目录介绍
- 01.磁盘沙盒的概述
- 1.1 项目背景说明
- 1.2 沙盒作用
- 1.3 设计目标
- 02.Android存储概念
- 2.1 存储划分介绍
- 2.2 机身内部存储
- 2.3 机身外部存储
- 2.4 SD卡外部存储
- 2.5 总结和梳理下
- 03.方案基础设计
- 3.1 整体架构图
- 3.2 UML设计图
- 3.3 关键流程图
- 3.4 接口设计图
- 3.5 模块间依赖关系
- 04.一些技术要点说明
- 4.1 使用队列管理Fragment栈
- 4.2 File文件列表
- 4.3 不同版本访问权限
- 4.4 访问文件操作
- 4.5 10和11权限说明
- 4.6 分享文件给第三方
- 4.7 打开图片资源
- 4.8 为何需要FileProvider
- 4.9 跨进程IPC通信
- 05.其他设计实践说明
- 5.1 性能设计
- 5.2 稳定性设计
- 5.3 debug依赖设计
01.磁盘沙盒的概述
1.1 项目背景说明
- app展示在数据量多且刷新频繁的情况下,为提升用户体验,通常会对上次已有数据做内存缓存或磁盘缓存,以达到快速展示数据的目的。缓存的数据变化是否正确、缓存是否起到对应作用是QA需要重点测试的对象。
- android缓存路径查看方法有哪些呢?将手机打开开发者模式并连接电脑,在pc控制台输入cd /data/data/目录,使用adb主要是方便测试(删除,查看,导出都比较麻烦)。
- 如何简单快速,傻瓜式的查看缓存文件,操作缓存文件,那么该项目小工具就非常有必要呢!采用可视化界面读取缓存数据,方便操作,直观也简单。
1.2 沙盒作用
- 可以通过该工具查看缓存文件
- 快速查看
data/data/包名 目录下的缓存文件。 - 快速查看
/sdcard/Android/data/包名 下存储文件。 - 对缓存文件处理
- 支持查看file文件列表数据,打开缓存文件查看数据详情。还可以删除缓存对应的文件或者文件夹,并且友好支持分享到外部。
- 能够查看缓存文件修改的信息,修改的时间,缓存文件的大小,获取文件的路径等等。都是在可视化界面上处理。
1.3 设计目标
- 可视化界面展示
- 多种处理文件操作
- 针对file文件夹,或者file文件,长按可以出现弹窗,让测试选择是否删除文件。
- 点击file文件夹,则拿到对应的文件列表,然后展示。点击file直到是具体文件(文本,图片,db,json等非file文件夹)跳转详情。
- 一键接入该工具
- FileExplorerActivity.startActivity(MainActivity.this);
- 开源项目地址:https://github.com/yangchong211/YCAndroidTool
02.Android存储基本概念
2.1 存储划分介绍
- 存储划分介绍
- 手机空间存储划分为两部分:1、机身存储;2、SD卡外部存储
- 机身存储划分为两部分:1、内部存储;2、外部存储
- 机身内部存储
- 放到data/data目录下的缓存文件,一般使用adb无法查看该路径文件,私有的。程序卸载后,该目录也会被删除。
- 机身外部存储
- 放到/storage/emulated/0/目录下的文件,有共享目录,还有App外部私有目录,还有其他目录。App卸载的时候,相应的app创建的文件也会被删除。
- SD卡外部存储
- 放到sd库中目录下文件,外部开放的文件,可以查看。
2.2 机身内部存储
2.3 机身外部存储
- 存放位置,主要有那些?如下所示,根目录下几个需要关注的目录:
- /data/ 这个是前面说的私有文件
- /sdcard/ /sdcard/是软链接,指向/storage/self/primary
- /storage/ /storage/self/primary/是软链接,指向/storage/emulated/0/
- 也就是说/sdcard/、/storage/self/primary/ 真正指向的是/storage/emulated/0/
- 下面这个是用adb查看 /storage/emulated/0 路径资源
a51x:/storage $ ls
emulated self
a51x:/storage $ cd emulated/
a51x:/storage/emulated $ ls
ls: .: Permission denied
1|a51x:/storage/emulated $ cd 0
