Android存储挖坑记

最近在搞Android存储相关的业务,什么Internal/External/Primary/Secondary搞得我都看懵了,国内也没什么好的文章系统的讲这个,我就挖挖各类资料,整理一下。

1. Internal vs External

对于Internal Storage 与 External Storage,官方文档上有这么一段话,描述得很详细了,我翻译了一段下来:

所有的Android设备都有两块存储区域:Internal Storage和External Storage。它们的名称来源于早期的Android系统,那时候大家的手机都内置(Permanent)一块较小存储板(即Internal Storage),并配上一个的外置的(Removable)储存卡(即External Storage)。后来部分手机开始将最初定义的“Internal Storage”,即内置存储,分成Internal和External两部分。这样一来就算没有外置储存,手机也有Internal和External两块存储区域。这两块存储区域的区别是:

Internal StorageExternal Storage
可信度永远可用(Permanent)可能不可用,最典型的当设备作为USB存储被mount时不可用
访问权限App存储内容仅App本身(或共享uid的App)可访问(Root除外)App存储内容全局可读
内容持久App存储内容随App卸载而消失当App卸载时,只有存在getExternalFilesDir()路径下的文件会消失
适应情况存储内容仅App自己访问时的最佳选择存储内容希望与其他App共享或传到电脑上,但是不想申请任何权限时的最佳选择

注:此处讨论的访问权限是应用路径下的权限。

总结下来,External存储区域有几个好处:

  1. 可以传到电脑上;
  2. 可以与其他app共享;
  3. 在4.4之后的App路径(Android/data/包名)下读写不需任何权限;
  4. 存在App路径之外的文件不会随App卸载。

相应的,也有几个缺点:

  1. 可能不可用;
  2. 会被其他应用读到;
  3. 在非App路径下写、修改文件需要权限。

1.1 External Storage的权限

在Internal Storage的App路径下(/data/data/包名下),App的读写操作无需任何权限,我们只需要总结一下External Storage的情况:

Android版本
4.4以下无需权限需要申请WRITE_EXTERNAL_STORAGE
4.4及以上无需权限在App目录之外写,需要申请WRITE_EXTERNAL_STORAGE

关于读External的权限,在Android Developer上有这样一段话:

目前,所有App都可以读External存储而不需要任何权限,这一点可能会在未来做出改变。如果你希望读External存储,那最好申请一下READ_EXTERNAL_STORAGE权限。另外,写权限已经默认包含了读权限了。

正常情况下,你用任何文件管理器,点开的根目录就是你的External存储。你可以到它下面的应用目录,你会发现,就算是各个包名下的文件,你也是看得到的。

1.2 多用户

在4.2及以上的Android系统中引入了多用户机制。你可能会发现在存储路径后面有’0’/‘1’的字样(如/storage/emulated/0/),这后面的数字表示用户。主用户后面为0。

2. Primary vs Secondary

这个Primary和Secondary是怎么来的呢?实际上最开始Android也没有考虑这个区分,但是后来有一个情况发生了,就是上面所说到的:

后来部分手机开始将最初定义的“Internal Storage”,即内置存储,分成Internal和External两部分。

那么如果这个时候手机再插入sd卡,那不是有多个External Storage了吗?

这个时候,从Internal Storage里面分出来的那块“External Storage”我们称之为主存储(Primary Storage),插入的外置储存称之为副存储(Secondary Storage)

主存储路径的获取方式非常简单,可以通过Environment.getExternalStorageDirectory()或者Context.getExternalFilesDir(null)来获取。

副存储路径在4.4及以上的Android系统中,可以使用Context.getExternalFilesDirs(null)(注意最后多了一个’s’),它返回的是一个字符串数组。第0个就是主存储路径,第1个是副存储路径(如果有的话)。

4.4及以下系统中,的副存储的获取方式就是一个大坑了,一个一个介绍一下笔者看到过的方法。

2.1 副储存路径-StorageManager

在Android中可以通过context.getSystemService(STORAGE_SERVICE)来获取到StorageManager,但是很可惜的是,它里面有价值的方法都是hide的。。

庆幸的是还有反射。我们可以调用getVolumeList()函数,这个返回的List里面,主存储是第0个,副存储(如果有的话)是第1个。
你可以看到Environment.getExternalStorageDirectory()里面就是用它实现的,可以说这个方法是目前最稳妥的。它通过系统的MountService来获取已mount上来的设备,并且能够通过StorageVolume知道该存储是否removable、是否是emulated、mount状态等等。

涉及到存储,由于Android rom千奇百怪,不可能是万全的。如果反射出来的方法缺少变量、方法,或者有别的什么坑,那只能试一下其他方法来保底。

靠谱程度:99%

2.2 副存储路径-读配置xml

com.android.internal.R.xml.storage_list.xml可以获取到系统的VolumeList,但是这种方法是行不通的,我们可以从源码中看看。

在6.0以前的MountService上面看到readStorageList()这个函数,它在构造函数里面就会被调用,就是在读取这个xml文件。但是我们可以看到它并没有在Volume改变的时候被动态写入。

并且参考AOSP Document,这个xml文件里面存储的就是厂商配置的分区,它根本无法更新removable存储的热插拔信息

注意:这个xml在6.0被移除了(参考AOSP Document)

靠谱程度:0%

2.3 副存储路径-mount命令

执行Linux shell下的mount命令,遍历每个mount点,从中找到副存储。

目前,它确实能够列出副存储。但是同时会列出很多很多mount点,包括系统mount点,目前好像没有已知的靠谱方法能够从中准确找出副存储。副存储的命名是没有规律的,枚举排除系统mount点的方法不能够100%确保准确性。

靠谱程度:10%

2.4 副存储路径-读vold.fstab文件

解析/etc/void.fstab,从中找到副存储位置。

Vold(Volume Daemon)ServiceManager与kernel层之间的桥梁,它对于Volume的信息维护在/etc/vold.fstab中。

一听就是一个奇怪的方法,文件位置、信息也可能被各类厂商篡改,还可能存在瞬时不一致的情况,不要考虑它。有兴趣的同学可以研究一下android-storage-vold

靠谱程度:0%

总结

总结出Android手机目前的几种存储方式:

在6.0之前

6.0之前,所有的存储类型都是Traditional Storage。它支持多用户、模拟External存储。由于是MBR分区,存储上线为2TB。

  1. Physical Primary 最原始的样子是只有机身自带的Internal存储和以External存在的外置存储,这时候只有一个主存储,并且它是Physical的。

  2. Emulated Primary (Optional Physical Secondary) 之前所说,从Internal Storage分出一块来给External Storage。这块存储空间就是在Permanent存储版中”模拟“上去的。所以你可以看到主存储经常有emulated字样。 如果这时候还能再插SD卡,则会多一个Physical的Secondary存储。

在6.0之后

正常情况下,它的存储方式与之前的两种相同,不过多了一种新的存储方式:Adoptable Storage

Adoptable Storage

由于External Storage的缺点(有时不可用,存储内容没有被保护),在6.0之后多出了Adoptable存储方式。

当Android系统Adopt了一块External存储区域的时候,它会被视为Internal Storage,同时会被格式化与加密。格式化之后是GPT分区,存储上线为9ZB。

当你在一个支持Adoptable Storage的手机上插入一个sd卡,它会提示你是否将这个sd卡格式化并用作Internal Storage,或者正常作为External Storage使用。

推荐一篇文章:

CommonsWare’s post,从不同角度诠释了Internal&External Storage, 非常不错!