前言

存儲適配系列文章：

Android-存儲基礎(chǔ)
Android-10、11-存儲完全適配(上)
Android-10、11-存儲完全適配(下)
Android-FileProvider-輕松掌握

在持久化數(shù)據(jù)的時候，一般都是選擇存入到文件里，本篇將著重分析Android 存儲相關(guān)的知識，也是為Android 10.0 11存儲適配打基礎(chǔ)。
通過本篇文章，你將了解到：

1、存儲劃分
2、內(nèi)部存儲
3、外部存儲
4、易混淆點說明

1、存儲劃分

Android 4.4 之前

在Android 4.4 之前，由于硬件發(fā)展受限，手機自身的存儲空間有限，需要通過外置SD卡來擴(kuò)展存儲空間。

image.png

如上圖，手機自身的存儲空間，稱之為機身存儲，在Android 4.4 之前作為內(nèi)部存儲使用。當(dāng)然內(nèi)部存儲空間一般是不夠用的，所以需要通過插入外置SD卡來擴(kuò)充存儲空間，這當(dāng)做外部存儲。

Android 4.4之后

在Android 4.4 之后(含)，手機機身存儲擴(kuò)大了：

image.png

如上圖，機身存儲劃分為兩部分：

1、內(nèi)部存儲
2、外部存儲

當(dāng)然，依然可以插入SD卡來擴(kuò)充存儲空間，這部分的存儲空間稱為擴(kuò)展的外部存儲空間。只是現(xiàn)在機身存儲都比較大，很少插入SD卡了。
接下來將以Android 4.4 之后的存儲劃分來分析具體的存儲方案。

2、內(nèi)部存儲

存放位置

回想一下平時使用的持久化方案：

1、SharedPreferences---->適用于存儲小文件
2、數(shù)據(jù)庫---->存儲結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的大文件

以上這些文件都是默認(rèn)放在內(nèi)部存儲里。
"/" 表示根目錄，內(nèi)部存儲里給每個應(yīng)用按照其包名各自劃分了目錄，假設(shè)App的包名為：com.fish.myapplication
那么該文件在內(nèi)部存儲里的目錄為：
/data/user/0/com.fish.myapplication/

第一個"/"表示根目錄，其后每個"/"表示目錄分割符。
"0" 表示是第一個用戶，后續(xù)添加了多用戶則生成相應(yīng)的用戶目錄：

image.png

如上圖，新增了兩個用戶，生成的目錄分別是："11"、"12"。目前來說，很少開啟多用戶的。
一般來說，adb shell里是沒有權(quán)限查看/data目錄的。若要查看內(nèi)部存儲，通常是通過Android Studio側(cè)邊欄Device File Explorer選擇對應(yīng)的目標(biāo)設(shè)備查看。

image.png

同樣的，如果包名為：com.fish.myapplication，則對應(yīng)的內(nèi)部存儲目錄為：
/data/data/com.fish.myapplication/

/data/user/0/com.fish.myapplication/ 會將值轉(zhuǎn)換到/data/data/com.fish.myapplication/ 路徑下。
每個App的內(nèi)部存儲空間僅允許自己訪問(除非有更高的權(quán)限，如root)，程序卸載后，該目錄也會被刪除。

存儲內(nèi)容

除了SharedPreferences、數(shù)據(jù)庫文件，內(nèi)部存儲還存放了哪些文件呢？
為方便起見，只查看/data/data/目錄下的。

image.png

剛開始有只有兩個空目錄。
當(dāng)進(jìn)行寫入SharedPreferences，創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫、寫入文件等操作后新增了幾個目錄：

image.png

大致介紹一下以上目錄作用：

1、cache-->存放緩存文件
2、code_cache-->存放運行時代碼優(yōu)化等產(chǎn)生的緩存
3、databases-->存放數(shù)據(jù)庫文件
4、files-->存放一般文件
5、shared_prefs-->存放SharedPreferences 文件
6、lib-->存放App依賴的so庫 是軟鏈接，指向/data/app/ 某個子目錄下

