作者：連續(xù)三屆村草

Android 10(Q)/11(R) 分區(qū)存儲適配

大部分應(yīng)用都會請求 ( READ_EXTERNAL_STORAGE ) ( WRITE_EXTERNAL_STORAGE ) 存儲權(quán)限，來做一些諸如在 SD 卡中存儲文件或者讀取多媒體文件等常規(guī)操作。這些應(yīng)用可能會在磁盤中存儲大量文件，即使應(yīng)用被卸載了還會依然存在。另外，這些應(yīng)用還可能會讀取其他應(yīng)用的一些敏感文件數(shù)據(jù)。

為此，google 終于下定決心在 Android 10 中引入了分區(qū)存儲，對權(quán)限進(jìn)行場景的細(xì)分，按需索取，并在 Android 11 中進(jìn)行了進(jìn)一步的調(diào)整。

Android 存儲分區(qū)情況

Android 中存儲可以分為兩大類：私有存儲和共享存儲

• 私有存儲 (Private Storage) : 每個應(yīng)用在都擁有自己的私有目錄，其它應(yīng)用看不到，彼此也無法訪問到該目錄：內(nèi)部存儲私有目錄 (/data/data/packageName) ；外部存儲私有目錄 (/sdcard/Android/data/packageName)，
• 共享存儲 (Shared Storage) : 存儲其他應(yīng)用可訪問文件， 包含媒體文件、文檔文件以及其他文件，對應(yīng)設(shè)備DCIM、Pictures、Alarms、Music、Notifications、Podcasts、Ringtones、Movies、Download等目錄。

Android 10(Q) ：

Android 10 中主要對共享目錄進(jìn)行了權(quán)限詳細(xì)的劃分，不再能通過絕對路徑訪問。

受影響的接口：

訪問不同分區(qū)的方式：

1. 私有目錄：和以前的版本一致，可通過 File() API 訪問，無需申請權(quán)限。
2. 共享目錄：需要通過MediaStore和Storage Access Framework API 訪問，視具體情況申請權(quán)限，下面詳細(xì)介紹。

其中，對共享目錄的權(quán)限進(jìn)行了細(xì)分：

1. 無需申請權(quán)限的操作：
   通過 MediaStore API對媒體集、文件集進(jìn)行媒體/文件的添加、對 自身App 創(chuàng)建的 媒體/文件 進(jìn)行查詢、修改、刪除的操作。
2. 需要申請READ_EXTERNAL_STORAGE 權(quán)限：
   通過 MediaStore API對所有的媒體集進(jìn)行查詢、修改、刪除的操作。
3. 調(diào)用 Storage Access Framework API ：
   會啟動系統(tǒng)的文件選擇器向用戶申請操作指定的文件

新的訪問方式：

Android 11 (R):

Android 11 (R) 在 Android 10 (Q) 中分區(qū)存儲的基礎(chǔ)上進(jìn)行了調(diào)整

1. 新增執(zhí)行批量操作

為實現(xiàn)各種設(shè)備之間的一致性并增加用戶便利性，Android 11 向 MediaStore API 中添加了多種方法。對于希望簡化特定媒體文件更改流程（例如在原位置編輯照片）的應(yīng)用而言，這些方法尤為有用。

MediaStore API 新增的方法

系統(tǒng)在調(diào)用以上任何一個方法后，會構(gòu)建一個 PendingIntent 對象。應(yīng)用調(diào)用此 intent 后，用戶會看到一個對話框，請求用戶同意應(yīng)用更新或刪除指定的媒體文件。

2. 使用直接文件路徑和原生庫訪問文件

為了幫助您的應(yīng)用更順暢地使用第三方媒體庫，Android 11 允許您使用除 MediaStore API 之外的 API 訪問共享存儲空間中的媒體文件。不過，您也可以轉(zhuǎn)而選擇使用以下任一 API 直接訪問媒體文件：

File API。
原生庫，例如 fopen()。

簡單來說就是，可以通過 File() 等API 訪問有權(quán)限訪問的媒體集了。

性能：

通過 File () 等直接通過路徑訪問的 API 實際上也會映射為MediaStore API 。
按文件路徑順序讀取的時候性能相當(dāng)；隨機(jī)讀取和寫入的時候則會更慢，所以還是推薦直接使用 MediaStoreAPI。

3. 新增權(quán)限

MANAGE_EXTERNAL_STORAGE : 類似以前的 READ_EXTERNAL_STORAGE + WRITE_EXTERNAL_STORAGE ，除了應(yīng)用專有目錄都可以訪問。