a51x:/storage/emulated/0 $ ls
- 然后来看下 /storage/emulated/0/ 存储的资源有哪些?如下,分为三部分:
- 第一种:共享存储空间
- 也就是所有App共享的部分,比如相册、音乐、铃声、文档等:
- DCIM/ 和 Pictures/–>存储图片
- DCIM/、Movies/ 和 Pictures–>存储视频
- Alarms/、Audiobooks/、Music/、Notifications/、Podcasts/ 和 Ringtones/–>存储音频文件
- Download/–>下载的文件
- Documents–>存储如.pdf类型等文件
- 第二种:App外部私有目录
- Android/data/—>存储各个App的外部私有目录。
- 与内部存储类似,命名方式是:Android/data/xx------>xx指应用的包名。如:/sdcard/Android/data/com.yc.helper
- 第三种:其它目录
- 比如各个App在/sdcard/目录下创建的目录,如支付宝创建的目录:alipay/,高德创建的目录:amap/,腾讯创建的目录:com.tencent.xx/等。
- 那么怎么通过代码访问到这些路径的文件呢?代码如下所示
- 第一种:通过ContentProvider访问,共享存储空间中的图片,视频,音频,文档等资源
- 第二种:可以看出再/sdcard/Android/data/目录下生成了com.yc.helper/目录,该目录下有两个子目录分别是:files/、cache/。当然也可以选择创建其它目录。App卸载的时候,两者都会被清除。
context.getExternalCacheDir().getAbsolutePath();
context.getExternalFilesDir(null).getAbsolutePath();
- 第三种:只要拿到根目录,就可以遍历寻找其它子目录/文件。
2.4 SD卡外部存储
2.5 总结和梳理下
- Android存储有三种:手机内部存储、手机自带外部存储、SD卡扩展外部存储等。
- 内部存储与外部存储里的App私有目录
- 相同点:
- 1、属于App专属,App自身访问两者无需任何权限。
- 2、App卸载后,两者皆被删除。
- 3、两者目录下增加的文件最终会被统计到"设置->存储和缓存"里。
- 不同点:
- /data/data/com.yc.helper/ 位于内部存储,一般用于存储容量较小的,私密性较强的文件。
- 而/sdcard/Android/data/com.yc.helper/ 位于外部存储,作为App私有目录,一般用于存储容量较大的文件,即使删除了也不影响App正常功能。
- 在设置里的"存储与缓存"项,有清除数据和清除缓存,两者有何区别?
- 当点击"清除数据" 时:
- 内部存储/data/data/com.yc.helper/cache/、 /data/data/com.yc.helper/code_cache/目录会被清空
- 外部存储/sdcard/Android/data/com.yc.helper/cache/ 会被清空
- 当点击"清除缓存" 时:
- 内部存储/data/data/com.yc.helper/下除了lib/,其余子目录皆被删除
- 外部存储/sdcard/Android/data/com.yc.helper/被清空
- 这种情况,相当于删除用户sp,数据库文件,相当于重置了app
04.一些技术要点说明
4.1 使用队列管理Fragment栈
- 该磁盘沙盒file工具页面的组成部分是这样的
- FileExplorerActivity + FileExplorerFragment(多个,file列表页面) + TextDetailFragment(一个,file详情页面)
- 针对磁盘file文件列表
FileExplorerFragment 页面,点击file文件item
- 如果是文件夹则是继续打开跳转到file文件列表
FileExplorerFragment 页面,否则跳转到文件详情页面 - 处理任务栈返回逻辑。举个例子现在列表
FileExplorerFragment 当作B,文件详情页面当作C,宿主Activity当作A。也就是说,点击返回键,依次关闭了fragment直到没有,回到宿主activity页面。再次点击返回键,则关闭activity!