訪問方式

既然知道了各類文件存儲的目錄，那么如何讀寫這些文件呢？
我們知道在Java 的世界里，操作文件有兩種方式：

字符流和字節(jié)流

以字節(jié)流為為例，一個簡單的讀取寫入文件Demo:

    //寫入文件
    private void writeFile(String filePath) {
        if (TextUtils.isEmpty(filePath))
            return;

        try {
            File file = new File(filePath);
            FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(file);
            BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fileOutputStream);
            String writeContent = "hello world\n";
            bos.write(writeContent.getBytes());
            bos.flush();
            bos.close();

        } catch (Exception e) {

        }
    }

    //從文件讀取
    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) {

        }
    }

可以看出，通過FileInputStream/FileOutputStream構(gòu)造函數(shù)傳入File對象即可實現(xiàn)文件讀寫，而File對象的構(gòu)造依賴于文件的存放路徑，因此重點在于如何獲取文件的路徑。
分別說明各個目錄下文件的讀寫：
1、讀寫files目錄下文件

#Context.java
public abstract File getFilesDir();

使用方式：

    private String getFilePath(Context context) {
        //獲取files根目錄
        File fileDir = context.getFilesDir();
        //獲取文件
        File myFile = new File(fileDir, "myFile");
        return myFile.getAbsolutePath();
    }

context.getFilesDir()的結(jié)果是返回files目錄：

/data/user/0/com.fish.myapplication/files/

拿到對應(yīng)文件的File對象后，構(gòu)造相應(yīng)的輸入輸出流即可實現(xiàn)對該文件的讀寫。可以看出，過程雖然簡單但是有點枯燥，因此Google將這些步驟封裝好了，直接返回對應(yīng)文件的FileOutputStream/FileInputStream：

#Context.java
    public abstract FileInputStream openFileInput(String name)
        throws FileNotFoundException;

    public abstract FileOutputStream openFileOutput(String name, @FileMode int mode)
        throws FileNotFoundException;

其中name 表示文件名，mode表示訪問權(quán)限。

2、讀寫cache目錄下文件
與讀取files目錄相似：

#Context.java
public abstract File getCacheDir();

context.getCacheDir()的結(jié)果是返回cache目錄：

/data/user/0/com.fish.myapplication/cache/

3、讀寫shared_prefs目錄下文件
SharedPreferences 提供了簡易的快速持久化數(shù)據(jù)的方案。

    private void testSP(String fileName, String key, String value) {
        if (TextUtils.isEmpty(fileName) || TextUtils.isEmpty(key) || TextUtils.isEmpty(value))
            return;

        //構(gòu)造SP文件
        SharedPreferences sp = getSharedPreferences(fileName, MODE_PRIVATE);

        //寫入SP
        sp.edit().putString(key, value).commit();

        //讀取SP
        String myValue = sp.getString(key, "");
    }

其內(nèi)部也是使用了輸入輸出流，以寫入SP文件為例：

#SharedPreferencesImpl.java
    private void writeToFile(MemoryCommitResult mcr, boolean isFromSyncCommit) {
        ...
        //構(gòu)造輸出流
        FileOutputStream str = createFileOutputStream(mFile);
        XmlUtils.writeMapXml(mcr.mapToWriteToDisk, str);
        FileUtils.sync(str);
        str.close();
        ...
    }

4、讀寫數(shù)據(jù)庫目錄下文件
創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫：

MyDatabaseHelper myDatabaseHelper = new MyDatabaseHelper(v.getContext(), "myDB", null, 10);

myDB是數(shù)據(jù)庫文件名。打開數(shù)據(jù)庫的相應(yīng)表，即可讀寫數(shù)據(jù)。
獲取數(shù)據(jù)庫文件路徑：

#Context.java
Context.public abstract File getDatabasePath(String name);

