Android文件存储

Android文件存储
1.getFilesDir(),
2.getCacheDir(),
3.getExternalFilesDir(null),
4.getExternalCacheDir(),
5.Environment.getExternalStorageDirectory(),
6.Environment.getExternalStoragePublicDirectory(Environment.DIRECTORY_PICTURES)
7.面向 Android 7.0文件存储变化

1.getFilesDir

应用内部存储空间（数据文件私有）文件存储到这个路径下，不需要申请权限，当应用被卸载的时候，目录下的文件会被删除。
需要注意的是，这个文件的目录和应用的存储位置有关，
当应用被移动到外部存储设备的时候，文件的绝对路径也是变化的，所以建议当数据存储到这个目录的时候，用相对路径
系统提供的访问此路径文件的方法是：context.openFileOutput(String,int);context.openFileInput(String name);

/**
 * app私有目录，如shared preference文件，数据库文件
 * 目录为data/data/< package name >/files/
 */
public static File getInternalFilePath ( Activity activity ) {
    return activity.getFilesDir();
}

2.getCacheDir();

应用内部存储空间（数据文件私有）文件存储到这个路径下，不需要申请权限，当应用被卸载的时候，目录下的文件会被删除。
需要注意的是，这个文件的目录和应用的存储位置有关，
当应用被移动到外部存储设备的时候，文件的绝对路径也是变化的，所以建议当数据存储到这个目录的时候，用相对路径。
这个目录和getFilesDir()目录最大的不同在于：当安卓设备的存储空间少，或者不够用的时候，系统会自动删除这个目录下的文件。
官方建议是，超过1MB的文件，建议存储到getExternalCacheDir()目录下

/**
 * app私有缓存目录：删除所有不再需要的文件，有些项目中清理缓存数据，就是这个文件中的数据
 * 如果在系统即将耗尽存储，它会在不进行警告的情况下删除您的缓存文件。
 * 获取/data/data/<application package>/cache目录
 */
public static File getInternalCachePath ( Activity activity ) {

    return activity.getCacheDir();
}

3.getExternalFilesDir(null);

应用外部存储空间(数据文件私有，系统媒体文件无法访问（例如存了一个MP3文件，通过系统的文件夹管理系统，无法找到）)，
当应用被卸载的时候，目录下的文件会被删除，但是这里和getFilesDir()还有不同之处：
只有手机系统使用的是虚拟外部存储（虚拟SD卡）的时候，
才可以在卸载应用的同时，自动删除该目录下的文件，如果是之前的物理存储（物理SD卡）则不会自动删除该目录，及目录下的文件
在使用的时候，需要判断外部存储的挂载状态（getExternalStorageState(File)），还需要申请读写权限（READ_EXTERNAL_STORAGE， WRITE_EXTERNAL_STORAGE）
注：当其他应用拥有SD卡读写权限的时候，可以访问该目录下的文件

/**
 * 外置files文件夹--对应 设置->应用->应用详情里面的”清除数据“选项
 * 这个目录下的所有文件都会被删除，不会留下垃圾信息
 * SDCard/Android/data/你的应用的包名/files/ 目录，一般放一些长时间保存的数据
 */
public static File getExternalFilesDir ( Context context ) {
    if ( FileUtil.sdCardIsAvailable() ) {
        return context.getExternalFilesDir( null );
    }
    return context.getFilesDir();
}

4.getExternalCacheDir();

应用外部存储空间(数据文件私有，系统媒体文件无法访问（例如存了一个MP3文件，通过系统的文件夹管理系统，无法找到）)，
当应用被卸载的时候，目录下的文件会被删除，但是这里和getCacheDir()还有不同之处：
只有手机系统使用的是虚拟外部存储（虚拟SD卡，现在绝大多数的手机，都不用外挂物理SD卡了）的时候，
才可以在卸载应用的同时，自动删除该目录下的文件，如果是之前的物理存储（物理SD卡）则不会自动删除该目录，及目录下的文件。
在使用的时候，需要判断外部存储的挂载状态（getExternalStorageState(File)），还需要申请读写权限（READ_EXTERNAL_STORAGE， WRITE_EXTERNAL_STORAGE）
注：当其他应用拥有SD卡读写权限的时候，可以访问该目录下的文件

