Android Scoped storage 分区存储

Android存储目录

内部存储

getFilesDir - 应用内部存储放在data/data/packagename/files/
getCacheDir - 应用内部存储放在data/data/packagename/cache/

外部存储

getExternalFilesDir - 放在外部存储mnt/sdcard/Android/data/packagename/files/ 外部存储私有目录
- 应用卸载就会删除
- 5.0及以上不需要WRITE_EXTERNAL_STORAGE READ_EXTERNAL_STORAGE
- 不安全，别的应用可以写入数据到此目录
- Media扫描不出来，不会出现在相册
getExternalCacheDir - 存放临时缓存数据放在外部存储mnt/sdcard/Android/data/packagename/cache/

对应设置选项设置->应用->应用详情里面的"清除数据"与"清除缓存“选项"

getExternalStorageDirectory - 在sd卡目录mnt/sdcard,外部存储共享目录外部存储中，除了私有目录以外的目录，都是共享目录。程序保存在共享目录中的数据，在应用被删除后，仍然保留。

Scoped storage in Android 10

在Android 10以前，只要程序获得了READ_EXTERNAL_STORAGE权限，就可以随意读取外部存储的共享目录；只要程序获得了WRITE_EXTERNAL_STORAGE权限，就可以随意在外部存储的共享目录上新建文件夹或文件。

于是Google终于开始动手了，在Android 10中提出了分区存储，意在限制程序对外部存储中共享目录的为所欲为。分区存储对内部存储目录和外部存储私有目录都没有影响。

简而言之，在Android 10中，对于私有目录的读写没有变化，仍然可以使用File那一套，且不需要任何权限。而对于共享目录的读写，则不能按照原来操作方法。

Android 11对共享目录的访问
共享目录文件需要通过MediaStore API或者Storage Access Framework方式访问。

MediaStore API在共享目录指定目录下创建文件或者访问文件自己创建文件，不需要申请存储权限
MediaStore API访问其他应用在共享目录创建的媒体文件(图片、音频、视频)，需要申请存储权限，未申请存储权限，通过ContentResolver查询不到文件Uri，即使通过其他方式获取到文件Uri，读取或创建文件会抛出异常
MediaStore API 目录对应系统文件的文件夹
- MediaStore.Images --> DCIM/ 和 Pictures
- MediaStore.Video --> DCIM/, Movies/, 和 Pictures/
- MediaStore.Audio --> Alarms/, Audiobooks/, Music/, Notifications/, Podcasts/ 和 Ringtones/
- MediaStore.Downloads --> android 10新加目录，Download/
- MediaStore.Files --> android 10之后可用。如果使用分区存储，只包含当前应用的图片，视频，音频，如果不使用分区存储，则包含所有其它媒体类型
MediaStore API不能够访问其他应用创建的非媒体文件(pdf、office、doc、txt等)，只能够通过Storage Access Framework方式访问

Storage Access Framework 存储访问框架方式访问

Android 4.4 就引入了存储访问框架 (SAF)。借助 SAF，用户可轻松在其所有首选文档存储提供程序中浏览并打开文档、图像及其他文件。用户可通过易用的标准界面，以统一方式在所有应用和提供程序中浏览文件，以及访问最近使用的文件。

文档和其它文件写入外部共享存储
不需要申请写权限，会弹出系统文件页面，用户手动创建文件

val intent = Intent(Intent.ACTION_CREATE_DOCUMENT).apply {
            type = "text/plain"
            addCategory(Intent.CATEGORY_OPENABLE)
            intent.putExtra(Intent.EXTRA_TITLE, )
        }
 startActivityForResult(intent, REQUEST_CREATE_DOCUMENT)

Android 11 Scoped storage变更

对于启用了Scoped storage的应用，如果有需要授权，对话框发生变化，提示应用正在请求访问照片和媒体，以前包含文件
[图片上传失败...(image-7b0557-1592559787255)]
在android 11上，WRITE_EXTERNAL_STORAGE和WRITE_MEDIA_STORAGE将不能提供相应的访问权限
在 Android 11 上，应用无法再访问外部存储设备中的任何其他应用的私有目录的文件

实例演练

写入外部公有存储，在Android 11上向外部存储创建一个文件，通过传统file path形式创建, 先授权，不能创建成功。授权已经不起作用

val file = File(Environment.getExternalStorageDirectory(), packageName)
        if (!file.exists()) {
            Log.d("ScopedStorageActivity", "create external file state:${file.mkdirs()}")
        }

create external file state:false

读取外部共享存储，android 11通过传统方式读取外部存储

val file = File(Environment.getExternalStorageDirectory(), "test.txt")
Log.d("ScopedStorageActivity", "test read external file content:${file.readText()}")

Caused by: java.io.FileNotFoundException: /storage/emulated/0/test.txt: open failed: EACCES (Permission denied)

