getExternalStoragePublicDirectory(String)，String 有以下幾個常量值：

> DIRECTORY_MUSIC // 音樂
> DIRECTORY_PODCASTS // 博客
> DIRECTORY_RINGTONES // 鈴聲
> DIRECTORY_ALARMS // 鬧鐘
> DIRECTORY_NOTIFICATIONS // 通知
> DIRECTORY_PICTURES // 圖片
> DIRECTORY_MOVIES // 電影
> DIRECTORY_DOWNLOADS // 下載
> DIRECTORY_DCIM // 照片
> DIRECTORY_DOCUMENTS // 文檔

不能傳遞空值。

系統目錄

Environment 還提供瞭對一些系統目錄的訪問方法：

Environment.getRootDirectory()  // 系統分區的 root 路徑
Environment.getDataDirectory()  // 獲取用戶數據目錄的路徑
Environment.getDownloadCacheDirectory() // 獲取用戶緩存目錄的路徑
// 輸出為
getRootDirectory: /system
getDataDirectory: /data
getDownloadCacheDirectory: /data/cache

清除數據和清除緩存

在 App 中，從上面的方法名中我們也能體會到 cache 和 file 兩種路徑，應該有不同的作用。

清除數據

清除數據清除的是保存在app中所有數據，就是上面提到的位於 packageName 下面的所有文件，包含內部存儲/data/data/packagename/和外部存儲 /storage/emulated/0/Android/data/packagename/。

清除緩存

緩存是程序運行時的臨時存儲空間，它可以存放從網絡下載的臨時圖片，從用戶的角度出發清除緩存對用戶並沒有太大的影響，但是清除緩存後用戶再次使用該APP時，由於本地緩存已經被清理，所有的數據需要重新從網絡上獲取。為瞭在清除緩存的時候能夠正常清除與應用相關的緩存，請將緩存文件存放在getCacheDir()或者getExternalCacheDir()路徑下。

數據管理權限

某些應用的使用場景時需要廣泛訪問設備上的文件，但無法采用註重隱私保護的存儲最佳做法高效地完成這些操作。對於這些情況，Android 提供瞭一種名為“所有文件訪問權限”的特殊應用訪問權限。 例如，防病毒應用的主要場景可能是需要定期掃描不同目錄中的許多文件。如果此掃描需要反復的用戶交互，讓用戶使用系統文件選擇器選擇目錄，可能就會帶來糟糕的用戶體驗。其他場景（如文件管理器應用、備份和恢復應用以及文檔管理應用）可能也需要考慮類似情況。

應用可以通過執行以下操作向用戶請求“所有文件訪問權限”：

  • 在清單中聲明MANAGE_EXTERNAL_STORAGE權限。
  • 使用ACTION_MANAGE_ALL_FILES_ACCESS_PERMISSION設置 Intent ，將用戶引導至一個系統設置頁面，在該頁面上，用戶可以為您的應用啟用以下選項：授予所有文件的管理權限。可以通過Environment.isExternalStorageManager()方法來檢查是否已獲得這個權限。

MANAGE_EXTERNAL_STORAGE會授予以下權限：

  • 對公共目錄中所有文件的讀寫權限。
  • 對MediaStore.Files表的內容的訪問權限。
  • 除/Android/data/、/sdcard/Android和/sdcard/Android 大多數子目錄外，對所有內部存儲目錄⁠的寫入權限。

獲得此權限的應用仍然無法訪問屬於其他應用的內部存儲空間，因為這些目錄在存儲卷上顯示為 Android/data/ 的子目錄。

到此這篇關於Android 文件存儲系統原理的文章就介紹到這瞭,更多相關Android 文件存儲 內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

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