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一篇文章彻底明白Android文件存储

2019-08-05  本文已影响26人  bfc7f634299a

前言

文件存储 思维导图

1. 简介

Android开发中有五种数据持久化API：

持久化 示意图

2. 内部存储空间（Internal Storage）

2.1 划分

内部存储 示意图

2.2 API

内部存储 API

data/data/<包名>/ 描述
Context#getDir(String name,int mode):File! 内部存储根目录下的文件夹(不存在则新建)
data/data/<包名>/files/ 描述
Context#getFilesDir():File! files文件夹
Context#fileList():Array<String!>! 列举文件和文件夹
Context#openFileInput(String name):FileInputStream! 打开文件输入流(不存在则抛出FileNotFoundException)
Context#openFileOut(String name,int mode):FileOutputStream! 打开文件输出流(文件不存在则新建)
Context#deleteFile(String name):Boolean! 删除文件或文件夹
data/data/<包名>/cache/ 描述
Context#getCacheDir():File! cache文件夹
data/data/<包名>/code_cache/ 描述
Context#getCodeCacheDir():File! 存放优化过的代码(如JIT优化)
data/data/<包名>/no_backup/ 描述
Context#getNoBackUpFIlesDir():File! 在Backup过程中被忽略的文件 
// 举例（targetSdkVersion >= 24）：
try(FileOutputStream fos  = openFileOutput("file_name",MODE_WORLD_WRITEABLE)){
      fos.write("Not sensitive information".getBytes());
}catch (IOException e){
      e.printStackTrace();
}

// 异常：
Caused by: java.lang.SecurityException: MODE_WORLD_READABLE no longer supported
Caused by: java.lang.SecurityException: MODE_WORLD_WRITEABLE no longer supported

3. 外部存储（External Storage/Shared Storage）

3.1 定义

早期的Android设备存储空间较小，有一个内置（build-in）的存储空间，即内部存储，另外还有一个可以移除的存储介质，即外部存储（如SD卡）。但是随着设备内置存储空间增大，很多设备已经足以将内置存储空间一分为二，一块为内部存储，一块为外部存储。

外部存储并不总是可用的，因为外部存储可以移除（早期设备）或者作为USB存储设备连接到PC，访问前必须检查是否挂载（mounted）：

boolean mExternalStorageAvailable = false;
boolean mExternalStorageWriteable = false;
/* 检查外部存储是否可读写 */
void updateExternalStorageState() {
    String state = Environment.getExternalStorageState();
    if (Environment.MEDIA_MOUNTED.equals(state)) {
            // 可读写
        mExternalStorageAvailable = mExternalStorageWriteable = true;
    } else if (Environment.MEDIA_MOUNTED_READ_ONLY.equals(state)) {
            // 可读
        mExternalStorageAvailable = true;
        mExternalStorageWriteable = false;
    } else {
        mExternalStorageAvailable = mExternalStorageWriteable = false;
    }
}

BroadcastReceiver mExternalStorageReceiver;
/* 开始监听 */
void startWatchingExternalStorage() {
    mExternalStorageReceiver = new BroadcastReceiver() {
        @Override
        public void onReceive(Context context, Intent intent) {
                // 更新状态
            updateExternalStorageState();
        }
    };
    IntentFilter filter = new IntentFilter();
    filter.addAction(Intent.ACTION_MEDIA_MOUNTED);
    filter.addAction(Intent.ACTION_MEDIA_REMOVED);
    // 动态注册广播接收器
    registerReceiver(mExternalStorageReceiver, filter);
    updateExternalStorageState();
}
/* 停止监听 */
void stopWatchingExternalStorage() {
        // 注销广播接收器
    unregisterReceiver(mExternalStorageReceiver);
}

 <manifest...>
        <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"
                         android:maxSdkVersion="18" />
        ...
</manifest>
3.2 划分

