Android 文件存储

一、前言

最近在项目不是很忙的时候，回顾Android系统的文件存储功能，结合自己的经验，也查阅了好多相关的文档，发现了好多好文章，真的非常感谢，写的挺好的。

一直以来，恐怕都有一大堆的问题困扰着Android初学者，比如说：

内存，内部存储，外部存储，概念的区分？

内部存储都包含哪些目录？外部存储又包含哪些？

清除APP的缓存，都删除了哪些文件目录呢？

清除APP的数据，又删除了哪些文件目录呢？

哪些文件目录是APP私有的，哪些又是公共的目录？

SharedPreferences、数据库一般都存储在什么目录？

今天尽我所能的表述一下这些知识点，如有遗漏或者错误，请指正。

二、存储分类

2.1 内部存储

内部存储空间是 App 私有的存储数据的存储空间，系统会阻止其他应用对这部分数据的访问 (除非有root权限)，并且在 Android 10（API 级别 29）及更高版本中，系统会对这些位置进行加密。内部存储空间的特性让它很适合存储只有 App 本身才能访问的敏感数据。

内部存储空间可以通过 Context.getFileDir()或 Context.getCacheDir() 获取到，主要路径是：

Context.getFileDir() 获取的路径为：

data/data/packagename/files (部分手机厂商)

data/user/0/packagename/files (部分手机厂商)

Context.getCacheDir() 获取的路径为：

data/data/packagename/cache (部分手机厂商)

data/user/0/packagename/cache (部分手机厂商)

ps: 该目录内的文件在设备内存不足时会优先被删除掉，所以存放在这里的文件是没有任何保障的，可能会随时丢掉。

最后附上一张截图，此图问内部存储目录

2.2 外部存储

外部存储空间包括 App 私有目录和公共目录。

App 私有目录： App 的私有目录虽然名曰私有目录，但是其他应用可以通过绝对路径访问当前目录下的数据，应用卸载后也会随之删除。
公共目录：外部可以自由访问，应用删除后这部分存储的数据不会删除。

2.2.1 APP私有目录

// 可以通过以下函数获取
Context.externalCacheDir
Context.externalCacheDirs
Context.getExternalFilesDir(String)
Context.getExternalFilesDirs(String)
Context.externalMediaDirs

得到的对应目录是：

externalCacheDir: /storage/emulated/0/Android/data/packagename/cache
externalCacheDirs: /storage/emulated/0/Android/data/packagename/cache
ExternalFilesDir: /storage/emulated/0/Android/data/packagename/files
ExternalFilesDirs: /storage/emulated/0/Android/data/packagename/files
externalMediaDirs: /storage/emulated/0/Android/media/packagename

附上一张外部存储的私有目录截图：

可能会有人问这不是"/mnt/sdcard/Android/datapackagename/"吗，和上述的 "/storage/emulated/0/Android/data/packagename/"目录不同啊，后续会提到的。

2.2.2 外部公共目录

不要被这里的“外部”这个词弄糊涂了。最好将此目录视为媒体/共享的存储部分。它是一个文件系统，可以保存相对大量的数据，并且在所有应用程序之间共享（不强制执行权限）。传统上这是一张 SD 卡，但它也可以作为设备中的内置存储实现，与受保护的内部存储不同，并且可以作为文件系统安装在计算机上。

在具有多个用户的设备上（如 UserManager 所述），每个用户都有自己的隔离共享存储。应用程序只能访问它们正在运行的用户的共享存储。

获取方式：

Environment.getExternalStorageState() // SD 卡状态
Environment.getExternalStorageDirectory()
Environment.getExternalStoragePublicDirectory(String)

输出内容：

getExternalStorageState: mounted // 已挂载
getExternalStorageDirectory: /storage/emulated/0 
getExternalStoragePublicDirectory: /storage/emulated/0

根据google官方文档提示，getExternalStorageDirectory 和 getExternalStoragePublicDirectory已经被标记为弃用，可以使用 Context.getExternalFilesDir(String)、MediaStore或 Intent.ACTION_OPEN_DOCUMENT等替代方案，它们性能更好。

