Android-10、11-存储完全适配(下)
前言
存储适配系列文章：
Android-存储基础
Android-10、11-存储完全适配(上)
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Android-FileProvider-轻松掌握
上篇文章分析了Android 10.0版本前后存储访问方式的变更，本篇将着重分析如何来具体适配Android 10.0、11.0。
通过本篇文章，你将了解到：
1、MediaStore 基本知识
2、通过Uri读取和写入文件
3、通过Uri 获取图片和插入相册
4、Android 11.0 权限申请
5、Android 10/11 存储适配建议
1、MediaStore 基本知识
再次回顾存储区域划分：
上篇已经分析得出结论，Android 10.0 存储访问方式变更地方在于：
自带外部存储-共享存储空间和自带外部存储-其它目录
以上两个地方不能通过路径直接访问文件，而是需要通过Uri访问。
共享存储空间
共享存储空间存放的是图片、视频、音频等文件，这些资源是公用的，所有App都能够访问它们。
系统里有external.db数据库，该数据库里有files表，该表里存放着共享文件的诸多信息，如图片有宽高，经纬度、存放路径等，视频宽高、时长、存放路径等。而文件真正存放的地方在于共享存储空间。
1、保存图片到相册
当App1保存图片到相册时，简单流程如下：
1、将路径信息写入数据库里，并获取Uri
2、通过Uri构造输出流
3、将该图片保存在/sdcard/Pictures/目录下
2、从相册获取图片
当App2从相册获取图片时，简单流程如下：
1、先查询数据库，找到对应的图片Cursor
2、从Cursor里构造Uri
3、从Uri构造输入流读取图片
以上以图片为例简单分析了共享存储空间文件的写入与读取，实际上对于视频、音频步骤亦是如此。
MediaStore作用
共享存储空间里存放着图片、视频、音频、下载的文件，App获取或者插入文件的时候怎么区分这些类型呢？
这个时候就需要MediaStore，来看看MediaStore.java
可以看出其内部有Audio、Images等内部类，这些内部类里记录着files表的各个字段名，通过构造这些参数就可以插入相应的字段值以及获取对应的字段值。
MediaStore 实际上就是相当于给各个字段起了别名，我们编码的时候更容易记住与使用：
//列举一些字段：
//图片类型
MediaStore.Images.Media.MIME_TYPE
//音频时长
MediaStore.Audio.Media.DURATION
//视频时长
MediaStore.Video.Media.DURATION
//等等，还有很多
MediaStore和Uri联系
比如想要查询共享存储空间里的图片文件：
Cursor cursor = contentResolver.query(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, null, null, null, null);
MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI 意思是指定查询文件的类型是图片，并构造成Uri对象，Uri实现了Parcelable，能够在进程间传递。
接收方(另一个进程收到后)，匹配Uri，解析出对应的字段，进行具体的操作。
当然，MediaStore是系统提供的方便操作共享存储空间的类，若是自己写ContentProvider，则也可以自定义类似MediaStore的类用来标记自己的数据库表的字段。
2、通过Uri读取和写入文件
既然不能通过路径直接访问文件，那么来看看如何通过Uri访问文件。在上篇文章里提到过：Uri可以通过MediaStore或者SAF获取。(此处需要注意的是：虽然也可以通过文件路径直接构造Uri，但是此种方式构造的Uri是没有权限访问文件的)
先来看看通过SAF获取Uri。
从Uri读取文件
现在/sdcard/目录下存在一个文件名为：mytest.txt。
该文件内容是：
传统的直接读取mytest.txt方法：
//从文件读取
private void readFile(String filePath) {
if (TextUtils.isEmpty(filePath))
return;
try {
File file = new File(filePath);
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(file);
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fileInputStream);
byte[] readContent = new byte[1024];
int readLen = 0;
while (readLen != -1) {
readLen = bis.read(readContent, 0, readContent.length);
if (readLen > 0) {
String content = new String(readContent);
Log.d("test", "read content:" + content.substring(0, readLen));
}
}
fileInputStream.close();
} catch (Exception e) {
}
}
开启分区存储功能后，这种方法是不可取的，会报权限错误。
而mytest.txt不属于共享存储空间的文件，是属于其它目录的，因此不能通过MediaStore获取，只能通过SAF获取，如下：
private void startSAF() {
Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_OPEN_DOCUMENT);
intent.addCategory(Intent.CATEGORY_OPENABLE);
//指定选择文本类型的文件
intent.setType("text/plain");
startActivityForResult(intent, 100);
}
@Override
protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, @Nullable Intent data) {
super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);
if (requestCode == 100) {
//选中返回的文件信息封装在Uri里
Uri uri = data.getData();