- 可能存在的任务栈是:打开A1->打开B1->打开C1
- 那么点击返回键按钮,返回关闭的顺序则是:关闭C1->关闭B1->关闭A1
- Fragment回退栈处理方式
- 第一种方案:创建一个栈(先进后出),打开一个
FileExplorerFragment 列表页面(push 一个fragment 对象到队列中),关闭一个列表页面(remove 最上面那个fragment 对象,然后调用FragmentManager 中popBackStack 操作关闭fragment ) - 第二种方案:通过fragmentManager获取所有fragment对象,返回一个list,当点击返回的时候,调用popBackStack移除最上面一个
- 具体处理该场景中回退逻辑
- 首先定义一个双端队列ArrayDeque,用来存储和移除元素。内部使用数组实现,可以当作栈来使用,功能非常强大。
- 当开启一个fragment页面的时候,调用push(相当于addFirst在栈顶添加元素)来存储fragment对象。代码如下所示
public void showContent(Class<? extends Fragment> target, Bundle bundle) {
try {
Fragment fragment = target.newInstance();
if (bundle != null) {
fragment.setArguments(bundle);
}
FragmentManager fm = getSupportFragmentManager();
FragmentTransaction fragmentTransaction = fm.beginTransaction();
fragmentTransaction.add(android.R.id.content, fragment);
mFragments.push(fragment);
fragmentTransaction.addToBackStack("");
fragmentTransaction.commit();
} catch (InstantiationException exception) {
FileExplorerUtils.logError(TAG + exception.toString());
} catch (IllegalAccessException exception) {
FileExplorerUtils.logError(TAG + exception.toString());
}
}
- 当关闭一个fragment页面的时候,调用removeFirst(相当于弹出栈顶的元素)移除fragment对象。代码如下所示
@Override
public void onBackPressed() {
if (!mFragments.isEmpty()) {
Fragment fragment = mFragments.getFirst();
if (fragment!=null){
mFragments.removeFirst();
}
super.onBackPressed();
if (mFragments.isEmpty()) {
finish();
}
} else {
super.onBackPressed();
}
}
public void doBack(Fragment fragment) {
if (mFragments.contains(fragment)) {
mFragments.remove(fragment);
FragmentManager fm = getSupportFragmentManager();
fm.popBackStack();
if (mFragments.isEmpty()) {
finish();
}
}
}
4.2 File文件列表
4.3 不同版本访问权限
- Android 6.0 之前访问方式
- Android 6.0 之前是无需申请动态权限的,在AndroidManifest.xml 里声明存储权限。就可以访问共享存储空间、其它目录下的文件。
<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />
<uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE" />
- Android 6.0 之后的访问方式
- Android 6.0 后需要动态申请权限,除了在AndroidManifest.xml 里声明存储权限外,还需要在代码里动态申请。
if (ContextCompat.checkSelfPermission(mActivity,
Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE)
!= PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
ActivityCompat.requestPermissions(mActivity,
new String[]{Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE}, CODE);
}
4.4 访问文件操作
- 权限申请成功后,即可对自带外部存储之共享存储空间和其它目录进行访问。分别以共享存储空间和其它目录为例,阐述访问方式:
- 访问媒体文件(共享存储空间)。目的是拿到媒体文件的路径,有两种方式获取路径:
- 以图片为例,假设图片存储在/sdcard/Pictures/目录下。路径:/storage/emulated/0/Pictures/yc.png,拿到路径后就可以解析并获取Bitmap。
File rootFile = Environment.getExternalStorageDirectory();
String imagePath = rootFile.getAbsolutePath() + File.separator + Environment.DIRECTORY_PICTURES + File.separator + "yc.png";
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(imagePath);
ContentResolver contentResolver = context.getContentResolver();
