一篇文章完全明白Android文件存储

时间  2020-02-14
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前言

  • Android中常常须要使用文件存储用户数据
  • 本文将梳理各个版本中的文件存储，但愿能帮上忙。

文件存储 思惟导图

1. 简介

Android开发中有五种数据持久化API：java

持久化 示意图

2. 内部存储空间（Internal Storage）

2.1 划分

内部存储 示意图

  • 目录：/data/data/
  • 特色：
  • 每一个应用独占一个以包名命名的私有文件夹
  • 在应用卸载时被删除
  • 对MediaScanner不可见
  • 适用场景：私密数据
2.2 API

内部存储 API

  • 相关的API
data/data/<包名>/ 描述
Context#getDir(String name,int mode):File! 内部存储根目录下的文件夹(不存在则新建)
data/data/<包名>/files/ 描述
Context#getFilesDir():File! files文件夹
Context#fileList():Array<String!>! 列举文件和文件夹
Context#openFileInput(String name):FileInputStream! 打开文件输入流(不存在则抛出FileNotFoundException)
Context#openFileOut(String name,int mode):FileOutputStream! 打开文件输出流(文件不存在则新建)
Context#deleteFile(String name):Boolean! 删除文件或文件夹
data/data/<包名>/cache/ 描述
Context#getCacheDir():File! cache文件夹
data/data/<包名>/code_cache/ 描述
Context#getCodeCacheDir():File! 存放优化过的代码(如JIT优化)
data/data/<包名>/no_backup/ 描述
Context#getNoBackUpFIlesDir():File! 在Backup过程当中被忽略的文件

  • 访问模式参数android

try(FileOutputStream fos = openFileOutput("file_name",MODE_WORLD_WRITEABLE)){面试

fos.write("Not sensitive information".getBytes());

}catch (IOException e){数组

e.printStackTrace();

}缓存

// 异常：
Caused by: java.lang.SecurityException: MODE_WORLD_READABLE no longer supported
Caused by: java.lang.SecurityException: MODE_WORLD_WRITEABLE no longer supported多线程

*   **MODE_PRIVATE**：只对在应用内可见

*   **MODE_APPEND**：若是文件存在，则在文件末尾追加；文件不存在，则与 MODE_PRIVATE 相同。

*   **MODE_WORLD_READABLE** 和 **MODE_WORLD_WRITEABLE**：容许其余应用访问（不要使用）

*   版本变动：**弃用**常量 MODE_WORLD_READABLE 和 MODE_WORLD_WRITEABLE（API 17）

*   版本变动：**禁用**常量 MODE_WORLD_READABLE 和 MODE_WORLD_WRITEABLE（API 24）

## 3\. 外部存储（External Storage/Shared Storage）

##### 3.1 定义

早期的Android设备存储空间较小，有一个内置（build-in）的存储空间，即内部存储，另外还有一个能够移除的存储介质，即外部存储（如SD卡）。可是随着设备内置存储空间增大，不少设备已经足以将内置存储空间一分为二，一块为内部存储，一块为外部存储。

*   **全部应用都可读写**，原则上不该保存敏感信息

*   检查是否挂载

外部存储并不老是可用的，由于外部存储能够移除（早期设备）或者做为USB存储设备链接到PC，访问前**必须检查是否挂载**（mounted）：

boolean mExternalStorageAvailable = false;
boolean mExternalStorageWriteable = false;
/ 检查外部存储是否可读写 /
void updateExternalStorageState() {架构

String state = Environment.getExternalStorageState();
if (Environment.MEDIA_MOUNTED.equals(state)) {
        // 可读写
    mExternalStorageAvailable = mExternalStorageWriteable = true;
} else if (Environment.MEDIA_MOUNTED_READ_ONLY.equals(state)) {
        // 可读
    mExternalStorageAvailable = true;
    mExternalStorageWriteable = false;
} else {
    mExternalStorageAvailable = mExternalStorageWriteable = false;
}

}并发

*   监听外部存储状态

BroadcastReceiver mExternalStorageReceiver;
/ 开始监听 /
void startWatchingExternalStorage() {ide

mExternalStorageReceiver = new BroadcastReceiver() {
    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
            // 更新状态
        updateExternalStorageState();
    }
};
IntentFilter filter = new IntentFilter();
filter.addAction(Intent.ACTION_MEDIA_MOUNTED);
filter.addAction(Intent.ACTION_MEDIA_REMOVED);
// 动态注册广播接收器
registerReceiver(mExternalStorageReceiver, filter);
updateExternalStorageState();

}
/ 中止监听 /
void stopWatchingExternalStorage() {学习

// 注销广播接收器
unregisterReceiver(mExternalStorageReceiver);

}

*   权限

<manifest...>

<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"
                     android:maxSdkVersion="18" />
    ...

