Android R 如何访问Android/data目录？
前言
Android R上分区存储的限制得到进一步加强，无论APP的targetsdkversion是多少，都将无法访问Android/data和Android/obb这二个应用私有目录。这无疑对会部分APP的业务场景及用户体验造成冲击，典型的如下
- 文件管理类软件：微信、QQ传输的文件无法展示给用户以便捷使用
- 垃圾清理类软件：清理缓存功能受阻
“你有你的张良计，我有我的过墙梯”，现市面上文件管理类软件（如MT管理器）已解决上述系统限制，本文将浅析其实现方案，并主要分析以下2个问题：
- SAF是通过何种方式访问文件系统的，MediaStore API ? File API ? Native Code ？
- SAF为何能访问Android/data目录
实现方案
其实现方案很简单，就是通过Intent ACTION_OPEN_DOCUMENT_TREE，启动SAF让用户授权访问Android/data目录，属于官方公开的方法。
前提是APP的targetsdkversion要小于30。
摘自官方文档
摘自官方文档
文档链接：
文档访问限制
授予对目录内容的访问权限
基本使用
- 通过Intent启动SAF授权界面，注意URI的百分号编解码（%3A和%2F），别随意替换，否则SAF无法导航到Android/data目录
@TargetApi(26)
private void requestAccessAndroidData(Activity activity){
try {
Uri uri = Uri.parse("content://com.android.externalstorage.documents/document/primary%3AAndroid%2Fdata");
Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_OPEN_DOCUMENT_TREE);
intent.putExtra(DocumentsContract.EXTRA_INITIAL_URI, uri);
//flag看实际业务需要可再补充
intent.addFlags(Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION
| Intent.FLAG_GRANT_WRITE_URI_PERMISSION
| Intent.FLAG_GRANT_PERSISTABLE_URI_PERMISSION);
activity.startActivityForResult(intent, 6666);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 值必须为document uri 或者是带document id的document tree uri
* eg.
* document uri:
* "content://com.android.externalstorage.documents/document/primary%3AAndroid%2Fdata"
*
* document tree uri with document id:
* content://com.android.externalstorage.documents/tree/primary%3AAndroid%2Fdata/document/primary%3AAndroid%2Fdata%2Ffoo
*/
public static final String EXTRA_INITIAL_URI = "android.provider.extra.INITIAL_URI";
授权申请
- 在用户同意授权后，持久化uri权限（否则关机重启或授权界面finish后，APP就无权限访问了），并只能通过DocumentFile进行业务操作，File API操作是无效的，此授权只是授权uri操作，并未授权文件系统，后续章节有说明。
implementation "androidx.documentfile:documentfile:1.0.1"
@Override
protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, @Nullable Intent data) {
super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);
switch (requestCode) {
case 6666:
if (resultCode == Activity.RESULT_OK) {
//persist uri
getContentResolver().takePersistableUriPermission(data.getData(),
Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION
| Intent.FLAG_GRANT_WRITE_URI_PERMISSION);
//now use DocumentFile to do some file op
DocumentFile documentFile = DocumentFile
.fromTreeUri(this, data.getData());
DocumentFile[] files = documentFile.listFiles();
//补充说明下授权文件夹后，文件夹中的子文件的uri格式如下，可自行按格式拼接直接访问子文件：
//content://com.android.externalstorage.documents/tree/primary%3ATest%2Ftest/document/primary%3ATest%2Ftest%2F666.mp3
......
}
break;
default:
break;
}
}
- 注意这个授权用户是可以撤回的，通过点击应用信息界面的存储，就会看到撤回界面，所以业务需要去动态判断
public boolean isGrantAndroidData(Context context) {
for (UriPermission persistedUriPermission : context.getContentResolver().getPersistedUriPermissions()) {
if (persistedUriPermission.getUri().toString().
equals("content://com.android.externalstorage.documents/tree/primary%3AAndroid%2Fdata")) {
return true;
}
}
return false;
}
授权撤回
拓展
通过前面二个章节，已经介绍了实现方案的基本使用，下面就该分析本文的亮点内容了
- SAF是通过何种方式访问文件系统的，MediaStore API ? File API ? Native Code ？
- SAF为何能访问Android/data目录
存储访问框架（SAF）简介
为方便后续讲解，先简单回顾下SAF
SAF架构
APP：
com.example.photos就是我们自己的APP
System UI：
com.google.android.documentsui，一般称作DoucmentUI，就是上文中启动的授权界面APP，它只是个UI壳子
DocumentProvider:
DocumentUI中数据的提供者，这个Provider可以有很多
com.android.externalstorage，是本地文件系统的Provider
关于SAF更详细介绍，请参考官方存储访问框架
经过SAF的简单介绍，分析目标很明确，那就是com.android.externalstorage
SAF是通过何种方式访问文件系统的
先安利几个AOSP源码查看网址：
官方的Android Code Search
国内的AOSP XREF
PS:后文源码链接都用的是XREF，方便国内查看
从DocumentFile#listFile入手，经过源码跟踪会发现最终会调用 DocumentsProvider#queryChildDocuments方法
public abstract class DocumentsProvider extends ContentProvider {
.......