不管授权与否都会报错，不能获取文件。
可以采采用存储访问框架来读取, 这样需要用户打开文件，来选择
https://developer.android.com/guide/topics/providers/document-provider?hl=zh-cn

val intent = Intent(Intent.ACTION_OPEN_DOCUMENT).apply {
            type = "application/*"
            // 我们需要使用ContentResolver.openFileDescriptor读取数据
            addCategory(Intent.CATEGORY_OPENABLE)
        }
        startActivityForResult(intent, REQUEST_OPEN_DOCUMENT)

override fun onActivityResult(requestCode: Int, resultCode: Int, data: Intent?) {
        super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data)
        when (requestCode) {
            REQUEST_OPEN_DOCUMENT -> {
                if (resultCode == Activity.RESULT_OK) {
                    data?.data.also { documentUri ->
                        Log.d("ScopedStorageActivity", "fileDescriptor documentUri:$documentUri")
                    }
                }
            }
        }
    }

在onActivityResult回调中就能获取到文件的uri,然后对其进行相应的操作

通过MediaStore API 向共享存储中写入媒体文件，不需要申请权限
MediaStore API
ContentResolver API

val bitmap = BitmapFactory.decodeResource(resources, R.mipmap.timg)
        val displayName = "${System.currentTimeMillis()}.png"
        val mimeType = "image/png"
        val compressFormat = Bitmap.CompressFormat.PNG

        val contentValues = ContentValues()
        contentValues.put(MediaStore.MediaColumns.DISPLAY_NAME, displayName)
        contentValues.put(MediaStore.MediaColumns.MIME_TYPE, mimeType)
        val path = getAppPicturePath()
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.Q) {
            contentValues.put(MediaStore.MediaColumns.RELATIVE_PATH, path)
        } else {
            val fileDir = File(path)
            if (!fileDir.exists()) {
                fileDir.mkdir()
            }
            contentValues.put(MediaStore.MediaColumns.DATA, path)
        }

        val uri =
            contentResolver.insert(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, contentValues)
        uri?.also {
            val outputStream = contentResolver.openOutputStream(it)
            outputStream?.also { os ->
                bitmap.compress(compressFormat, 100, os)
                os.close()
                Toast.makeText(this, "添加图片成功", Toast.LENGTH_SHORT).show()
            }
        }

通过MediaStore API 向共享存储中读取媒体文件，不需要申请权限

private fun readExternalFileByMediaStore() {
        var pathKey = ""
        var pathValue = ""
        pathKey = if (Build.VERSION.SDK_INT < Build.VERSION_CODES.Q) {
            MediaStore.MediaColumns.DATA
        } else {
            MediaStore.MediaColumns.RELATIVE_PATH
        }
        // RELATIVE_PATH会在路径的最后自动添加/
        pathValue = getAppPicturePath()
        val cursor = contentResolver.query(
            MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI,
            null,
            if (pathKey.isEmpty()) {
                null
            } else {
                "$pathKey LIKE ?"
            },
            if (pathValue.isEmpty()) {
                null
            } else {
                arrayOf("%$pathValue%")
            },
            "${MediaStore.MediaColumns.DATE_ADDED} desc"
        )

        cursor?.also {
            while (it.moveToNext()) {
                val id = it.getLong(cursor.getColumnIndexOrThrow(MediaStore.MediaColumns._ID))
                val displayName = it.getString(cursor.getColumnIndex(MediaStore.MediaColumns.DISPLAY_NAME))
                val uri = ContentUris.withAppendedId(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, id)
                Log.d("ScopedStorageActivity", "read external uri:$uri, name:$displayName")
                Toast.makeText(this, "$displayName", Toast.LENGTH_LONG).show()
            }
        }
        cursor?.close()
    }

然后通过uri可以得到Bitmap

val openFileDescriptor = contentResolver.openFileDescriptor(uri, "r")
        openFileDescriptor?.apply {
            val bitmap = BitmapFactory.decodeFileDescriptor(fileDescriptor)
            readImg.setImageBitmap(bitmap)
        }
        openFileDescriptor?.close()

如果要读取其它应用的媒体文件，扫出应用的相册，就需要申请READ_EXTERNAL_STORAGE权限，然后通过MediaStorage API读取

Scoped storage兼容

对于通过filepath读取比较重的应用，requestLegacyExternalStorage = true 继续保留，在android 10,维持原状
android 11之后requestLegacyExternalStorage失效，必须适配
如果当前应用以兼容模式运行，覆盖安装后应用仍然会以兼容模式运行，卸载重新安装应用才会以分区存储模式运行
文件迁移是将应用共享目录文件迁移到应用私有目录或者Android10要求的media集合目录
android 11可以用传统File path直接操作方式读媒体文件，性能会有影响，底层还是要转化成ContentResolver.openFileDescriptor读取, 会比较耗时，官方建议用MediaStore

val file = File(
            Environment.getExternalStorageDirectory().absolutePath
                    + File.separator + Environment.DIRECTORY_PICTURES + File.separator + APP_FOLDER_NAME,
            "rebase.png")
        Log.d("ScopedStorageActivity", "${file.path}")
        showImage(Uri.fromFile(file))

官方文档

应用数据和文件
Android 11 中的存储机制更新

Android Scoped storage 分区存储

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