/**
 * 外置缓存文件夹 -- 对应 设置->应用->应用详情里面的”清除缓存“选项
 * 这个目录下的所有文件都会被删除，不会留下垃圾信息
 * SDCard/Android/data/你的应用包名/cache/目录，一般存放临时缓存数据
 */
public static File getExternalCacheDir ( Activity activity ) {
    return activity.getExternalCacheDir();
}

5.Environment.getExternalStorageDirectory();

应用外部存储空间（数据文件非私有，可以被手机的系统程序访问（如MP3格式的文件，会被手机系统检索出来），同样，该目录下的文件，所有的APP程序也都是可以访问的，）
注意：外部存储空间可能处于不可访问状态，或者已经被移除状态，或者存储空间损坏无法访问等问题。可以通过getExternalStorageState()这个方法来判断外部存储空间的状态。
注：在该目录下读写文件，需要获取读写权限
该目录下的文件，这个目录是用户进行操作的一个根目录，进入二级目录可以通过
getExternalFilesDirs(String), getExternalCacheDirs(), and getExternalMediaDirs().这些方法
官方建议，不要直接使用该目录，为了避免污染用户的根命名空间，应用私有的数据，应该放在 Context.getExternalFilesDir目录下
其他的可以被分享的文件，可以放在getExternalStoragePublicDirectory(String).目录下

6.Environment.getExternalStoragePublicDirectory(Environment.DIRECTORY_PICTURES);

应用外部存储空间（数据文件非私有，可以被手机的系统程序访问（如MP3格式的文件，会被手机系统检索出来），同样，该目录下的文件，所有的APP程序也都是可以访问的，）
这个目录是用来存放各种类型的文件的目录，在这里用户可以分类管理不同类型的文件（例如音乐、图片、电影等）；
类型如下：

DIRECTORY_MUSIC, DIRECTORY_PODCASTS, DIRECTORY_RINGTONES, DIRECTORY_ALARMS, DIRECTORY_NOTIFICATIONS, DIRECTORY_PICTURES, DIRECTORY_MOVIES, DIRECTORY_DOWNLOADS, DIRECTORY_DCIM, or DIRECTORY_DOCUMENTS

7.面向 Android 7.0 文件存储变化
对于面向 Android 7.0 的应用，Android 框架执行的 StrictMode API 政策禁止在您的应用外部公开 file:// URI。如果一项包含文件 URI 的 intent 离开您的应用，则应用出现故障，并出现 FileUriExposedException 异常。

通过FiveProvider来解决

1.在AndroidMinfest中

<manifest>
...
<application>
    ...
    <provider
        android:name="android.support.v4.content.FileProvider" ##androidx：android:name="androidx.core.content.FileProvider"
        android:authorities="${applicationId}.fileprovider" ##android:authorities 根据您控制的域将属性设置为URI权限; 例如，如果您控制域mydomain.com，则应使用权限 com.mydomain.fileprovider。
        android:exported="false" ##android:exported属性设置为 false; FileProvider不需要是公共的
        android:grantUriPermissions="true"> ## android：grantUriPermissions属性设置为true，以允许您授予对文件的临时访问权限
        
        <meta-data ##<meta-data>元素作为<provider>定义FileProvider 的元素的子元素
            android:name="android.support.FILE_PROVIDER_PATHS"
            android:resource="@xml/file_paths" /> ##新文件中res/xml/file_paths.xml
            
    </provider>
    ...
</application>
</manifest>

FileProvider只能为您事先指定的目录中的文件生成内容URI。要指定目录，请使用元素的子元素以XML格式指定其存储区域和路径

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<paths xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">
    <root-path name="root" path="" /> ##代表设备的根目录new File("/");
    <files-path name="files" path="" /> ##代表context.getFilesDir()
    <cache-path name="cache" path="" /> ##代表context.getCacheDir()
    <external-path name="external" path="" /> ##代表Environment.getExternalStorageDirectory()
    <external-files-path name="name" path="path" /> ##代表context.getExternalFilesDirs()
    <external-cache-path name="name" path="path" /> ##代表getExternalCacheDirs()
</paths>

通过FileProvider将file转化为content://uri

public void takePhotoNoCompress(View view) {
    Intent takePictureIntent = new Intent(MediaStore.ACTION_IMAGE_CAPTURE);
    if (takePictureIntent.resolveActivity(getPackageManager()) != null) {