應(yīng)用可通過執(zhí)行以下操作向用戶請求名為所有文件訪問權(quán)限的特殊應(yīng)用訪問權(quán)限：

1. 在清單中聲明 MANAGE_EXTERNAL_STORAGE 權(quán)限。
2. 使用 ACTION_MANAGE_ALL_FILES_ACCESS_PERMISSION intent 操作將用戶引導(dǎo)至一個系統(tǒng)設(shè)置頁面，在該頁面上，用戶可以為您的應(yīng)用啟用以下選項：授予所有文件的管理權(quán)限。

• 在 Google Play 上架的話，需要提交使用此權(quán)限的說明，只有指定的幾種類型的 APP 才能使用。

Sample

• 使用 MediaStore 增刪改查媒體集
• 使用 Storage Access Framework 訪問文件集

1. 媒體集

1） 查詢媒體集（需要 READ_EXTERNAL_STORAGE 權(quán)限）

實際上 MediaStore 是以前就有的 API ，不同的是過去主要通過 MediaStore.Video.Media._DATA這個 colum 請求原始數(shù)據(jù)，可以得到絕對Uri ，現(xiàn)在需要請求MediaStore.Video.Media._ID來得到相對Uri再進(jìn)行處理。

// Need the READ_EXTERNAL_STORAGE permission if accessing video files that your
// app didn't create.

// Container for information about each video.
data class Video(
    val uri: Uri,
    val name: String,
    val duration: Int,
    val size: Int
)
val videoList = mutableListOf<Video>()

val projection = arrayOf(
    MediaStore.Video.Media._ID,
    MediaStore.Video.Media.DISPLAY_NAME,
    MediaStore.Video.Media.DURATION,
    MediaStore.Video.Media.SIZE
)

// Show only videos that are at least 5 minutes in duration.
val selection = "${MediaStore.Video.Media.DURATION} >= ?"
val selectionArgs = arrayOf(
    TimeUnit.MILLISECONDS.convert(5, TimeUnit.MINUTES).toString()
)

// Display videos in alphabetical order based on their display name.
val sortOrder = "${MediaStore.Video.Media.DISPLAY_NAME} ASC"

val query = ContentResolver.query(
    MediaStore.Video.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI,
    projection,
    selection,
    selectionArgs,
    sortOrder
)
query?.use { cursor ->
    // Cache column indices.
    val idColumn = cursor.getColumnIndexOrThrow(MediaStore.Video.Media._ID)
    val nameColumn =
            cursor.getColumnIndexOrThrow(MediaStore.Video.Media.DISPLAY_NAME)
    val durationColumn =
            cursor.getColumnIndexOrThrow(MediaStore.Video.Media.DURATION)
    val sizeColumn = cursor.getColumnIndexOrThrow(MediaStore.Video.Media.SIZE)

    while (cursor.moveToNext()) {
        // Get values of columns for a given video.
        val id = cursor.getLong(idColumn)
        val name = cursor.getString(nameColumn)
        val duration = cursor.getInt(durationColumn)
        val size = cursor.getInt(sizeColumn)

        val contentUri: Uri = ContentUris.withAppendedId(
            MediaStore.Video.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI,
            id
        )

        // Stores column values and the contentUri in a local object
        // that represents the media file.
        videoList += Video(contentUri, name, duration, size)
    }
}

2）插入媒體集（無需權(quán)限）

// Add a media item that other apps shouldn't see until the item is
// fully written to the media store.
val resolver = applicationContext.contentResolver

// Find all audio files on the primary external storage device.
// On API <= 28, use VOLUME_EXTERNAL instead.
val audioCollection = MediaStore.Audio.Media
        .getContentUri(MediaStore.VOLUME_EXTERNAL_PRIMARY)

val songDetails = ContentValues().apply {
    put(MediaStore.Audio.Media.DISPLAY_NAME, "My Workout Playlist.mp3")
    put(MediaStore.Audio.Media.IS_PENDING, 1)
}

val songContentUri = resolver.insert(audioCollection, songDetails)

resolver.openFileDescriptor(songContentUri, "w", null).use { pfd ->
    // Write data into the pending audio file.
}

// Now that we're finished, release the "pending" status, and allow other apps
// to play the audio track.
songDetails.clear()
songDetails.put(MediaStore.Audio.Media.IS_PENDING, 0)
resolver.update(songContentUri, songDetails, null, null)

3）更新自己創(chuàng)建的媒體集（無需權(quán)限）

刪除類似

// Updates an existing media item.
val mediaId = // MediaStore.Audio.Media._ID of item to update.
val resolver = applicationContext.contentResolver

// When performing a single item update, prefer using the ID
val selection = "${MediaStore.Audio.Media._ID} = ?"

