Android 10+下文件操作的终极指南
Android 10引入了作用域存储（Scoped Storage），彻底改变了应用程序访问设备存储的方式。这个变化旨在提高用户隐私保护，但同时也为开发者带来了新的挑战。本文旨在深入探讨Android 10+的文件操作，涵盖内外部存储的区别、DocumentFile的使用、公共目录和自定义目录的限制，以及如何在这些目录下读写不同类型的文件。
一、内部存储 vs 外部存储在深入探讨之前，首先要理解内部存储和外部存储的区别。
内部存储（Internal Storage）：这是应用专有的存储空间，无需任何权限即可访问。文件保存在这里，其他应用或用户无法访问。外部存储（External Storage）：指设备的存储空间，包括内置的SD卡和物理SD卡。在作用域存储中，对这部分存储空间的访问受到限制。二、DocumentFile：作用域存储中的重要工具在作用域存储中，DocumentFile类提供了一种方式来访问、创建、删除文件和目录。特别是在用户授予特定目录的访问权限后。
使用DocumentFile以下是如何使用DocumentFile来创建和读取文件的示例：
创建文件：
Uri treeUri = ...; // 从文件选择器获得的Uri
DocumentFile pickedDir = DocumentFile.fromTreeUri(context, treeUri);
DocumentFile newFile = pickedDir.createFile("text/plain", "my-document");
读取文件：
Uri fileUri = ...; // 文件的Uri
DocumentFile documentFile = DocumentFile.fromSingleUri(context, fileUri);
InputStream inputStream = getContentResolver().openInputStream(fileUri);
// 读取inputStream...
三、公共目录和自定义目录的限制在Android 10+中，对于SD卡的公共目录（如Download、Music、Documents）和自定义目录（如CustomDir）的访问受到了新的限制。
访问公共目录下载和文档（Download & Documents）：可以通过MediaStore.Downloads和MediaStore.Files来访问这些目录。音乐、图片、视频（Music, Pictures, Videos）：可以通过对应的MediaStore类（如MediaStore.Audio）来访问。自定义目录对于非媒体文件的自定义目录，通常需要用户通过文件选择器授予权限，然后可以使用DocumentFile进行操作。四、读写不同类型文件的实战演练下面是在不同场景下操作文件的详细指南：
1. 在Downloads目录下操作文件写入文件：
ContentValues values = new ContentValues();
values.put(MediaStore.Downloads.DISPLAY_NAME, "example.txt");
values.put(MediaStore.Downloads.MIME_TYPE, "text/plain");
values.put(MediaStore.Downloads.RELATIVE_PATH, Environment.DIRECTORY_DOWNLOADS);
Uri uri = getContentResolver().insert(MediaStore.Downloads.EXTERNAL_CONTENT_URI, values);
2. 在Music目录下操作音乐文件查询音乐文件：
Uri collection = MediaStore.Audio.Media.getContentUri(MediaStore.VOLUME_EXTERNAL_PRIMARY);
// 省略查询逻辑代码...
3. 在自定义目录（如CustomDir）下操作文件创建自定义目录：
Uri treeUri = ...; // 文件选择器获取的Uri
DocumentFile pickedDir = DocumentFile.fromTreeUri(context, treeUri);
DocumentFile newDir = pickedDir.createDirectory("CustomDir");
// 在新目录中创建文件 DocumentFile newFile = newDir.createFile("text/plain", "example.txt");
五、注意事项和常见错误在适应Android 10+的文件操作时，有几个关键点需要注意：
权限请求：虽然作用域存储减少了对存储权限的需求，但在某些情况下仍需请求READ_EXTERNAL_STORAGE和WRITE_EXTERNAL_STORAGE权限。
文件URI的保存：当用户通过文件选择器授权访问某个文件或目录后，可以保存返回的URI以便后续使用。但请注意，重启设备后这些授权可能会失效。
文件类型和MIME类型：在使用MediaStore或DocumentFile创建文件时，正确的MIME类型非常重要，它决定了文件如何被处理和识别。
缓存文件处理：对于临时文件，考虑使用内部存储的缓存目录。这些文件不需要用户授权即可操作，并且系统可能在存储空间不足时自动删除它们。
测试不同的设备和版本：由于不同品牌和型号的设备可能对作用域存储的实现有细微差异，所以在多种设备和Android版本上测试您的应用至关重要。
六、进阶实践：操作SD卡上的文件处理外置SD卡上的文件时，作用域存储的限制更加显著。以下是一些关键点：
访问权限：对于外置SD卡上的文件，您通常需要通过存储访问框架（Storage Access Framework，SAF）来获取访问权限。使用DocumentFile：一旦获得了对SD卡某个目录的访问权限，您可以使用DocumentFile来操作那个目录下的文件。示例代码：在外置SD卡创建文件
Uri sdCardUri = ...; // 从SAF获取的Uri
DocumentFile sdCardDir = DocumentFile.fromTreeUri(context, sdCardUri);
DocumentFile newFile = sdCardDir.createFile("text/plain", "myTextFile.txt");
七、备份与恢复在应用中实现数据备份和恢复时，作用域存储也带来了新的挑战和机会。
云备份：考虑使用云服务来备份用户数据，这不受本地存储限制。使用Auto Backup：对于应用内部存储的数据，可以使用Android的Auto Backup功能来自动备份。八、综合示例：复杂文件操作让我们通过一个更复杂的示例来展示在Android 10+中如何操作文件：
Uri collection;
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.Q) {
collection = MediaStore.Downloads.getContentUri(MediaStore.VOLUME_EXTERNAL);
} else {
collection = MediaStore.Downloads.EXTERNAL_CONTENT_URI;
}
ContentValues values = new ContentValues();
values.put(MediaStore.Downloads.DISPLAY_NAME, "example.txt");
values.put(MediaStore.Downloads.MIME_TYPE, "text/plain");
values.put(MediaStore.Downloads.RELATIVE_PATH, Environment.DIRECTORY_DOWNLOADS);
Uri fileUri = getContentResolver().insert(collection, values);
try (OutputStream outputStream = getContentResolver().openOutputStream(fileUri)) {
outputStream.write("Example Text".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
九、结语：迈向未来的文件管理Android的作用域存储是向前迈出的一大步，它为用户隐私和数据安全提供了更强的保护。对于开发者来说，虽然需要适应新的存储模型和API，但这也是提升应用质量、增强用户信任的绝佳机会。通过本文的指南，希望您能够掌握在Android 10+上进行文件操作的所有关键技巧，为用户打造安全、高效且友好的应用体验。
