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一篇文章彻底明白Android文件存储
前言Android中经常需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，希望能帮上忙。 文件存储 思维导图1. 简介Android开发中有五种数据持久化API：  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/特点：每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APIdata/data// 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//files/ 描述 Context#getFilesDir():File! files文件夹 Context#fileList():Array! 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//cache/ 描述 Context#getCacheDir():File! cache文件夹 data/data//code_cache/ 描述 Context#getCodeCacheDir():File! 存放优化过的代码(如JIT优化) data/data//no_backup/ 描述 Context#getNoBackUpFIlesDir():File! 在Backup过程中被忽略的文件 访问模式参数代码语言：txt复制// 举例（targetSdkVersion >= 24）： try(FileOutputStream fos = openFileOutput("file_name",MODE_WORLD_WRITEABLE)){ 代码语言：txt复制 fos.write("Not sensitive information".getBytes());}catch (IOException e){ 代码语言：txt复制 e.printStackTrace();} 代码语言：txt复制代码语言：txt复制// 异常： Caused by: java.lang.SecurityException: MODE_WORLD_READABLE no longer supported Caused by: java.lang.SecurityException: MODE_WORLD_WRITEABLE no longer supportedMODE_PRIVATE：只对在应用内可见MODE_APPEND：如果文件存在，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：允许其他应用访问（不要使用）版本变更：弃用常量 MODE_WORLD_READABLE 和 MODE_WORLD_WRITEABLE（API 17）版本变更：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，另外还有一个可以移除的存储介质，即外部存储（如SD卡）。但是随着设备内置存储空间增大，很多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。 所有应用均可读写，原则上不应保存敏感信息检查是否挂载外部存储并不总是可用的，因为外部存储可以移除（早期设备）或者作为USB存储设备连接到PC，访问前必须检查是否挂载（mounted）： 代码语言：txt复制boolean mExternalStorageAvailable = false; boolean mExternalStorageWriteable = false; /* 检查外部存储是否可读写 */ void updateExternalStorageState() { 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; } }监听外部存储状态代码语言：txt复制BroadcastReceiver mExternalStorageReceiver; /* 开始监听 */ void startWatchingExternalStorage() { 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(); } /* 停止监听 */ void stopWatchingExternalStorage() { // 注销广播接收器 unregisterReceiver(mExternalStorageReceiver); }权限 ... 版本变更：动态权限（API 23）读权限：android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE读+写权限：android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE版本变更：访问外部存储的私有目录不需要申请权限（API 19）3.2 划分 外部存储 示意图私有目录（private）：storage/emulated/0/Android/每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）特点适用场景：非私密数据，需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他空间所有应用共享在应用卸载时不会被删除对MediaScanner可见特点适用场景：非私密数据，不需要随应用卸载删除3.3 外部存储API 外部存储 API因为外部存储不一定可用，所以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// 描述 Context.getExternalCacheDir():File? cache文件夹 Context.getExternalCacheDirs():Array! 多部分cache文件夹(API 18) Context.getExternalFilesDir(type: String?):File? files文件夹 Context.getExternalFIlesDirs(type:String?):Array! 多部分files文件夹(API 18) Context.getExternalMediaDirs():Array! 多部分多媒体文件夹(API 21) 版本变更：多部分外部存储——Context#getExternalFilesDirs()（API 18）代码语言：txt复制有些设备可以外接存储设备（如SD卡）来获得更大的外部存储空间，相当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。代码语言：txt复制> 兼容：Context.getExternalFilesDirs():Arra!，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更：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//cache/storage/emulated/0/Android/data//cache/当设备存储空间不足时，缓存文件可以被回收，系统回收策略为：阈值代码语言：txt复制StorageManager sm = (StorageManager) getSystemService(Context.STORAGE_SERVICE); UUID uuid = sm.getUuidForPath(getCacheDir()); long byteSize = sm.getCacheQuotaBytes(uuid); 代码语言：txt复制查询已分配的缓存空间代码语言：txt复制 sm.getCacheSizeBytes(uuid)行为——缓存粒度代码语言：txt复制 // 整个文件夹视为一个缓存整体，在系统回收空间时清空文件夹sm.setCacheBehaviorGroup(dirFile,true)行为——保留文件结构代码语言：txt复制 // 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代码语言：txt复制> 漏洞：应用可以设置文件修改时间到一个稍晚的时间（比如2050年），保持不被删除since Android O（since API 26） 策略：系统分别为每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无法安装；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。直到外部存储重新挂载时，系统发出ACTION_EXTERNAL_APPLICATIONS_AVAILABLE广播。对于占用存储空间较大的应用来说，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，可以看到使用了“auto”选项。代码语言：txt复制 4.3 存储空间4.3.1 查询File代码语言：txt复制 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 // 全部容量（包括已分配容量和未分配容量）StatFs（API 18）代码语言：txt复制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）代码语言：txt复制 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（比如64G）StorageStatsManager（API 26）代码语言：txt复制```代码语言：txt复制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（比如64G）代码语言：txt复制```4.3.2 分配before API 26 val target = File(context.filesDir,"my-download") if(downloadSize 注意：即使判断磁盘空间充足，也可能在写入过程中抛出IOException（空间不足），因为无法避免多线程或多进程并发写入。since API 26代码语言：txt复制 val target = File(context.filesDir,"my-download") val sm = getSystemService(Context.STORAGE_SERVICE) as StorageManager val uuid = sm.getUuidForPath(target) if(downloadSize StorageManager#allocateBytes()可以避免了并发写入造成空间不足异常5. 总结隐私性代码语言：txt复制| 位置 | 其他应用 | 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 版本演进
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