Android 文件存储系统原理

Android 在文件存储方面提供了多种方式，最常见的包括内部存储和外部存储。内部存储是指应用程序专用的数据存储位置，而外部存储则是指 SD 卡等外部存储设备。本文将重点介绍 Android 文件存储系统的原理及使用方法。

Android 文件存储系统的原理

在 Android 中，文件系统是以含有 Android 文件系统的分区为基础的。Android 文件系统分为两个部分，分别是内部存储和外部存储。

内部存储

内部存储是指应用程序专用的数据存储位置。这些数据只能被相应应用程序访问，其他程序无法直接访问。

内部存储分两部分：应用数据和应用代码。应用数据的存储位置为 /data/data/package_name 目录下，其中 package_name 是指应用程序的包名。在该目录下，应用程序可以存储任何数据，包括数据库文件、SharedPreferences 等。应用代码则默认存储在 /data/app/package_name-x.apk 目录下，其中 x 是应用版本名。一般情况下，Android 将应用代码存储在只读文件系统中，以保证应用程序的安全性。

外部存储

外部存储则是指 SD 卡等外部存储设备。Android 4.4 开始，Google 引入了新的存储访问框架，也就是 SAF（Storage Access Framework）。SAF 允许应用程序通过标准的文件选择对话框等方式访问外部存储设备，以及对外部存储设备进行读写操作。

在 SAF 中，应用程序通过 Intent 启动系统文件选择器（Intent.ACTION_OPEN_DOCUMENT 或 Intent.ACTION_CREATE_DOCUMENT），然后用户可以选择需要访问的文件或创建新文件。应用程序可以获得该文件的 Uri，然后通过 ContentResolver 对该文件进行读写操作。SAF 支持的是文档中心模式，即应用程序可以在 DocumentProvider 中提供自己的文件。

Android 文件存储系统的使用方法

获取内部存储路径

应用程序可以通过 Context 的 getFilesDir() 方法获取内部存储路径。例如：

File filesDir = context.getFilesDir();

获取应用数据存储路径

应用程序可以通过 Context 的 getDir() 方法获取应用数据存储路径。例如：

File dataDir = context.getDir("mydata", Context.MODE_PRIVATE);

读写文件

应用程序可以通过 FileInputStream 和 FileOutputStream 完成文件读写。例如：

FileOutputStream outputStream = context.openFileOutput("my.txt", Context.MODE_PRIVATE);
outputStream.write("Hello, world!".getBytes());
outputStream.close();

FileInputStream inputStream = context.openFileInput("my.txt");
byte[] bytes = new byte[1024];
int len = inputStream.read(bytes);
String content = new String(bytes, 0, len);
inputStream.close();

使用 SAF 在外部存储中创建文件

应用程序可以通过 SAF 在外部存储中创建文件。例如：

Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_CREATE_DOCUMENT);
intent.addCategory(Intent.CATEGORY_OPENABLE);
intent.setType("text/plain");
intent.putExtra(Intent.EXTRA_TITLE, "my.txt");
startActivityForResult(intent, CREATE_FILE_REQUEST_CODE);

在 onActivityResult 方法中，应用程序可以获取到用户选择的文件的 Uri，然后通过 ContentResolver 进行文件写入操作。例如：

@Override
public void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent resultData) {
    if (requestCode == CREATE_FILE_REQUEST_CODE && resultCode == RESULT_OK) {
        Uri uri = resultData.getData();
        try (ParcelFileDescriptor pfd = getContentResolver().openFileDescriptor(uri, "w")) {
            FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(pfd.getFileDescriptor());
            outputStream.write("Hello, world!".getBytes());
            outputStream.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

示例说明

下面给出两个示例，分别是读写内部存储中的文件和在外部存储中创建文件。这些示例代码可以帮助您更好地理解 Android 文件存储系统的原理和使用方法。

示例一：读写内部存储中的文件

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        try {
            File file = new File(getFilesDir(), "my.txt");
            FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(file);
            outputStream.write("Hello, world!".getBytes());
            outputStream.close();

            FileInputStream inputStream = new FileInputStream(file);
            byte[] bytes = new byte[1024];
            int len = inputStream.read(bytes);
            String content = new String(bytes, 0, len);
            inputStream.close();

            TextView textView = findViewById(R.id.text_view);
            textView.setText(content);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在该示例代码中，应用程序先使用 FileOutputStream 将字符串写入 my.txt 文件中，然后使用 FileInputStream 读取该文件内容，并将其显示在 TextView 中。

示例二：在外部存储中创建文件

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private static final int CREATE_FILE_REQUEST_CODE = 1;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        findViewById(R.id.button).setOnClickListener(v -> {
            Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_CREATE_DOCUMENT);
            intent.addCategory(Intent.CATEGORY_OPENABLE);
            intent.setType("text/plain");
            intent.putExtra(Intent.EXTRA_TITLE, "my.txt");
            startActivityForResult(intent, CREATE_FILE_REQUEST_CODE);
        });
    }

    @Override
    protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent resultData) {
        super.onActivityResult(requestCode, resultCode, resultData);
        if (requestCode == CREATE_FILE_REQUEST_CODE && resultCode == RESULT_OK) {
            Uri uri = resultData.getData();
            try (ParcelFileDescriptor pfd = getContentResolver().openFileDescriptor(uri, "w")) {
                FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(pfd.getFileDescriptor());
                outputStream.write("Hello, world!".getBytes());
                outputStream.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

在该示例代码中，应用程序先在界面中显示一个按钮。当用户点击按钮时，会跳出文件选择器，让用户选择文件路径和文件名。当用户完成选择后，应用程序将使用 ContentResolver 将字符串写入该文件中。