openUriForRead(uri);
}
}
拿到Uri后，用来构造输入流读取文件。
private void openUriForRead(Uri uri) {
if (uri == null)
return;
try {
//获取输入流
InputStream inputStream = getContentResolver().openInputStream(uri);
byte[] readContent = new byte[1024];
int len = 0;
do {
//读文件
len = inputStream.read(readContent);
if (len != -1) {
Log.d("test", "read content:" + new String(readContent).substring(0, len));
}
} while (len != -1);
inputStream.close();
} catch (Exception e) {
Log.d("test", e.getLocalizedMessage());
}
}
最终输出：
由此可以看出，mytest.txt属于"其它目录"下的文件，因此需要通过SAF访问，SAF返回Uri，通过Uri构造InputStream即可读取文件。
从Uri写入文件
继续来看看写的过程，现在需要往mytest.txt写入内容。
同样的，还是需要通过SAF拿到Uri，拿到Uri后构造输出流：
private void openUriForWrite(Uri uri) {
if (uri == null) {
return;
}
try {
//从uri构造输出流
OutputStream outputStream = getContentResolver().openOutputStream(uri);
//待写入的内容
String content = "hello world I'm from SAF\n";
//写入文件
outputStream.write(content.getBytes());
outputStream.flush();
outputStream.close();
} catch (Exception e) {
Log.d("test", e.getLocalizedMessage());
}
}
最后来看看文件是否写入成功，通过SAF再次读取mytest.txt，发现正好是之前写入的内容，说明写入成功。
3、通过Uri 获取图片和插入相册
上面列举出了其它目录下文件的读写，方法是通过SAF拿到Uri。
SAF好处是：
系统提供了文件选择器，调用者只需要指定想要读写的文件类型，比如文本类型、图片类型、视频类型等，选择器就会过滤出相应文件以供选择。接入方便，选择简单。
想想另一种场景：
想要自己实现相册选择器，那么就需要获得共享存储空间下的文件信息。此种场景下使用SAF是无法做到的。
因此问题的关键是：如何批量获得共享存储空间下图片/视频的信息？
答案是：ContentResolver+ContentProvider+MediaStore(ContentProvider对于调用者是透明的)。
以图片为例，分析插入与查询方式。
插入相册
来看看图片的插入过程：
//fileName为需要保存到相册的图片名
private void insert2Album(InputStream inputStream, String fileName) {
if (inputStream == null)
return;
ContentValues contentValues = new ContentValues();
contentValues.put(MediaStore.Images.ImageColumns.DISPLAY_NAME, fileName);
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.Q) {
//RELATIVE_PATH 字段表示相对路径-------->(1)
contentValues.put(MediaStore.Images.ImageColumns.RELATIVE_PATH, Environment.DIRECTORY_PICTURES);
} else {
String dstPath = Environment.getExternalStorageDirectory() + File.separator + Environment.DIRECTORY_PICTURES
+ File.separator + fileName;
//DATA字段在Android 10.0 之后已经废弃
contentValues.put(MediaStore.Images.ImageColumns.DATA, dstPath);
}
//插入相册------->(2)
Uri uri = getContentResolver().insert(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, contentValues);
//写入文件------->(3)
write2File(uri, inputStream);
}
重点说明三个点：
(1)
Android 10.0之前，MediaStore.Images.ImageColumns.DATA 字段记录的是图片的绝对路径，而Android 10.0(含)之后，DATA 被废弃，取而代之的是使用MediaStore.Images.ImageColumns.RELATIVE_PATH，表示相对路径。比如指定RELATIVE_PATH为Environment.DIRECTORY_PICTURES，表示之后的图片将会放到Environment.DIRECTORY_PICTURES目录下。
(2)
调用ContentResolver里的方法插入相册。
MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI 指的是插入图片表。
ContentValues 以Map的形式记录了待写入的字段值。
插入后返回Uri。
(3)
以上两步仅仅只是往数据库里增加一条记录，该记录指向的新文件是空的，需要将图片写入到新文件。
而新文件位于/sdcard/Pictures/目录下，该目录是不能直接通过路径访问的，因此需要通过第二步返回的Uri进行访问。
//uri 关联着待写入的文件
//inputStream 表示原始的文件流
private void write2File(Uri uri, InputStream inputStream) {
if (uri == null || inputStream == null)