Cursor cursor = contentResolver.query(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, null, null, null, null);
while(cursor.moveToNext()) {
String imagePath = cursor.getString(cursor.getColumnIndex(MediaStore.Images.ImageColumns.DATA));
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(imagePath);
break;
}
- 还有一种不直接通过路径访问的方法,通过MediaStore获取Uri。与直接拿到路径不同的是,此处拿到的是Uri。图片的信息封装在Uri里,通过Uri构造出InputStream,再进行图片解码拿到Bitmap
private void getImagePath(Context context) {
ContentResolver contentResolver = context.getContentResolver();
Cursor cursor = contentResolver.query(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, null, null, null, null);
while(cursor.moveToNext()) {
long id = cursor.getLong(cursor.getColumnIndexOrThrow(MediaStore.MediaColumns._ID));
Uri uri = ContentUris.withAppendedId(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, id);
openUri(uri);
break;
}
}
- 访问文档和其它文件(共享存储空间)。
- 直接构造路径。与媒体文件一样,可以直接构造路径访问。
- 访问其它目录
- 直接构造路径。与媒体文件一样,可以直接构造路径访问。
- 总结一下共同点
- 访问目录/文件可通过如下两个方法:1、通过路径访问。路径可以直接构造也可以通过MediaStore获取。 2、通过Uri访问。Uri可以通过MediaStore或者SAF(存储访问框架,通过intent调用startActivity访问)获取。
4.5 10和11权限说明
- Android10权限改变
- 比如能够直接在/sdcard/目录下创建目录/文件。可以看出/sdcard/目录下,如淘宝、qq、qq浏览器、微博、支付宝等都自己建了目录。
- 这么看来,导致目录结构很乱,而且App卸载后,对应的目录并没有删除,于是就是遗留了很多"垃圾"文件,久而久之不处理,用户的存储空间越来越小。
- 之前文件创建弊端如下
- 卸载App也不能删除该目录下的文件
- 在设置里"清除数据"或者"清除缓存"并不能删除该目录下的文件
- App可以随意修改其它目录下的文件,如修改别的App创建的文件等,不安全
- 为什么要在/sdcard/目录下新建app存储的目录
- 此处新建的目录不会被设置里的App存储用量统计,让用户"看起来"自己的App占用的存储空间很小。还有就是方便操作文件
- Android 10.0访问变更
- Google在Android 10.0上重拳出击了。引入Scoped Storage。简单来说有好几个版本:作用域存储、分区存储、沙盒存储。分区存储原理:
- 1、App访问自身内部存储空间、访问外部存储空间-App私有目录不需要任何权限(这个与Android 10.0之前一致)
- 2、外部存储空间-共享存储空间、外部存储空间-其它目录 App无法通过路径直接访问,不能新建、删除、修改目录/文件等
- 3、外部存储空间-共享存储空间、外部存储空间-其它目录 需要通过Uri访问
4.6 分享文件给第三方
- 这里直接说分享内部文件给第三方,大概的思路如下所示:
- 第一步:先判断是否有读取文件的权限,如果没有则申请;如果有则进行第二步;
- 第二步:先把文件转移到外部存储文件,为何要这样操作,主要是解决data/data下目前文件无法直接分享问题,因此需要将目标文件拷贝到外部路径
- 第三步:通过intent发送,FileProvider拿到对应路径的uri,最后调用startActivity进行分享文件。
- 大概的代码如下所示
if (ContextCompat.checkSelfPermission(mActivity,Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE)
!= PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
ActivityCompat.requestPermissions(mActivity,
new String[]{Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE}, CODE);
} else {
File srcFile = new File(mFile.getPath());
String newFilePath = AppFileUtils.getFileSharePath() + "/fileShare.txt";
File destFile = new File(newFilePath);
boolean copy = AppFileUtils.copyFile(srcFile, destFile);
if (copy) {
boolean shareFile = FileShareUtils.shareFile(mActivity, destFile);
if (shareFile) {
Toast.makeText(getContext(), "文件分享成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();
} else {
Toast.makeText(getContext(), "文件分享失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
} else {
Toast.makeText(getContext(), "文件保存失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