獲取結(jié)果如下：

/data/user/0/com.fish.myapplication/databases/myDB

5、讀寫code_cache目錄下文件

#Context.java API>=21
public abstract File getCodeCacheDir();

獲取結(jié)果如下：

/data/user/0/com.fish.myapplication/code_cache/

以上是分別列舉了各個子目錄/文件的獲取方式，如果想獲取：/data/user/0/com.fish.myapplication/，可通過：

#Context.java
public abstract File getDataDir();

該方法需要API>=24。

3、外部存儲

外部存儲分為兩部分：自帶外部存儲和擴(kuò)展外部存儲(外置SD卡)

A、自帶外部存儲存儲

存放位置

存儲的根目錄是："/"。
根目錄下幾個需要關(guān)注的目錄：

/data/
/sdcard/
/storage/

其中/data/目錄前面已經(jīng)分析過。

/sdcard/是軟鏈接，指向/storage/self/primary
而/storage/下有幾個目錄：

image.png

/storage/self/primary/是軟鏈接，指向/storage/emulated/0/

也就是說/sdcard/、/storage/self/primary/ 真正指向的是/storage/emulated/0/

存儲內(nèi)容

image.png

如上圖所示，/sdcard/目錄下的子目錄看起來都比較眼熟。
這些子目錄分為分為三部分：

第一部分：共享存儲空間

也就是所有App共享的部分，比如相冊、音樂、鈴聲、文檔等。
共享存儲空間按文件類型又分為兩部分：
1、媒體文件

• DCIM/ 和 Pictures/-->存儲圖片
• DCIM/、Movies/ 和 Pictures-->存儲視頻
• Alarms/、Audiobooks/、Music/、Notifications/、Podcasts/ 和 Ringtones/-->存儲音頻文件
• Download/-->下載的文件

2、文檔和其它文件

Documents-->存儲如.pdf類型等文件

第二部分：App外部私有目錄

• Android/data/--->存儲各個App的外部私有目錄
  與內(nèi)部存儲類似，命名方式是：Android/data/xx------>xx指應(yīng)用的包名。
  如：/sdcard/Android/data/com.fish.myapplication

第三部分：其它目錄

比如各個App在/sdcard/目錄下創(chuàng)建的目錄，如支付寶創(chuàng)建的目錄：alipy/，微博創(chuàng)建的目錄：com.sina.weibo/，qq創(chuàng)建的目錄：com.tencent.mobileqq/等。

訪問方式

與訪問內(nèi)部存儲文件類似，外部存儲也可以通過構(gòu)造輸入輸出流訪問文件。

讀寫共享存儲空間

視頻、圖片等可能分散存儲在各個不同的目錄里，如果想要獲取所有的圖片地址，那么得需要遍歷不同的目錄尋找，效率顯而易見的低。Android 將視頻、圖片等信息存儲在數(shù)據(jù)庫里，每當(dāng)某個App想要訪問這些共享的媒體文件時只需要查找數(shù)據(jù)庫對應(yīng)的表，讀取符合條件的行，找出每個媒體的文件路徑等信息。
App查詢共享存儲空間的媒體方式是：通過ContentProvider訪問。

訪問媒體文件
以查詢圖片為例：

    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()) {
            String imagePath = cursor.getString(cursor.getColumnIndex(MediaStore.Images.ImageColumns.DATA));
        }
    }

查詢到圖片的地址，當(dāng)然就可以展示圖片了。

訪問文檔和其它文件
Storage Access Framework 簡稱SAF：存儲訪問框架
以查看.pdf文件為例：

    private void startSAF() {
        Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_OPEN_DOCUMENT);
        intent.addCategory(Intent.CATEGORY_OPENABLE);
        intent.setType("application/pdf");
        startActivityForResult(intent, 100);
    }