</manifest>

*   版本变动：动态权限（API 23）

*   读权限：**android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE**

*   读+写权限：**android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE**

*   版本变动：访问外部存储的私有目录不须要申请权限（API 19）

##### 3.2 划分

![](https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly91cGxvYWQtaW1hZ2VzLmppYW5zaHUuaW8vdXBsb2FkX2ltYWdlcy8xNTY3OTEwOC04M2VkYjJkZDE2MzJlYmU2)

#### 外部存储 示意图

*   私有目录（private）：`storage/emulated/0/Android/`

*   每一个应用独占以包名命名的私有文件夹

*   **在应用卸载时被删除**

*   **对MediaScanner不可见**（例外：多媒体文件夹 API 21）

*   特色

*   适用场景：**非私密数据，须要随应用卸载删除**

*   公共目录（public）：外部存储中除了私有目录外的其余空间

*   全部应用共享

*   **在应用卸载时不会被删除**

*   **对MediaScanner可见**

*   特色

*   适用场景：**非私密数据，不须要随应用卸载删除**

##### 3.3 外部存储API

![](https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly91cGxvYWQtaW1hZ2VzLmppYW5zaHUuaW8vdXBsb2FkX2ltYWdlcy8xNTY3OTEwOC1hNDM2Nzk5MzFjNjlkZDAx)

#### 外部存储 API

> 由于外部存储不必定可用，因此返回值可为空或空数组

*   公共目录：

| storage/emulated/0/ | 描述 |
| --- | --- |
| Environment.getExternalStorageDirectory():File? | 外部存储根目录 |
| Environment.getExternalStoragePublicDirectory(name:String?):File? | 外部存储根目录下的文件夹 |
| Environment.getExternalStorageState():String! | 外部存储状态 |

*   私有目录：

| storage/emulated/0/Android/data/<包名>/ | 描述 |
| --- | --- |
| Context.getExternalCacheDir():File? | cache文件夹 |
| Context.getExternalCacheDirs():Array<File!>! | 多部分cache文件夹(API 18) |
| Context.getExternalFilesDir(type: String?):File? | files文件夹 |
| Context.getExternalFIlesDirs(type:String?):Array<File!>! | 多部分files文件夹(API 18) |
| Context.getExternalMediaDirs():Array<File!>! | 多部分多媒体文件夹(API 21) |

*   版本变动：多部分外部存储——Context#getExternalFilesDirs()（API 18）

    有些设备能够外接存储设备（如SD卡）来得到更大的外部存储空间，至关于有多部分外部存储空间，一块内置，一块外置。在存储空间足够时，应该优先存储在内置的部分。

    > 兼容：Context.getExternalFilesDirs():Arra<File!>!，在低版本中数组只会返回一个元素，指向内置的外置存储的路径

版本变动：外部存储多媒体文件夹——`Context.getExternalMediaDirs()（API 21`）：对`MediaScanner`可见

## 4\. 补充

##### 4.1 缓存文件

*   内部存储和外部存储中都有一个缓存文件夹：

*   data/data/<包名>/cache/

*   storage/emulated/0/Android/data/<包名>/cache/

*   当设备存储空间不足时，缓存文件能够被回收，系统回收策略为：

*   阈值

StorageManager sm = (StorageManager) getSystemService(Context.STORAGE_SERVICE);
UUID uuid = sm.getUuidForPath(getCacheDir());
long byteSize = sm.getCacheQuotaBytes(uuid);

*   查询已分配的缓存空间
sm.getCacheSizeBytes(uuid)
*   行为——缓存粒度
// 整个文件夹视为一个缓存总体，在系统回收空间时清空文件夹sm.setCacheBehaviorGroup(dirFile,true)
*   行为——保留文件结构
// 在系统回收文件时，清空文件数据(length=0)，而不是直接删除文件sm.setCacheBehaviorTombstone(dirFile,true)
*   before Android O（before API 26） 策略：按照文件修改时间（modified time）排序，越早时间将优先被删除

    > 漏洞：应用能够设置文件修改时间到一个稍晚的时间（好比2050年），保持不被删除

*   since Android O（since API 26） 策略：系统分别为每一个应用设置缓存空间阈值，设备存储空间不足时，超过阈值的应用将优先删除缓存，低于阈值的应用缓存会被保留。系统会动态修改阈值，用户使用频率越高的应用阈值越高。