return;
try {
//从Uri构造输出流
OutputStream outputStream = getContentResolver().openOutputStream(uri);
byte[] in = new byte[1024];
int len = 0;
do {
//从输入流里读取数据
len = inputStream.read(in);
if (len != -1) {
outputStream.write(in, 0, len);
outputStream.flush();
}
} while (len != -1);
inputStream.close();
outputStream.close();
} catch (Exception e) {
Log.d("test", e.getLocalizedMessage());
}
}
可以看出，目标文件关联的Uri有了，还需要原始的输入文件。
测试上述的插入方法：
private void testInsert() {
String picName = "mypic.jpg";
try {
File externalFilesDir = getExternalFilesDir(null);
File file = new File(externalFilesDir, picName);
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
insert2Album(fis, picName);
} catch (Exception e) {
Log.d("test", e.getLocalizedMessage());
}
}
其中，原始文件(图片)存放于自带外部存储-App私有目录，如下：
需要注意的是：
1、读取原始文件需要权限，上述例子里的原始文件存放在自带外部存储-App私有目录，因此本App可以使用路径直接读取
2、对于其他目录则依然需要构造Uri读取，如通过SAF获取Uri
获取图片
同样的，想要从系统相册中获取图片，也需要通过Uri访问。
private void queryImageFromAlbum() {
Cursor cursor = getContentResolver().query(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, null,
null, null, null);
if (cursor != null) {
while (cursor.moveToNext()) {
//获取唯一的id
long id = cursor.getLong(cursor.getColumnIndexOrThrow(MediaStore.MediaColumns._ID));
//通过id构造Uri
Uri uri = ContentUris.withAppendedId(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, id);
//解析uri
decodeUriForBitmap(uri);
}
}
}
private void decodeUriForBitmap(Uri uri) {
if (uri == null)
return;
try {
//构造输入流
InputStream inputStream = getContentResolver().openInputStream(uri);
//解析Bitmap
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(inputStream);
if (bitmap != null)
Log.d("test", "bitmap width-width:" + bitmap.getWidth() + "-" + bitmap.getHeight());
} catch (Exception e) {
Log.d("test", e.getLocalizedMessage());
}
}
与插入相册过程类似，同样需要拿到Uri，再构造输入流，从输入流读取文件(图片内容)。
以上，通过Uri 获取图片和插入相册分析完毕，共享存储空间的其他文件类型如视频、音频、下载文件也是同样的流程。
需要说明的是上述的ContentResolver .insert(xx)/ContentResolver.query(xx) 的参数取值还可以更丰富，但不是本篇重点，因此忽略了，实际使用过程中具体情况具体分析。
4、Android 11.0 权限申请
通过Uri访问文件似乎已经满足了Android 10.0适配要求，但是仔细想想还是有不足之处：
1、共享存储空间只能通过MediaStore访问，以前流行的访问方式是直接通过路径访问。比如自己做的相册管理器，先遍历相册拿到图片/视频的路径，然后再解析成Bitmap展示，现在需要先拿到Uri，再解析成Bitmap，多少有些不方便。此外，也许你依赖的第三方库是直接通过路径访问文件的，而三方库又没有及时更新适配分区存储，可能就会导致用不了相应的功能。
2、SAF虽然能够访问其它目录的文件，但是每次都需要跳转到新的页面去选择，当想要批量展示文件的时候，比如自己做的文件管理器，就需要列出当前目录下有哪些目录/文件，这个时候需要有权限遍历/sdcard/目录。显然，SAF并不能胜任此工作。
Android 11.0考虑到上面的问题，因此做了新的优化。
共享存储空间-媒体文件访问变更
媒体文件可以通过路径直接访问：
private void getImagePath(Context context) {
ContentResolver contentResolver = context.getContentResolver();
Cursor cursor = contentResolver.query(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, null, null, null, null);
while (cursor.moveToNext()) {
try {
//取出路径
String path = cursor.getString(cursor.getColumnIndex(MediaStore.Images.ImageColumns.DATA));
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(path);
} catch (Exception e) {
Log.d("test", e.getLocalizedMessage());
}
break;
}
}