在上述的需要传递 String 参数的方法中，例如Context.getExternalFilesDir(String)和getExternalStoragePublicDirectory(String)，String 有以下几个常量值：

DIRECTORY_MUSIC // 音乐

DIRECTORY_PODCASTS // 博客

DIRECTORY_RINGTONES // 铃声

DIRECTORY_ALARMS // 闹钟

DIRECTORY_NOTIFICATIONS // 通知

DIRECTORY_PICTURES // 图片

DIRECTORY_MOVIES // 电影

DIRECTORY_DOWNLOADS // 下载

DIRECTORY_DCIM // 照片

DIRECTORY_DOCUMENTS // 文档

附上一张外部公共目录的截图：

39.png

2.3 系统目录

Environment 还提供了对一些系统目录的访问方法：
Environment.getRootDirectory()  // 系统分区的 root 路径
Environment.getDataDirectory()  // 获取用户数据目录的路径
Environment.getDownloadCacheDirectory() // 获取用户缓存目录的路径

// 输出为

getRootDirectory: /system
getDataDirectory: /data
getDownloadCacheDirectory: /data/cache

三、问题解答

3.1 内存，内部存储，外部存储，概念的区分？内部存储都包含哪些目录？外部存储又包含哪些？

`1、内存(Memory/RAM)`:

内存(Memory)是计算机的重要部件，也称内存储器和主存储器，拥有极高的读写速度，用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。
它是外存与CPU进行沟通的桥梁，计算机中所有程序的运行都在内存中进行，内存性能的强弱影响计算机整体发挥的水平。
只要计算机开始运行，操作系统就会把需要运算的数据从内存调到CPU中进行运算，当运算完成，CPU将结果传送出来。

`2、内部存储`：

注意内部存储不是内存。
内部存储位于系统中很特殊的一个位置，如果你想将文件存储于内部存储中，那么文件默认只能被你的应用访问到，且一个应用所创建的所有文件都在和应用包名相同的目录下。也就是说应用创建于内部存储的文件，与这个应用是关联起来的。
当一个应用卸载之后，内部存储中的这些文件也被删除。
从技术上来讲，如果你在创建内部存储文件的时候将文件属性设置成可读，其他app能够访问自己应用的数据，前提是他知道你这个应用的包名，如果一个文件的属性是私有（private），那么即使知道包名其他应用也无法访问。
内部存储空间十分有限，因而显得可贵，另外，它也是系统本身和系统应用程序主要的数据存储所在地，一旦内部存储空间耗尽，手机也就无法使用了。所以对于内部存储空间，我们要尽量避免使用。Shared Preferences和SQLite数据库都是存储在内部存储空间上的。内部存储一般用Context来获取和操作。

`3、外部存储`：

最容易混淆的是外部存储，因为老的Android系统的跟新的Android系统是有差别的，很多人去网上查找资料，看了一下以前的资料，又看了一下现在的资料，但是发现它们说法不一样然后就困惑了。
首先说一个大家普遍的概念：如果在pc机上是区分外部存储和内部存储的话，那么电脑自带的硬盘算是内部存储，U盘或者移动硬盘就是外部存储了。 因此很多人带着这样的理解去看待安卓手机，把内置存储（机身存储）当做内部存储，而把扩展的SD卡当做是外部存储。
这么认为确实没错，因为在4.4（API19）以前的手机上确实是这样的，手机自身带的存储卡就是内部存储，而扩展的SD卡就是外部存储。但是从4.4的系统开始，很多的中高端机器都将自己的机身存储扩展到了8G以上，比如有的人的手机是16G的，有的人的手机是32G的，但是这个16G，32G是内部存储吗，不是的！！！，它们依然是外部存储，也就是说4.4系统及以上的手机将机身存储存储（手机自身带的存储叫做机身存储）在概念上分成了 内部存储internal和外部存储external两部分。
既然16G，32G是外部存储，那有人又有疑惑了，那4.4系统及以上的手机要是插了SD卡呢，SD卡又是什么呢，如果SD卡也是外部存储的话，那怎么区分机身存储的外部存储跟SD卡的外部存储呢？对，SD卡也是外部存储，那怎么区分呢，在4.4以后的系统中，API提供了这样一个方法来遍历手机的外部存储路径：