// By using selection + args we protect against improper escaping of // values.
val selectionArgs = arrayOf(mediaId.toString())

// Update an existing song.
val updatedSongDetails = ContentValues().apply {
    put(MediaStore.Audio.Media.DISPLAY_NAME, "My Favorite Song.mp3")
}

// Use the individual song's URI to represent the collection that's
// updated.
val numSongsUpdated = resolver.update(
        myFavoriteSongUri,
        updatedSongDetails,
        selection,
        selectionArgs)

4）更新/刪除其它媒體創(chuàng)建的媒體集

若已經(jīng)開啟分區(qū)存儲則會拋出 RecoverableSecurityException，捕獲并通過SAF請求權(quán)限

// Apply a grayscale filter to the image at the given content URI.
try {
    contentResolver.openFileDescriptor(image-content-uri, "w")?.use {
        setGrayscaleFilter(it)
    }
} catch (securityException: SecurityException) {
    if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.Q) {
        val recoverableSecurityException = securityException as?
            RecoverableSecurityException ?:
            throw RuntimeException(securityException.message, securityException)

        val intentSender =
            recoverableSecurityException.userAction.actionIntent.intentSender
        intentSender?.let {
            startIntentSenderForResult(intentSender, image-request-code,
                    null, 0, 0, 0, null)
        }
    } else {
        throw RuntimeException(securityException.message, securityException)
    }
}

2. 文件集 （通過 SAF）

1）創(chuàng)建文檔

注：創(chuàng)建操作若重名的話不會覆蓋原文檔，會添加 (1) 最為后綴，如 document.pdf -> document(1).pdf

// Request code for creating a PDF document.
const val CREATE_FILE = 1

private fun createFile(pickerInitialUri: Uri) {
    val intent = Intent(Intent.ACTION_CREATE_DOCUMENT).apply {
        addCategory(Intent.CATEGORY_OPENABLE)
        type = "application/pdf"
        putExtra(Intent.EXTRA_TITLE, "invoice.pdf")

        // Optionally, specify a URI for the directory that should be opened in
        // the system file picker before your app creates the document.
        putExtra(DocumentsContract.EXTRA_INITIAL_URI, pickerInitialUri)
    }
    startActivityForResult(intent, CREATE_FILE)
}

2）打開文檔

建議使用 type 設(shè)置 MIME 類型

// Request code for selecting a PDF document.
const val PICK_PDF_FILE = 2

fun openFile(pickerInitialUri: uri) {
    val intent = Intent(Intent.ACTION_OPEN_DOCUMENT).apply {
        addCategory(Intent.CATEGORY_OPENABLE)
        type = "application/pdf"

        // Optionally, specify a URI for the file that should appear in the
        // system file picker when it loads.
        putExtra(DocumentsContract.EXTRA_INITIAL_URI, pickerInitialUri)
    }

    startActivityForResult(intent, PICK_PDF_FILE)
}

3）授予對目錄內(nèi)容的訪問權(quán)限

用戶選擇目錄后，可訪問該目錄下的所有內(nèi)容

Android 11 中無法訪問 Downloads

fun openDirectory(pickerInitialUri: Uri) {
    // Choose a directory using the system's file picker.
    val intent = Intent(Intent.ACTION_OPEN_DOCUMENT_TREE).apply {
        // Provide read access to files and sub-directories in the user-selected
        // directory.
        flags = Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION

        // Optionally, specify a URI for the directory that should be opened in
        // the system file picker when it loads.
        putExtra(DocumentsContract.EXTRA_INITIAL_URI, pickerInitialUri)
    }

    startActivityForResult(intent, your-request-code)
}

4）永久獲取目錄訪問權(quán)限

上面提到的授權(quán)是臨時性的，重啟后則會失效。可以通過下面的方法獲取相應(yīng)目錄永久性的權(quán)限

val contentResolver = applicationContext.contentResolver

val takeFlags: Int = Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION or
        Intent.FLAG_GRANT_WRITE_URI_PERMISSION
// Check for the freshest data.
contentResolver.takePersistableUriPermission(uri, takeFlags)

5）SAF API 響應(yīng)

SAF API 調(diào)用后都是通過 onActivityResult來相應(yīng)動作

override fun onActivityResult(
        requestCode: Int, resultCode: Int, resultData: Intent?) {
    if (requestCode == your-request-code
            && resultCode == Activity.RESULT_OK) {
        // The result data contains a URI for the document or directory that
        // the user selected.
        resultData?.data?.also { uri ->
            // Perform operations on the document using its URI.
        }
    }
}

6) 其它操作

除了上面的操作之外，對文檔其它的復(fù)制、移動等操作都是通過設(shè)置不同的 FLAG 來實現(xiàn)，見 Document.COLUMN_FLAGS

3. 批量操作媒體集

構(gòu)建一個媒體集的寫入操作 createWriteRequest()

val urisToModify = /* A collection of content URIs to modify. */
val editPendingIntent = MediaStore.createWriteRequest(contentResolver,
        urisToModify)

