Android 文件存储系统原理

目录

• 存储的可选项
• 存储位置的划分
• 内部存储空间
• 外部存储空间
• App 私有目录
• 外部公共目录
• 系统目录
• 清除数据和清除缓存
• 清除数据
• 清除缓存
• 数据管理权限

存储的可选项

Android 的文件系统类似于其他平台的基于磁盘的文件系统。包括以下几种存储类别：

• App 私有的存储空间
• 共享的存储空间
• Preferences，以 key-value 的形式存储一些原始的内容，如 SharedPreferences。
• 数据库

不同的存储类别扮演了不同的角色，比如 App 的私有存储空间是无法被外部访问的，可以用来存储一些 App 私有的敏感信息；共享的存储空间可以存储一些所有应用都可以访问的文件，例如媒体、文档等可公开的文件；数据库则是用来处理持久化的；Preferences 用来存储一些本地字段。

存储位置的划分

Android 系统的文件存储位置划分为两大类：内部存储空间和外部存储空间 ，其中，外部存储空间又包括 App 私有目录和公共目录。

在大多数设备上，内部存储空间是小于外部的，但是内部存储空间是始终可以使用的，与之相反，一些可以插 SD 卡的设备的外部存储空间是可以拓展的，所以意味着 SD 卡这部分存储空间不是始终可用的。

内部存储空间

内部存储空间是 App 私有的存储数据的存储空间，系统会阻止其他应用对这部分数据的访问，并且在 Android 10（API 级别 29）及更高版本中，系统会对这些位置进行加密。 内部存储空间的特性让它很适合存储只有 App 本身才能访问的敏感数据。

内部存储空间可以通过Context.getFileDir()或Context.getCacheDir()获取到，主要路径是：

Context.getFileDir() 获取的路径为：
- data/data/packagename/files (部分手机厂商)
- data/user/0/packagename/files (部分手机厂商)

Context.getCacheDir() 获取的路径为：
- data/data/packagename/cache (部分手机厂商)
- data/user/0/packagename/cache (部分手机厂商)

外部存储空间

外部存储空间包括 App 私有目录和公共目录。

• App 私有目录： App 的私有目录指其他应用可以访问当前应用该目录下的数据，应用卸载后也会随之删除。
• 公共目录：外部可以自由访问，应用删除后这部分存储的数据不会删除。

App 私有目录

// 可以通过以下函数获取
Context.externalCacheDir
Context.externalCacheDirs
Context.getExternalFilesDir(String)
Context.getExternalFilesDirs(String)
Context.externalMediaDirs

对应的目录是：

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

这里的com.chunyu.workdemo是 packageName。

外部公共目录

不要被这里的“外部”这个词弄糊涂了。最好将此目录视为媒体/共享的存储部分。它是一个文件系统，可以保存相对大量的数据，并且在所有应用程序之间共享（不强制执行权限）。传统上这是一张 SD 卡，但它也可以作为设备中的内置存储实现，与受保护的内部存储不同，并且可以作为文件系统安装在计算机上。

在具有多个用户的设备上（如 UserManager 所述），每个用户都有自己的隔离共享存储。应用程序只能访问它们正在运行的用户的共享存储。

获取方式：

Environment.getExternalStorageState() // SD 卡状态
Environment.getExternalStorageDirectory()
Environment.getExternalStoragePublicDirectory(String)

输出内容：

getExternalStorageState: mounted // 已挂载
getExternalStorageDirectory: /storage/emulated/0 
getExternalStoragePublicDirectory: /storage/emulated/0

getExternalStorageDirectory和getExternalStoragePublicDirectory已经被标记为弃用，可以使用Context.getExternalFilesDir(String)、MediaStore 或Intent.ACTION_OPEN_DOCUMENT等替代方案，它们性能更好。

在上述的需要传递 String 参数的方法中，例如Context.getExternalFilesDir(String)和getExternalStoragePublicDirectory(String)，String 有以下几个常量值：

> DIRECTORY_MUSIC // 音乐
> DIRECTORY_PODCASTS // 博客
> DIRECTORY_RINGTONES // 铃声
> DIRECTORY_ALARMS // 闹钟
> DIRECTORY_NOTIFICATIONS // 通知
> DIRECTORY_PICTURES // 图片
> DIRECTORY_MOVIES // 电影
> DIRECTORY_DOWNLOADS // 下载
> DIRECTORY_DCIM // 照片
> DIRECTORY_DOCUMENTS // 文档

不能传递空值。

系统目录

Environment 还提供了对一些系统目录的访问方法：

Environment.getRootDirectory()  // 系统分区的 root 路径
Environment.getDataDirectory()  // 获取用户数据目录的路径
Environment.getDownloadCacheDirectory() // 获取用户缓存目录的路径
// 输出为
getRootDirectory: /system
getDataDirectory: /data
getDownloadCacheDirectory: /data/cache

清除数据和清除缓存

在 App 中，从上面的方法名中我们也能体会到 cache 和 file 两种路径，应该有不同的作用。

清除数据

清除数据清除的是保存在app中所有数据，就是上面提到的位于 packageName 下面的所有文件，包含内部存储/data/data/packagename/和外部存储 /storage/emulated/0/Android/data/packagename/。

清除缓存

缓存是程序运行时的临时存储空间，它可以存放从网络下载的临时图片，从用户的角度出发清除缓存对用户并没有太大的影响，但是清除缓存后用户再次使用该APP时，由于本地缓存已经被清理，所有的数据需要重新从网络上获取。为了在清除缓存的时候能够正常清除与应用相关的缓存，请将缓存文件存放在getCacheDir()或者getExternalCacheDir()路径下。

数据管理权限

某些应用的使用场景时需要广泛访问设备上的文件，但无法采用注重隐私保护的存储最佳做法高效地完成这些操作。对于这些情况，Android 提供了一种名为“所有文件访问权限”的特殊应用访问权限。 例如，防病毒应用的主要场景可能是需要定期扫描不同目录中的许多文件。如果此扫描需要反复的用户交互，让用户使用系统文件选择器选择目录，可能就会带来糟糕的用户体验。其他场景（如文件管理器应用、备份和恢复应用以及文档管理应用）可能也需要考虑类似情况。

应用可以通过执行以下操作向用户请求“所有文件访问权限”：

• 在清单中声明MANAGE_EXTERNAL_STORAGE权限。
• 使用ACTION_MANAGE_ALL_FILES_ACCESS_PERMISSION设置 Intent ，将用户引导至一个系统设置页面，在该页面上，用户可以为您的应用启用以下选项：授予所有文件的管理权限。可以通过Environment.isExternalStorageManager()方法来检查是否已获得这个权限。

MANAGE_EXTERNAL_STORAGE会授予以下权限：

• 对公共目录中所有文件的读写权限。
• 对MediaStore.Files表的内容的访问权限。
• 除/Android/data/、/sdcard/Android和/sdcard/Android 大多数子目录外，对所有内部存储目录⁠的写入权限。

获得此权限的应用仍然无法访问属于其他应用的内部存储空间，因为这些目录在存储卷上显示为 Android/data/ 的子目录。

到此这篇关于Android 文件存储系统原理的文章就介绍到这了,更多相关Android 文件存储 内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！