File[] files;
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.KITKAT) {
    files = getExternalFilesDirs(Environment.MEDIA_MOUNTED);
    for(File file:files){
        Log.e("main",file);
    }
}

如果你的手机插了SD卡的话，那么它打印的路径就有两条了，例如华为荣耀7插了SD卡，它的结果如下：

/storage/emulated/0/Android/data/packname/files/mounted
/storage/B3E4-1711/Android/data/packname/files/mounted

其中 /storage/emulated/0 目录就是机身存储的外部存储路径，而 /storage/B3E4-1711/ 就是SD卡的路径，他们统称为外部存储，那么，访问外部存储的API方法有：

 （1）Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath()
 （2）Environment.getExternalStoragePublicDirectory(“”).getAbsolutePath()
 （3）getExternalFilesDir(“”).getAbsolutePath()
 （4）getExternalCacheDir().getAbsolutePath()

大家对Android的外部存储会产生疑问，主要是现在很多的手机已经从物理上看不到外部存储了，以前的手机都有，就是那种黑色的内存卡，8G，16G，32G的，可以像U盘一样插拔，以前很流行，存储空间不够了，就去买个内存卡（准确说是SD卡，说成内存卡又会引起误解）回来，后来的手机比如现在我用的华为荣耀7，厂家已经把机身存储扩展到了16G了，只是在存储概念上了分为了内部存储（内部internal）和外部存储（外部external），其实它们都集成在一起了。
当然如果你觉得16G不够用，那他支持通过插SD卡来扩充容量吗？支持的，荣耀7为例，它是三合二卡槽。卡槽1：Nano SIM卡；卡槽2：Nano SIM卡或Micro SD卡。默认卡槽1为4G主卡，可以在设置中更改4G主卡卡槽；不支持热插拔，插拔卡托后需重启手机。这样插入的SD卡也属于外部存储。

所以手机的外部存储可能包含两部分，一是机身存储的外部存储部分，还有一个是SD卡部分

那么外部存储的目录在哪呢，在storage文件夹中有一个 sdcard文件夹，这个文件夹中的文件又分为两类，一类是公有目录，还有一类是私有目录，其中的公有目录有九大类，比如DCIM、DOWNLOAD等这种系统为我们创建的文件夹，私有目录就是Android这个文件夹，这个文件夹打开之后里边有一个data文件夹，打开这个data文件夹，里边有许多包名组成的文件夹。

3.2 清除APP的缓存，都删除了哪些文件目录呢？

缓存是程序运行时的临时存储空间，它可以存放从网络下载的临时图片，从用户的角度出发清除缓存对用户并没有太大的影响，但是清除缓存后用户再次使用该APP时，由于本地缓存已经被清理，所有的数据需要重新从网络上获取。
很多人简单的认为，清除缓存数据时清除的肯定就是cache下的数据，但是事实却不是这样的。我们知道应用程序在运行过程中需要经过很多过程，比如读入程序，计算，输入输出等等，这些过程中肯定会产生很多的数据，它们在内存中，以供程序运行时调用。所以清除缓存清除的是APP运行过程中所产生的临时数据。
不过为了保证在清除缓存的时候，能够正常清除与应用相关的缓存，我们一般将缓存文件存放在getCacheDir()或者 getExternalCacheDir()路径下。

3.3 清除APP的数据，又删除了哪些文件目录呢？

清除数据 清除的是保存在app中所有数据，就是上面提到的位于packagename下面的所有文件，内部存储(/data/data/packagename/)和外部存储(/storage/emulated/0/Android/data/packagename/)，包括cache，files，lib，shared_prefs等等。当然除了SD卡上面的数据，SD卡上面的数据当app卸载之后还会存在的。