}
4.7 打开图片资源
4.8 为何需要FileProvider
4.8.1 文件共享基础概念
- 了解文件共享的基础知识
- 文件共享方式是如何理解
- 一个常见的应用场景:应用A里检索到一个文件yc.txt,它无法打开,于是想借助其它应用打开,这个时候它需要把待打开的文件路径告诉其它应用。对应案例就是,把磁盘文件分享到qq。
- 这就涉及到了进程间通信。Android进程间通信主要手段是Binder,而四大组件的通信也是依靠Binder,因此我们应用间传递路径可以依靠四大组件。
4.8.2 7.0前后对文件处理方式
4.8.3 FileProvider应用与原理
- 第一步,定义自定义FileProvider并且注册清单文件
public class ExplorerProvider extends FileProvider {
}
<!--既然是ContentProvider,那么需要像Activity一样在AndroidManifest.xml里声明:-->
<!--android:authorities 标识ContentProvider的唯一性,可以自己任意定义,最好是全局唯一的。-->
<!--android:name 是指之前定义的FileProvider 子类。-->
<!--android:exported="false" 限制其他应用获取Provider。-->
<!--android:grantUriPermissions="true" 授予其它应用访问Uri权限。-->
<!--meta-data 囊括了别名应用表。-->
<!--android:name 这个值是固定的,表示要解析file_path-->
<!--android:resource 自己定义实现的映射表-->
<provider
android:name="com.yc.toolutils.file.ExplorerProvider"
android:authorities="${applicationId}.fileExplorerProvider"
android:exported="false"
android:grantUriPermissions="true">
<meta-data
android:name="android.support.FILE_PROVIDER_PATHS"
android:resource="@xml/file_explorer_provider" />
</provider>
- 第二步,添加路径映射表
- 在/res/ 下建立xml 文件夹,然后再创建对应的映射表(xml),最终路径如下:/res/xml/file_explorer_provider.xml。
<paths>
<!--FileProvider需要读取映射表。-->
<external-cache-path name="external_cache" path="." />
<cache-path name="cache" path="." />
<external-path name="external_path" path="." />
<files-path name="files_path" path="." />
<external-files-path name="external_files_path" path="." />
<root-path name="root_path" path="." />
</paths>
- 第三步,使用ExplorerProvider来跨进程通信交互
- 如何解决第一个问题,让接收方看不到具体文件的路径?如下所示,下面构造后,第三方应用收到此Uri后,并不能从路径看出我们传递的真实路径,这就解决了第一个问题。
public static boolean shareFile(Context context, File file) {
boolean isShareSuccess;
try {
if (null != file && file.exists()) {
Intent share = new Intent(Intent.ACTION_SEND);
String absolutePath = file.getAbsolutePath();
String mimeType = getMimeType(absolutePath);
share.setType(mimeType);
Uri uri;
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.N) {
String authority = context.getPackageName() + ".fileExplorerProvider";
uri = FileProvider.getUriForFile(context,authority, file);
} else {
uri = Uri.fromFile(file);
}
LogUtils.d("share file uri : " + uri);
String encodedPath = uri.getEncodedPath();
LogUtils.d("share file uri encode path : " + encodedPath);
share.putExtra(Intent.EXTRA_STREAM, uri);
share.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
share.addFlags(Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION);
Intent intent = Intent.createChooser(share, "分享文件");
context.startActivity(intent);
isShareSuccess = true;
} else {
isShareSuccess = false;
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
isShareSuccess = false;
}
return isShareSuccess;
}
- 如何解决第二个问题,发送方传递的文件路径接收方可能没有读取权限,导致接收异常?通过FileProvider.getUriForFile为入口查看源码,应用间通过IPC机制,最后调用了openFile()方法,而FileProvider重写了该方法。