// Launch a system prompt requesting user permission for the operation.
startIntentSenderForResult(editPendingIntent.intentSender, EDIT_REQUEST_CODE,
    null, 0, 0, 0)

//相應(yīng)
override fun onActivityResult(requestCode: Int, resultCode: Int,
                 data: Intent?) {
    ...
    when (requestCode) {
        EDIT_REQUEST_CODE ->
            if (resultCode == Activity.RESULT_OK) {
                /* Edit request granted; proceed. */
            } else {
                /* Edit request not granted; explain to the user. */
            }
    }
}

createFavoriteRequest() createTrashRequest() createDeleteRequest() 同理

適配和兼容

在 targetSDK = 29 APP 中，在 AndroidManifes 設(shè)置 requestLegacyExternalStorage="true" 啟用兼容模式，以傳統(tǒng)分區(qū)模式運(yùn)行。

   <manifest ... >
      <!-- This attribute is "false" by default on apps targeting
           Android 10 or higher. -->
      <application android:requestLegacyExternalStorage="true" ... >
        ...
      </application>
    </manifest>

注意：如果某個應(yīng)用在安裝時啟用了傳統(tǒng)外部存儲，則該應(yīng)用會保持此模式，直到卸載為止。無論設(shè)備后續(xù)是否升級為搭載 Android 10 或更高版本，或者應(yīng)用后續(xù)是否更新為以 Android 10 或更高版本為目標(biāo)平臺，此兼容性行為均適用。

意思就是在新系統(tǒng)新安裝的應(yīng)用才會啟用，覆蓋安裝會保持傳統(tǒng)分區(qū)模式，例如：

• 系統(tǒng)通過 OTA 升級到 Android 10/11
• 應(yīng)用通過更新升級到 targetSdkVersion >= 29

補(bǔ)充

Q：之前討論過一些問題，APP 無需權(quán)限可以訪問自己創(chuàng)建的媒體，那么系統(tǒng)如何進(jìn)行判斷？

A：創(chuàng)建媒體時系統(tǒng)會給媒體打上 packageName tag，應(yīng)用被卸載則會清除 tag ，所以不會存在使用同樣 packageName 進(jìn)行欺騙的情況。

Q：我可以在媒體集文件夾下創(chuàng)建文檔，就可以避開權(quán)限的問題了？

A：官方文檔上寫了只能創(chuàng)建相應(yīng)類型的媒體/文件，具體如何限制的，沒有說明。

總結(jié)

從 Android 10提出分區(qū)存儲之后到現(xiàn)在已經(jīng)一年多了，所以Google 從強(qiáng)制推行的態(tài)度到現(xiàn)在 targetSDK >=30 才強(qiáng)制啟用分區(qū)存儲來看，Google 還是漸漸地選擇給開發(fā)者留更多的時間。缺點當(dāng)然是不強(qiáng)制啟用的話，國內(nèi) APP 適配進(jìn)度估計得延后了。不過好消息是在查資料的時候，看到了國內(nèi)大廠的相關(guān)適配文章，至少說明大廠在跟進(jìn)了。

去年（19年）的文檔描述是無論 targetSDK 多少，明年（20年）高版本強(qiáng)制啟用。

今年（20）文檔描述是 targetSDK >=30 才強(qiáng)制啟用

關(guān)于適配的難度：

對絕對路徑相關(guān)接口依賴比較深的 APP 適配還是改動挺多的；其次權(quán)限的劃分很細(xì)，什么時候需要什么權(quán)限以及調(diào)用哪個接口，理解起來需要一定時間；MediaStore API SAF API 這類接口以前就設(shè)計好了，我也覺得也不算特別友好；最后測試也需要重新進(jìn)行。

所以雖然明年才會強(qiáng)制執(zhí)行分區(qū)存儲，但還是建議盡早理解和 review 項目中需要適配的代碼。

文末附上大廠學(xué)長給我的資料，內(nèi)容包含：Android學(xué)習(xí)PDF+架構(gòu)視頻+面試文檔+源碼筆記，高級架構(gòu)技術(shù)進(jìn)階腦圖、Android開發(fā)面試專題資料，高級進(jìn)階架構(gòu)資料 這幾塊的內(nèi)容

這些都是我現(xiàn)在閑暇還會反復(fù)翻閱的精品資料。里面對近幾年的大廠面試高頻知識點都有詳細(xì)的講解。相信可以有效的幫助大家掌握知識、理解原理。

分享給大家，非常適合近期有面試和想在技術(shù)道路上繼續(xù)精進(jìn)的朋友。也是希望可以幫助到大家提升進(jìn)階