    @Override
    protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, @Nullable Intent data) {
        super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);

        if (requestCode == 100) {
            Uri uri = data.getData();
        }
    }

SAF實際上就是調(diào)用系統(tǒng)提供的選擇器，選中后在onActivityResult(xx)里接收結(jié)果，拿到Uri后當(dāng)然就可以讀寫對應(yīng)的文件了。

讀寫App外部私有目錄

剛開始并沒有自己App的包名。

image.png

調(diào)用如下方法后：

    private void testAppDir(Context context) {
        //4個基本方法
        File fileDir = context.getExternalFilesDir(null);
        //API>=19
        File[] fileList = context.getExternalFilesDirs(null);

        File cacheDir = context.getExternalCacheDir();
        //API>=19
        File[] cacheList = context.getExternalCacheDirs();

        //指定目錄，自動生成對應(yīng)的子目錄
        File fileDir2 = context.getExternalFilesDir(Environment.DIRECTORY_DCIM);
    }

再查看目錄樹：

image.png

可以看出再/sdcard/Android/data/目錄下生成了com.fish.myapplication/目錄，該目錄下有兩個子目錄分別是：files/、cache/。當(dāng)然也可以選擇創(chuàng)建其它目錄。
2、App卸載的時候，兩者都會被清除。

讀寫其它目錄

只要拿到根目錄，就可以遍歷尋找其它子目錄/文件。

    private void testOtherDir(Context context) {
        File rootDir = Environment.getExternalStorageDirectory();
    }

返回的rootDir路徑：/storage/emulated/0/。

B、擴(kuò)展外部存儲(外置SD卡)

存儲位置

當(dāng)給設(shè)備插入SD卡后，查看其目錄：
/sdcard/ 依然指向/storage/self/primary，繼續(xù)來看/storage/:

image.png

可以看出，多了sdcard1，軟鏈接指向了/storage/77E4-07E7/。

存儲內(nèi)容

取決于SD卡上裝了什么東西。

訪問方式

還記得上面獲取外部存儲-App私有目錄方式嗎？

File[] fileList = context.getExternalFilesDirs(null);

返回File對象數(shù)組，當(dāng)有多個外部存儲時候，存儲在數(shù)組里。

image.png

返回的數(shù)組有兩個元素，一個是自帶外部存儲存儲，另一個是剛插入的SD卡。
拿到路徑后，當(dāng)然就可以訪問相應(yīng)的文件了。

4、易混淆點說明

以上分別闡述了內(nèi)部存儲、自帶外部存儲、擴(kuò)展外部存儲等，這幾者關(guān)系如下：

image.png

其中比較容易混淆的是：
內(nèi)部存儲與外部存儲里的App私有目錄，兩者命名風(fēng)格很像。

不同點：

/data/data/com.fish.myapplication/ 位于內(nèi)部存儲，一般用于存儲容量較小的，私密性較強的文件。而/sdcard/Android/data/com.fish.myapplication/ 位于外部存儲，作為App私有目錄，一般用于存儲容量較大的文件，即使刪除了也不影響App正常功能。

相同點：

1、屬于App專屬，App自身訪問兩者無需任何權(quán)限。
2、App卸載后，兩者皆被刪除。
3、兩者目錄下增加的文件最終會被統(tǒng)計到"設(shè)置->存儲和緩存"里。

另外，常見的在設(shè)置里的"存儲與緩存"項：

image.png

當(dāng)點擊"Clear cache" 時：

內(nèi)部存儲/data/data/com.fish.myapplication/cache/、 /data/data/com.fish.myapplication/code_cache/目錄會被清空
外部存儲/sdcard/Android/data/com.fish.myapplication/cache/ 會被清空

當(dāng)點擊"Clear storage" 時：

內(nèi)部存儲/data/data/com.fish.myapplication/下除了lib/，其余子目錄皆被刪除
外部存儲/sdcard/Android/data/com.fish.myapplication/被清空

接下來將分析Android 10.0 11 存儲適配。
本文基于Android 10.0。

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