        String filename = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd-HHmmss", Locale.CHINA)
                .format(new Date()) + ".png";
        File file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(), filename);
        mCurrentPhotoPath = file.getAbsolutePath();

        Uri fileUri = FileProvider.getUriForFile(this, "com.zhy.android7.fileprovider", file);
        takePictureIntent.putExtra(MediaStore.EXTRA_OUTPUT, fileUri);
        startActivityForResult(takePictureIntent, REQUEST_CODE_TAKE_PHOTO);
    }
}

核心代码

FileProvider.getUriForFile(this, "com.zhy.android7.fileprovider", file);

生成的uri：

content://com.zhy.android7.fileprovider/external/20170601-041411.png

看到格式为：

content://authorities/定义的name属性/文件的相对路径 ##即name隐藏了可存储的文件夹路径

低版本的系统，仅仅是把这个当成一个普通的Provider在使用，而我们没有授权，contentprovider的export设置的也是false；导致Permission Denial

@Override
public void attachInfo(@NonNull Context context, @NonNull ProviderInfo info) {
    super.attachInfo(context, info);

    // Sanity check our security
    if (info.exported) {
        throw new SecurityException("Provider must not be exported");
    }
    if (!info.grantUriPermissions) {
        throw new SecurityException("Provider must grant uri permissions");
    }

exported必须是false，grantUriPermissions必须是true

唯一的办法就是授权了~

context提供了两个方法：

grantUriPermission(String toPackage, Uri uri,
int modeFlags)
revokeUriPermission(Uri uri, int modeFlags);

增加了授权后的代码

public void takePhotoNoCompress(View view) {
    Intent takePictureIntent = new Intent(MediaStore.ACTION_IMAGE_CAPTURE);
    if (takePictureIntent.resolveActivity(getPackageManager()) != null) {

        String filename = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd-HHmmss", Locale.CHINA)
                .format(new Date()) + ".png";
        File file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(), filename);
        mCurrentPhotoPath = file.getAbsolutePath();

        Uri fileUri = FileProvider.getUriForFile(this, "com.zhy.android7.fileprovider", file);

        List<ResolveInfo> resInfoList = getPackageManager()
                .queryIntentActivities(takePictureIntent, PackageManager.MATCH_DEFAULT_ONLY);
        for (ResolveInfo resolveInfo : resInfoList) {
            String packageName = resolveInfo.activityInfo.packageName;
            grantUriPermission(packageName, fileUri, Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION
                    | Intent.FLAG_GRANT_WRITE_URI_PERMISSION);
        }

        takePictureIntent.putExtra(MediaStore.EXTRA_OUTPUT, fileUri);
        startActivityForResult(takePictureIntent, REQUEST_CODE_TAKE_PHOTO);
    }
}

可以看到grantUriPermission需要传递一个包名，就是你给哪个应用授权，但是很多时候，比如分享，我们并不知道最终用户会选择哪个app，所以我们可以这样：

List<ResolveInfo> resInfoList = context.getPackageManager()
            .queryIntentActivities(intent, PackageManager.MATCH_DEFAULT_ONLY);
for (ResolveInfo resolveInfo : resInfoList) {
    String packageName = resolveInfo.activityInfo.packageName;
    context.grantUriPermission(packageName, uri, flag);
}

根据Intent查询出的所以符合的应用，都给他们授权~~

恩，你可以在不需要的时候通过revokeUriPermission移除权限~

那么增加了授权后的代码是这样的：

public void takePhotoNoCompress(View view) {
    Intent takePictureIntent = new Intent(MediaStore.ACTION_IMAGE_CAPTURE);
    if (takePictureIntent.resolveActivity(getPackageManager()) != null) {

        String filename = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd-HHmmss", Locale.CHINA)
                .format(new Date()) + ".png";
        File file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(), filename);
        mCurrentPhotoPath = file.getAbsolutePath();

        Uri fileUri = FileProvider.getUriForFile(this, "com.zhy.android7.fileprovider", file);

        List<ResolveInfo> resInfoList = getPackageManager()
                .queryIntentActivities(takePictureIntent, PackageManager.MATCH_DEFAULT_ONLY);
        for (ResolveInfo resolveInfo : resInfoList) {
            String packageName = resolveInfo.activityInfo.packageName;
            grantUriPermission(packageName, fileUri, Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION
                    | Intent.FLAG_GRANT_WRITE_URI_PERMISSION);
        }

        takePictureIntent.putExtra(MediaStore.EXTRA_OUTPUT, fileUri);
        startActivityForResult(takePictureIntent, REQUEST_CODE_TAKE_PHOTO);
    }
}