外部存储 示意图

3.3 外部存储API

外部存储 API

因为外部存储不一定可用，所以返回值可为空或空数组

storage/emulated/0/ 描述
Environment.getExternalStorageDirectory():File? 外部存储根目录
Environment.getExternalStoragePublicDirectory(name:String?):File? 外部存储根目录下的文件夹
Environment.getExternalStorageState():String! 外部存储状态
storage/emulated/0/Android/data/<包名>/ 描述
Context.getExternalCacheDir():File? cache文件夹
Context.getExternalCacheDirs():Array<File!>! 多部分cache文件夹(API 18)
Context.getExternalFilesDir(type: String?):File? files文件夹
Context.getExternalFIlesDirs(type:String?):Array<File!>! 多部分files文件夹(API 18)
Context.getExternalMediaDirs():Array<File!>! 多部分多媒体文件夹(API 21)

版本变更：外部存储多媒体文件夹——Context.getExternalMediaDirs()（API 21）：对MediaScanner可见

4. 补充

4.1 缓存文件
StorageManager sm = (StorageManager) getSystemService(Context.STORAGE_SERVICE);
UUID uuid  = sm.getUuidForPath(getCacheDir());
long byteSize = sm.getCacheQuotaBytes(uuid);

    sm.getCacheSizeBytes(uuid)

    // 整个文件夹视为一个缓存整体，在系统回收空间时清空文件夹sm.setCacheBehaviorGroup(dirFile,true)

    // 在系统回收文件时，清空文件数据(length=0)，而不是直接删除文件sm.setCacheBehaviorTombstone(dirFile,true)

4.2 android:installLocation

  <manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
        package="com.tencent.tmgp.sgame"
        platformBuildVersionCode="28"
        platformBuildVersionName="9"
        android:compileSdkVersion="28"
        android:compileSdkVersionCodename="9"
        android:installLocation="auto"
        android:theme="@android:style/Theme.NoTitleBar">

4.3 存储空间

4.3.1 查询
 
val target = File(context.filesDir,"my-download")
target.freeSpace   // 未分配容量（Root用户可用的容量）
target.usableSpace // 可用容量（非Root用户可用的容量）
target.totalSpace  // 全部容量（包括已分配容量和未分配容量）

val target = File(context.filesDir,"my-download")
val stat = StatFs(target)
val blockSize = stat.blockSizeLong
stat.freeBlocksLong * blockSize      // 同上
stat.availableBlocksLong * blockSize // 同上
stat.blockCountLong * blockSIze      // 同上

   val target = File(context.filesDir,"my-download")
val ssm = getSystemService(Context.STORAGE_STATS_SERVICE) as   StorageStatsManager
val sm = getSystemService(Context.STORAGE_SERVICE) as StorageManager
val uuid = sm.getUuidForPath(target)
ssm.getFreeBytes(uuid)  // 可用容量（非Root用户可用的容量）
ssm.getTotalBytes(uuid) // 完整的物理容量（比如64G）

4.3.2 分配

 val target = File(context.filesDir,"my-download")
if(downloadSize <= target.getAvailableSpace()){
       // 磁盘空间充足，可以写入
   ...
}

> 注意：即使判断磁盘空间充足，也可能在写入过程中抛出IOException（空间不足），因为无法避免多线程或多进程并发写入。

    val target = File(context.filesDir,"my-download")
val sm = getSystemService(Context.STORAGE_SERVICE) as StorageManager
val uuid = sm.getUuidForPath(target)
if(downloadSize <= sm.getAllocatableBytes(uuid){
    try(FileOutPutStream os = FileOutPutStream(target)){
            // 预分配downloadSize大小的空间给当前应用
            sm.allocateBytes(os.getFD(),downloadSize)
            // 写入
            ...
    }
}else{
    // 空间不足，请求用户自行清理空间
    val intent = Intent(StorageManager.ACTION_MANAGE_STORAGE);
      intent.putExtra(StorageManager.EXTRA_UUID,uuid);
      // 需要的空间
      intent.putExtra(StorageManager.EXTRA_REQUESTED_BYTES,downloadSize);
      context.tartActivityForResult(intent,REQUEST_CODE);
}

> StorageManager#allocateBytes()可以避免了并发写入造成空间不足异常

5. 总结

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