4.9 跨进程IPC通信
- A应用(该demo)通过构造Uri,通过intent调用B(分享到QQ)
- 应用A将path构造为Uri:应用A在启动的时候,会扫描AndroidManifest.xml 里的 FileProvider,并读取映射表构造为一个Map。
- 还是以/storage/emulated/0/com.yc.lifehelper.fileExplorerProvider/external_path/fileShare.txt 为例,当调用 FileProvider.getUriForFile(xx)时,遍历Map,找到最匹配条目,最匹配的即为external_file。因此会用external_file 代替原始路径,最终形成的Uri为:content://com.yc.lifehelper.fileExplorerProvider/external_path/fileShare.txt
- B应用(QQ)通过Uri构造输入流,将Uri解析成具体的路径
- 应用B通过Uri(A传递过来的),解析成具体的file文件。先将Uri分离出external_file/fileShare.txt,然后通过external_file 从Map里找到对应Value 为:/storage/emulated/0/com.yc.lifehelper.fileExplorerProvider/,最后将fileShare.txt拼接,形成的路径为:/storage/emulated/0/com.yc.lifehelper.fileExplorerProvider/external_path/fileShare.txt
- 现在来梳理整个流程:
- 1、应用A使用FileProvider通过Map(映射表)将Path转为Uri,通过IPC 传递给应用B。
- 2、应用B使用Uri通过IPC获取应用A的FileProvider。
- 3、应用A使用FileProvider通过映射表将Uri转为Path,并构造出文件描述符。
- 4、应用A将文件描述符返回给应用B,应用B就可以读取应用A发送的文件了。
- 整个交互流程图如下
05.其他设计实践说明
5.1 性能设计
- 这个暂无,因为是小工具,主要是在debug环境下依赖使用。代码逻辑并不复杂,不会影响App的性能。
5.2 稳定性设计
- 修改文件说明
- 目前,针对文本文件,比如缓存的json数据,存储在文本文件中,之前测试说让该工具支持修改属性,考虑到修改json比较复杂,因此这里只是实现可以删除文本文件,或者修改文件名称的功能。
- 针对图片文件,可以打开且进行了图片压缩,仅仅支持删除图片文件操作。
- 针对sp存储的数据,是xml,这里可视化展示sp的数据,目前可以支持修改sp数据,测试童鞋这方便操作简单,提高某些场景的测试效率。
- 为何不支持修改json
- 读取文本文件,是一行行读取,修改数据编辑数据麻烦,而且修改完成后对json数据合法性判断也比较难处理。因此这里暂时不提供修改缓存的json数据,测试如果要看,可以通过分享到外部qq查看文件,或者直接查看,避免脏数据。
5.3 debug依赖设计
- 建议在debug下使用
- 在小工具放到debug包名下,依赖使用。或者在gradle依赖的时候区分也可以。如下所示:
//在app包下依赖
apply from: rootProject.file('buildScript/fileExplorer.gradle')
/**
* 沙盒file工具配置脚本
*/
println('gradle file explorer , init start')
if (!isNeedUseExplorer()) {
println('gradle file explorer , not need file explorer')
return
}
println('gradle file isNeedUseExplorer = ture')
dependencies {
// 依赖
implementation('com.github.jacoco:runtime:0.0.23-SNAPSHOT')
}
//过滤,只在debug下使用
def isNeedUseJacoco() {
Map<String, String> map = System.getenv()
if (map == null) {
return false
}
//拿到编译后的 BUILD_TYPE 和 CONFIG。具体看 BuildConfig 生成类的代码
boolean hasBuildType = map.containsKey("BUILD_TYPE")
boolean hasConfig = map.containsKey("CONFIG")
println 'gradle file explorer isNeedUseExplorer hasBuildType =====>' + hasBuildType + ',hasConfig = ' + hasConfig
String buildType = "debug"
String config = "debug"
if (hasBuildType) {
buildType = map.get("BUILD_TYPE")
}
if (hasConfig) {
config = map.get("CONFIG")
}
println 'gradle file explorer isNeedUseExplorer buildType =====>' + buildType + ',config = ' + config
if (buildType.toLowerCase() == "debug" && config.toLowerCase() == "debug" && isNotUserFile()) {
println('gradle file explorer debug used')
return true
}
println('gradle file explorer not use')
//如果是正式包,则不使用沙盒file工具
return false
}
static def isNotUserFile() {
//在debug下默认沙盒file工具,如果你在debug下不想使用沙盒file工具,则设置成false
return true
}
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