@Override
public final Cursor query(
Uri uri, String[] projection, Bundle queryArgs, CancellationSignal cancellationSignal) {
switch (mMatcher.match(uri)) {
......
case MATCH_CHILDREN:
case MATCH_CHILDREN_TREE:
.......
return queryChildDocuments(getDocumentId(uri), projection, queryArgs);
......
default:
throw new UnsupportedOperationException("Unsupported Uri " + uri);
}
} catch (FileNotFoundException e) {
Log.w(TAG, "Failed during query", e);
return null;
}
}
......
}
接下来看看com.android.externalstorage中DocumentProvider的实现类
ExternalStorageProvider：
frameworks/base/packages/ExternalStorageProvider/src/com/android/externalstorage/ExternalStorageProvider.java
import com.android.internal.content.FileSystemProvider;
public class ExternalStorageProvider extends FileSystemProvider
queryChildDocuments的实现位于其父类 FileSystemProvider
public abstract class FileSystemProvider extends DocumentsProvider {
......
private Cursor queryChildDocuments(
String parentDocumentId, String[] projection, String sortOrder,
@NonNull Predicate<File> filter) throws FileNotFoundException {
final File parent = getFileForDocId(parentDocumentId);
final MatrixCursor result = new DirectoryCursor(
resolveProjection(projection), parentDocumentId, parent);
if (parent.isDirectory()) {
//重点是这行
for (File file : FileUtils.listFilesOrEmpty(parent)) {
if (filter.test(file)) {
includeFile(result, null, file);
}
}
} else {
Log.w(TAG, "parentDocumentId '" + parentDocumentId + "' is not Directory");
}
return result;
}
......
}
/** {@hide} */
public static @NonNull File[] listFilesOrEmpty(@Nullable File dir) {
return (dir != null) ? ArrayUtils.defeatNullable(dir.listFiles())
: ArrayUtils.EMPTY_FILE;
}
至此，第一个问题，已经理清：
SAF的ExternalStorageProvider最终也是通过File API来访问文件系统的
那么第二个问题，就很自然的来了，都是File API操作，为何我们的APP就不能访问呢？
SAF为何能访问Android/data目录
既然，SAF和我们的APP都是File API操作，那我们就去看看com.android.externalstorage属于哪些用户组。
adb shell 查查com.android.externalstorage进程的用户组
#查进程ID
generic_x86_arm:/ $ ps -A|grep com.android.external
u0_a64 16233 296 1256792 85960 0 0 S com.android.externalstorage
#查进程所属的用户组
generic_x86_arm:/ $ cat /proc/16233/status
Name: externalstorage
Umask: 0077
State: S (sleeping)
Tgid: 16233
Ngid: 0
Pid: 16233
PPid: 296
TracerPid: 0
Uid: 10064 10064 10064 10064
Gid: 10064 10064 10064 10064
FDSize: 64
#重点关注这行输出
Groups: 1015 1077 1078 1079 9997 20064 50064
拿着这些神秘的GID在前面介绍的网址中一搜，就会很容易的发现GID的定义类
android_filesystem_config.h
#define AID_SDCARD_RW 1015 /* external storage write access */
#define AID_EXTERNAL_STORAGE 1077 /* Full external storage access including USB OTG volumes */
#define AID_EXT_DATA_RW 1078 /* GID for app-private data directories on external storage */
#define AID_EXT_OBB_RW 1079 /* GID for OBB directories on external storage */
#define AID_EVERYBODY 9997 /* shared between all apps in the same profile */
其中1078和1079分别对应Android/data和Android/obb的访问权限
如果我们APP能通过某种方式获取到1078和1079的用户组权限，岂不妙哉？
遗憾的是，对于三方APP这是不可能的，除非是手机厂商的预置的系统APP
总结
- Android R上可通过SAF获得访问Android/data和Android/obb目录的权限，前提是APP targetsdkversion 小于30
- SAF的底层实现ExternalStorageProvider也是通过File API来访问文件系统的
- SAF之所以能访问Android/data和Android/obb是因为ExternalStorageProvider
进程具有GID 1078 和1079，三方APP是不可能拥有这些GID的