*   清除应用的数据的选项（在系统设置或手机管家中）：

*   清除缓存：清除应用的**内部存储缓存文件夹** 与 **外部存储缓存文件夹**；

*   清除数据：清除应用的**内部存储** 与 **外部存储空间私有目录**；

### 4.2 android:installLocation

*   可选值

*   **internalOnly**（默认）：安装在内部存储，内部存储空间不足时没法安装；

*   **auto**：优先安装在内部存储，内部存储空间不足时，尝试安装在外部存储；

*   **preferExternal**：优先安装在外部存储，外部存储空间不足时，尝试安装在内部存储；

*   外部存储被移除时，安装在外部存储空间上的应用会被系统杀死。直到外部存储从新挂载时，系统发出**ACTION_EXTERNAL_APPLICATIONS_AVAILABLE**广播。

*   对于占用存储空间较大的应用来讲，就有必要考虑安装在外部存储。举例：反编译**王者荣耀**查看AndroidManifest文件，能够看到使用了“auto”选项。

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

package="com.tencent.tmgp.sgame"
    platformBuildVersionCode="28"
    platformBuildVersionName="9"
    android:compileSdkVersion="28"
    android:compileSdkVersionCodename="9"
    android:installLocation="auto"
    android:theme="@android:style/Theme.NoTitleBar">
## 4.3 存储空间

##### 4.3.1 查询

*   File

val target = File(context.filesDir,"my-download")
target.freeSpace // 未分配容量（Root用户可用的容量）
target.usableSpace // 可用容量（非Root用户可用的容量）
target.totalSpace // 所有容量（包括已分配容量和未分配容量）

*   StatFs（API 18）

val target = File(context.filesDir,"my-download")
val stat = StatFs(target)
val blockSize = stat.blockSizeLong
stat.freeBlocksLong * blockSize // 同上
stat.availableBlocksLong * blockSize // 同上
stat.blockCountLong * blockSIze // 同上

*   StorageManager（API 26）

val target = File(context.filesDir,"my-download")
val ssm = getSystemService(Context.STORAGE_STATS_SERVICE) as StorageStatsManager
val sm = getSystemService(Context.STORAGE_SERVICE) as StorageManager
val uuid = sm.getUuidForPath(target)
ssm.getFreeBytes(uuid) // 可用容量（非Root用户可用的容量）
ssm.getTotalBytes(uuid) // 完整的物理容量（好比64G）

*   StorageStatsManager（API 26）
val target = File(context.filesDir,"my-download")val ssm = getSystemService(Context.STORAGE_STATS_SERVICE) as   StorageStatsManagerval sm = getSystemService(Context.STORAGE_SERVICE) as StorageManagerval uuid = sm.getUuidForPath(target)ssm.getFreeBytes(uuid)  // 可用容量（非Root用户可用的容量）ssm.getTotalBytes(uuid) // 完整的物理容量（好比64G）
```

4.3.2 分配

  • before API 26

if(downloadSize <= target.getAvailableSpace()){

// 磁盘空间充足，能够写入
  ...

}

> 注意：即便判断磁盘空间充足，也可能在写入过程当中抛出IOException（空间不足），由于没法避免多线程或多进程并发写入。

*   since API 26
val target = File(context.filesDir,"my-download")

val sm = getSystemService(Context.STORAGE_SERVICE) as StorageManager
val uuid = sm.getUuidForPath(target)
if(downloadSize <= sm.getAllocatableBytes(uuid){

try(FileOutPutStream os = FileOutPutStream(target)){
          // 预分配downloadSize大小的空间给当前应用
          sm.allocateBytes(os.getFD(),downloadSize)
          // 写入
          ...
  }

}else{

// 空间不足，请求用户自行清理空间
  val intent = Intent(StorageManager.ACTION_MANAGE_STORAGE);
  intent.putExtra(StorageManager.EXTRA_UUID,uuid);
  // 须要的空间
  intent.putExtra(StorageManager.EXTRA_REQUESTED_BYTES,downloadSize);
  context.tartActivityForResult(intent,REQUEST_CODE);

}

> StorageManager#allocateBytes()能够避免了并发写入形成空间不足异常

## 5\. 总结

*   隐私性

    | 位置 | 其余应用 | 未root用户 | root用户 | MediaScanner |
    | --- | --- | --- | --- | --- |
    | 内部存储 | X | X | √ | X |
    | 私有内部存储 | √ | √ | √ | 仅多媒体文件夹 |
    | 公共内部存储 | √ | √ | √ | √ |

*   生存期![](https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly91cGxvYWQtaW1hZ2VzLmppYW5zaHUuaW8vdXBsb2FkX2ltYWdlcy8xNTY3OTEwOC04OGJmMzg5YmM2NWMyMzZj)

*   版本演进![](https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly91cGxvYWQtaW1hZ2VzLmppYW5zaHUuaW8vdXBsb2FkX2ltYWdlcy8xNTY3OTEwOC1iYzk1NWM5YWNhYTBhMTQz)
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