3.4 哪些文件目录是APP私有的，哪些又是公共的目录？

内部存储空间, 通过 Context.getFileDir()或 Context.getCacheDir() 获取到的目录，绝对是APP私有的，其他进程是无法访问的；
外部存储控件的私有目录，比方说通过Context.externalCacheDirs获取的缓存目录，也是私有的，但是，其他进程可以通过路径进行访问，只不过无法通过Context进行访问了；
外部存储控件的公共目录，是纯粹的共有的资源了，任意进程都可以进行访问，比如Environment.getDataDirectory() 获取用户数据目录的路径。

3.5 SharedPreferences、数据库一般都存储在什么目录？

既然是涉及到APP的私有数据，而且是数据库这么重要的东西，那肯定是存储在内部存储中比较安全了，所以，SharedPreferences存储在 "/data/data/Android/packagename/shared_prefs/xxx.xml"文件中，数据库存储在 "/data/data/Android/packagename/databases/xxx.xml"文件中。
如果真有向其他进程共享数据的情况，可以通过ContentProvider进行提供。

3.6 getFilesDir().getAbsolutePath()和getCacheDir().getAbsolutePath()有什么区别呢？

我们知道 getFilesDir()和 getCacheDir()是都获取内部存储的相关目录，只不过 getFilesDir() 获取的是files目录，getCacheDir() 获取的是cache目录，它们位于同一级目录，只是为了用来存放不同类型的数据的，由文件名不难看出：cache 下存放缓存数据，databases 下存放使用SQLite存储的数据，files 下存放普通数据（log数据，json型数据等），shared_prefs下存放使用SharedPreference存放的数据。这些文件夹都是由系统创建的。APP被卸载或者删除数据时，这些目录下的文件都会被清除。

3.7 getFilesDir().getAbsolutePath()和getExternalFilesDir(“”).getAbsolutePath()有什么区别呢？

我们先看它们的路径：

/data/user/0/packname/files

/storage/emulated/0/Android/data/packname/files

很显然这两个的区别是一个在内部存储里面，一个在外部存储里面，这是它们的区别。它们的共同点呢，就是它们的路径都带有包名，表明是这个APP的专属文件，这类文件应该是随着app卸载而一起被删除的，并且我们在设置里面清除该应用的数据时，这两个文件夹下的数据都会被清除。

3.8 什么是APP专属文件？

所谓专属文件就是它是属于某个具体的应用的，他的文件路径都带有相应的包名，当APP卸载时，它们会随应用一起删除，当我们在设置里面手动清除某个应用数据时（不是清除缓存），它们也会一起被清掉。Android使用这种专属文件的目的就是为了方便文件管理，避免文件随意存储，显得很乱，另一个目的就是为了当应用被卸载时不会留下很多垃圾文件。

3.9 既然内部存储与外部存储都有APP专属文件，那么我们该优先使用哪个呢？

内部存储与外部存储都有APP专属文件，我们该用哪个呢，很显然应该用外部存储的，因为内部存储本身就比较小，而且已经存储了一些系统的文件，因此内部存储我们尽量不要去使用。
但是当手机没有外部存储时，我们还是得使用内部存储，一般程序员会做判断是否有外部存储，没有再使用内部存储，代码如下：

public static String getFilePath(Context context,String dir) {
    String directoryPath="";
    if (MEDIA_MOUNTED.equals(Environment.getExternalStorageState()) ) {//判断外部存储是否可用 
        directoryPath =context.getExternalFilesDir(dir).getAbsolutePath();
        }else{//没外部存储就使用内部存储  
        directoryPath=context.getFilesDir()+File.separator+dir;
        }
        File file = new File(directoryPath);
        if(!file.exists()){//判断文件目录是否存在
        file.mkdirs();
        }
    return directoryPath;
}

还有种情况，我们要保存数据库这种重要数据，那么应该也会选择内部存储了。

3.10 /storage/sdcard，/sdcard，/mnt/sdcard，/storage/emulated/0之间的关系

简单的说，是Android系统开发者为了兼容不同的版本，做出的结果。这些路径都是同一个路径的不同 ”指针“，指向的是同一个地方，只是不同Android版本的叫法不一样。具体分析参考：https://blog.csdn.net/u010937230/article/details/73303034

最后附上参考的文章