这样就搞定了，不过还是挺麻烦的，如果你仅仅是对旧系统做兼容，还是建议做一下版本校验即可，也就是说不要管什么授权了，直接这样获取uri

Uri fileUri = null;
if (Build.VERSION.SDK_INT >= 24) {
    fileUri = FileProvider.getUriForFile(this, "com.zhy.android7.fileprovider", file);
} else {
    fileUri = Uri.fromFile(file);
}

这样会比较方便_{也避免导致一些问题。当然了，完全使用uri也有一些好处，比如你可以使用私有目录去存储拍摄的照片}

文章最后会给出快速适配的方案~~不需要这么麻烦~

好像，还有什么知识点没有提到，再看一个例子吧~
四、使用FileProvider兼容安装apk

正常我们在编写安装apk的时候，是这样的：

public void installApk(View view) {
    File file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(), "testandroid7-debug.apk");

    Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_VIEW);
    intent.setDataAndType(Uri.fromFile(file),
            "application/vnd.android.package-archive");
    startActivity(intent);
}

拿个7.0的原生手机跑一下，android.os.FileUriExposedException又来了~~

android.os.FileUriExposedException: file:///storage/emulated/0/testandroid7-debug.apk exposed beyond app through Intent.getData()

好在有经验了，简单修改下uri的获取方式。

if (Build.VERSION.SDK_INT >= 24) {
    fileUri = FileProvider.getUriForFile(this, "com.zhy.android7.fileprovider", file);
} else {
    fileUri = Uri.fromFile(file);
}

再跑一次，没想到还是抛出了异常（警告，没有Crash）:

java.lang.SecurityException: Permission Denial: 
opening provider android.support.v4.content.FileProvider 
        from ProcessRecord{18570a 27107:com.google.android.packageinstaller/u0a26} (pid=27107, uid=10026) that is not exported from UID 10004

可以看到是权限问题，对于权限我们刚说了一种方式为grantUriPermission，这种方式当然是没问题的啦~

加上后运行即可。

其实对于权限，还提供了一种方式，即：

intent.addFlags(Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION | Intent.FLAG_GRANT_WRITE_URI_PERMISSION);

我们可以在安装包之前加上上述代码，再次运行正常啦~

现在我有两个非常疑惑的问题：

问题1：为什么刚才拍照的时候，Android 7的设备并没有遇到Permission Denial的问题？

恩，之所以不需要权限，主要是因为Intent的action为ACTION_IMAGE_CAPTURE，当我们startActivity后，会辗转调用Instrumentation的execStartActivity方法，在该方法内部，会调用intent.migrateExtraStreamToClipData();方法。

该方法中包含：

if (MediaStore.ACTION_IMAGE_CAPTURE.equals(action)
        || MediaStore.ACTION_IMAGE_CAPTURE_SECURE.equals(action)
        || MediaStore.ACTION_VIDEO_CAPTURE.equals(action)) {
    final Uri output;
    try {
        output = getParcelableExtra(MediaStore.EXTRA_OUTPUT);
    } catch (ClassCastException e) {
        return false;
    }
    if (output != null) {
        setClipData(ClipData.newRawUri("", output));
        addFlags(FLAG_GRANT_WRITE_URI_PERMISSION|FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION);
        return true;
    }
}

可以看到将我们的EXTRA_OUTPUT，转为了setClipData，并直接给我们添加了WRITE和READ权限。

注：该部分逻辑应该是21之后添加的。

问题2：为什么刚才拍照案例的时候，Android 4.4设备遇到权限问题，不通过addFlags这种方式解决？

因为addFlags主要用于setData，setDataAndType以及setClipData（注意：4.4时，并没有将ACTION_IMAGE_CAPTURE转为setClipData实现）这种方式。

所以addFlags方式对于ACTION_IMAGE_CAPTURE在5.0以下是无效的，所以需要使用grantUriPermission，如果是正常的通过setData分享的uri，使用addFlags是没有问题的（可以写个简单的例子测试下，两个app交互，通过content://）。
五、总结下