可以看出，之前在Android 10.0上被禁用的访问方式，在Android 11.0上又被允许了，这就解决了上面的第一个问题。
需要注意的是：此种方式只允许读文件，写文件依然不行
Google 官方指导意见是：
虽然可以通过路径直接访问媒体文件，但是这些操作最终是被重定向到MediaStore API的，重定向过程可能会损耗一些性能，并且直接通过路径访问不一定比MediaStore API 访问快。
总之建议非必要的话不要直接使用路径访问。
访问所有文件
假若App开启了分区存储功能，当App运行在Android 10.0的设备上时，是没法遍历/sdcard/目录的。而在Android 11.0上运行时是可以遍历的，需要进行如下几个步骤。
1、声明管理权限
在AndroidManifest.xml添加权限声明
2、动态申请所有文件访问权限
private void testAllFiles() {
//运行设备>=Android 11.0
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.R) {
//检查是否已经有权限
if (!Environment.isExternalStorageManager()) {
//跳转新页面申请权限
startActivityForResult(new Intent(Settings.ACTION_MANAGE_ALL_FILES_ACCESS_PERMISSION), 101);
}
}
}
@Override
protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, @Nullable Intent data) {
super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);
//申请权限结果
if (requestCode == 101) {
if (Environment.isExternalStorageManager()) {
Toast.makeText(MainActivity.this, "访问所有文件权限申请成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();
//遍历目录
showAllFiles();
}
}
}
此处申请权限不是以对话框的形式提示用户，而是跳转到新的页面，说明该权限的管理更严格。
3、遍历目录、读写文件
拥有权限后，就可以进行相应的操作了。
private void showAllFiles() {
File file = Environment.getExternalStorageDirectory();
File[] list = file.listFiles();
for (int i = 0; i < list.length; i++) {
String name = list[i].getName();
Log.d("test", "fileName:" + name);
}
}
文件管理器效果图类似如下：
当然读写文件也不在话下了，比如往/sdcard/目录下写入文件：
private void testPublicFile() {
File rootFile = Environment.getExternalStorageDirectory();
try {
File file = new File(rootFile, "mytest.txt");
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
String content = "hello world\n";
fos.write(content.getBytes());
fos.flush();
fos.close();
} catch (Exception e) {
Log.d("test", e.getLocalizedMessage());
}
}
ACTION_MANAGE_ALL_FILES_ACCESS_PERMISSION 这个权限的名字看起来很唬人，感觉就像是能够操作所有文件的样子，这不就是打破了分区存储的规则了吗？其实不然：
即使拥有了该权限，依然不能访问内部存储和外部存储-App私有目录
需要说明的是：
1、Environment.isExternalStorageManager()、Build.VERSION_CODES.R 等需要编译版本>=30才能编译通过。
2、Google 提示当使用MANAGE_EXTERNAL_STORAGE 申请权限时，并且targetSdkVersion>=30，此种情况下App被禁止上架Google Play的，限制时间最早到2021年。因此，在此时间之前若是申请了MANAGE_EXTERNAL_STORAGE权限，最好不要升级targetSdkVersion到30以上。
5、Android 10/11 存储适配建议
好了，通过分析Android 10/11存储适配方式，了解到了不同的系统需要如何进行适配，此时就需要一个统一的适配方案了。
适配核心
分区存储是核心，App自身产生的文件应该存放在自己的目录下：
/sdcard/Android/data/packagename/ 和/data/data/packagename/
这两个目录本App无需申请访问权限即可申请，其它App无法访问本App的目录。
适配共享存储
共享存储空间里的文件需要通过Uri构造输入输出流访问，Uri获取方式有两种：MediaStore和SAF。
适配其它目录
在Android 11上需要申请访问所有文件的权限。
具体做法
第一步
在AndroidManifest.xml里添加如下字段：
权限声明：
在标签下添加如下字段：
android:requestLegacyExternalStorage="true"
第二步
如果需要访问共享存储空间，则判断运行设备版本是否大于等于Android6.0，若是则需要申请WRITE_EXTERNAL_STORAGE 权限。拿到权限后，通过Uri访问共享存储空间里的文件。
如果需要访问其它目录，则通过SAF访问
第三步
如果想要做文件管理器、病毒扫描管理器等功能。则判断运行设备版本是否大于等于Android 6.0，若是先需要申请普通的存储权。若运行设备版本为Android 10.0，则可以直接通过路径访问/sdcard/目录下文件(因为禁用了分区存储)；若运行设备版本为Android 11.0，则需要申请MANAGE_EXTERNAL_STORAGE 权限。
以上是Android 存储权限适配的全部内容。
本篇基于Android 10.0 11.0 。 Android 10.0真机、Android 11.0模拟器
测试代码
下个系列文章：线程&锁相关知识。