终于将知识点都涵盖到了~

总结下，使用content://替代file://，主要需要FileProvider的支持，而因为FileProvider是ContentProvider的子类，所以需要在AndroidManifest.xml中注册；而又因为需要对真实的filepath进行映射，所以需要编写一个xml文档，用于描述可使用的文件夹目录，以及通过name去映射该文件夹目录。

对于权限，有两种方式：

方式一为Intent.addFlags，该方式主要用于针对intent.setData，setDataAndType以及setClipData相关方式传递uri的。
方式二为grantUriPermission来进行授权

相比来说方式二较为麻烦，因为需要指定目标应用包名，很多时候并不清楚，所以需要通过PackageManager进行查找到所有匹配的应用，全部进行授权。不过更为稳妥~

方式一较为简单，对于intent.setData，setDataAndType正常使用即可，但是对于setClipData，由于5.0前后Intent#migrateExtraStreamToClipData，代码发生变化，需要注意~

好了，看到现在是不是觉得适配7.0挺麻烦的，其实一点都不麻烦，下面给大家总结一种快速适配的方式。
六、快速完成适配
（1）新建一个module

创建一个library的module，在其AndroidManifest.xml中完成FileProvider的注册，代码编写为：

<application>
    <provider
        android:name="android.support.v4.content.FileProvider"
        android:authorities="${applicationId}.android7.fileprovider"
        android:exported="false"
        android:grantUriPermissions="true">
        <meta-data
            android:name="android.support.FILE_PROVIDER_PATHS"
            android:resource="@xml/file_paths" />
    </provider>
</application>

注意一点，android:authorities不要写死，因为该library最终可能会让多个项目引用，而android:authorities是不可以重复的，如果两个app中定义了相同的，则后者无法安装到手机中（authority conflict）。

同样的的编写file_paths~

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<paths xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">
    <root-path
        name="root"
        path="" />
    <files-path
        name="files"
        path="" />

    <cache-path
        name="cache"
        path="" />

    <external-path
        name="external"
        path="" />

    <external-files-path
        name="external_file_path"
        path="" />
    <external-cache-path
        name="external_cache_path"
        path="" />

</paths>

最后再编写一个辅助类，例如：

public class FileProvider7 {

    public static Uri getUriForFile(Context context, File file) {
        Uri fileUri = null;
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= 24) {
            fileUri = getUriForFile24(context, file);
        } else {
            fileUri = Uri.fromFile(file);
        }
        return fileUri;
    }

    public static Uri getUriForFile24(Context context, File file) {
        Uri fileUri = android.support.v4.content.FileProvider.getUriForFile(context,
                context.getPackageName() + ".android7.fileprovider",
                file);
        return fileUri;
    }


    public static void setIntentDataAndType(Context context,
                                            Intent intent,
                                            String type,
                                            File file,
                                            boolean writeAble) {
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= 24) {
            intent.setDataAndType(getUriForFile(context, file), type);
            intent.addFlags(Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION);
            if (writeAble) {
                intent.addFlags(Intent.FLAG_GRANT_WRITE_URI_PERMISSION);
            }
        } else {
            intent.setDataAndType(Uri.fromFile(file), type);
        }
    }
}

可以根据自己的需求添加方法。

好了，这样我们的一个小库就写好了~~
（2）使用

如果哪个项目需要适配7.0，那么只需要这样引用这个库，然后只需要改动一行代码即可完成适配啦，例如：

拍照

public void takePhotoNoCompress(View view) {
        Intent takePictureIntent = new Intent(MediaStore.ACTION_IMAGE_CAPTURE);
    if (takePictureIntent.resolveActivity(getPackageManager()) != null) {
        String filename = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd-HHmmss", Locale.CHINA)
                .format(new Date()) + ".png";
        File file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(), filename);
        mCurrentPhotoPath = file.getAbsolutePath();

        Uri fileUri = FileProvider7.getUriForFile(this, file);
        takePictureIntent.putExtra(MediaStore.EXTRA_OUTPUT, fileUri);
        startActivityForResult(takePictureIntent, REQUEST_CODE_TAKE_PHOTO);
    }
}   

只需要改动

 Uri fileUri = FileProvider7.getUriForFile(this, file);

即可。

安装apk

同样的修改setDataAndType为：

FileProvider7.setIntentDataAndType(this,
      intent, "application/vnd.android.package-archive", file, true);