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Android使用与其他平台类似的基于磁盘的文件系统(disk-based file systems)。本课程将描述如何在Android文件系统上使用 File 的读写APIs对Andorid的file system进行读写。

File 对象非常适合于流式顺序数据的读写。如图片文件或是网络中交换的数据等。

本课程将会演示如何在app中执行基本的文件相关操作。假定读者已对linux的文件系统及java.io中标准的I/O APIs有一定认识。

存储在内部还是外部

所有的Android设备均有两个文件存储区域："internal" 与 "external" 。 这两个名称来自于早先的Android系统，当时大多设备都内置了不可变的内存（internal storage)及一个类似于SD card（external storage）这样的可卸载的存储部件。之后有一些设备将"internal" 与 "external" 都做成了不可卸载的内置存储，虽然如此，但是这一整块还是从逻辑上有被划分为"internal"与"external"的。只是现在不再以是否可卸载进行区分了。 下面列出了两者的区别：

• Internal storage:

  • 总是可用的
  • 这里的文件默认只能被我们的app所访问。
  • 当用户卸载app的时候，系统会把internal内该app相关的文件都清除干净。
  • Internal是我们在想确保不被用户与其他app所访问的最佳存储区域。

• External storage:

  • 并不总是可用的，因为用户有时会通过USB存储模式挂载外部存储器，当取下挂载的这部分后，就无法对其进行访问了。
  • 是大家都可以访问的，因此保存在这里的文件可能被其他程序访问。
  • 当用户卸载我们的app时，系统仅仅会删除external根目录（getExternalFilesDir()）下的相关文件。
  • External是在不需要严格的访问权限并且希望这些文件能够被其他app所共享或者是允许用户通过电脑访问时的最佳存储区域。

Tip: 尽管app是默认被安装到internal storage的，我们还是可以通过在程序的manifest文件中声明android:installLocation 属性来指定程序安装到external storage。当某个程序的安装文件很大且用户的external storage空间大于internal storage时，用户会倾向于将该程序安装到external storage。更多安装信息见App Install Location。

获取External存储的权限

为了写数据到external storage, 必须在你manifest文件中请求WRITE_EXTERNAL_STORAGE权限：

<manifest ...>
    <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />
    ...
</manifest>

Caution:目前，所有的apps都可以在不指定某个专门的权限下做读external storage的动作。但这在以后的安卓版本中会有所改变。如果我们的app只需要读的权限(不是写), 那么将需要声明READ_EXTERNAL_STORAGE 权限。为了确保app能持续地正常工作，我们现在在编写程序时就需要声明读权限。

<manifest ...>
    <uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE" />
    ...
</manifest>

但是，如果我们的程序有声明WRITE_EXTERNAL_STORAGE 权限，那么就默认有了读的权限。

对于internal storage，我们不需要声明任何权限，因为程序默认就有读写程序目录下的文件的权限。

保存到Internal Storage

当保存文件到internal storage时，可以通过执行下面两个方法之一来获取合适的目录作为 FILE 的对象：

• getFilesDir() : 返回一个File，代表了我们app的internal目录。
• getCacheDir() : 返回一个File，代表了我们app的internal缓存目录。请确保这个目录下的文件能够在一旦不再需要的时候马上被删除，并对其大小进行合理限制，例如1MB 。系统的内部存储空间不够时，会自行选择删除缓存文件。

可以使用File() 构造器在那些目录下创建一个新的文件，如下：

File file = new File(context.getFilesDir(), filename);

同样，也可以执行openFileOutput() 获取一个 FileOutputStream 用于写文件到internal目录。如下：

String filename = "myfile";
String string = "Hello world!";
FileOutputStream outputStream;

try {
  outputStream = openFileOutput(filename, Context.MODE_PRIVATE);
  outputStream.write(string.getBytes());
  outputStream.close();
} catch (Exception e) {
  e.printStackTrace();
}

如果需要缓存一些文件，可以使用createTempFile()。例如：下面的方法从URL中抽取了一个文件名，然后再在程序的internal缓存目录下创建了一个以这个文件名命名的文件。

 public File getTempFile(Context context, String url) {
    File file;
    try {
        String fileName = Uri.parse(url).getLastPathSegment();
        file = File.createTempFile(fileName, null, context.getCacheDir());
    catch (IOException e) {
        // Error while creating file
    }
    return file;
}

Note: 我们的app的internal storage 目录以app的包名作为标识存放在Android文件系统的特定目录下[data/data/com.example.xx]。 从技术上讲，如果文件被设置为可读的，那么其他app就可以读取该internal文件。然而，其他app需要知道包名与文件名。若没有设置为可读或者可写，其他app是没有办法读写的。因此我们只要使用了MODE_PRIVATE ，那么这些文件就不可能被其他app所访问。

保存文件到External Storage

因为external storage可能是不可用的，比如遇到SD卡被拔出等情况时。因此在访问之前应对其可用性进行检查。我们可以通过执行 getExternalStorageState()来查询external storage的状态。若返回状态为MEDIA_MOUNTED, 则可以读写。示例如下：

 /* Checks if external storage is available for read and write */
public boolean isExternalStorageWritable() {
    String state = Environment.getExternalStorageState();
    if (Environment.MEDIA_MOUNTED.equals(state)) {
        return true;
    }
    return false;
}

/* Checks if external storage is available to at least read */
public boolean isExternalStorageReadable() {
    String state = Environment.getExternalStorageState();
    if (Environment.MEDIA_MOUNTED.equals(state) ||
        Environment.MEDIA_MOUNTED_READ_ONLY.equals(state)) {
        return true;
    }
    return false;
}

尽管external storage对于用户与其他app是可修改的，我们可能会保存下面两种类型的文件。

• Public files :这些文件对与用户与其他app来说是public的，当用户卸载我们的app时，这些文件应该保留。例如，那些被我们的app拍摄的图片或者下载的文件。
• Private files: 这些文件完全被我们的app所私有，它们应该在app被卸载时删除。尽管由于存储在external storage，那些文件从技术上而言可以被用户与其他app所访问，但实际上那些文件对于其他app没有任何意义。因此，当用户卸载我们的app时，系统会删除其下的private目录。例如，那些被我们的app下载的缓存文件。

想要将文件以public形式保存在external storage中，请使用getExternalStoragePublicDirectory()方法来获取一个 File 对象，该对象表示存储在external storage的目录。这个方法会需要带有一个特定的参数来指定这些public的文件类型，以便于与其他public文件进行分类。参数类型包括DIRECTORY_MUSIC 或者DIRECTORY_PICTURES. 如下:

public File getAlbumStorageDir(String albumName) {
    // Get the directory for the user's public pictures directory.
    File file = new File(Environment.getExternalStoragePublicDirectory(
            Environment.DIRECTORY_PICTURES), albumName);
    if (!file.mkdirs()) {
        Log.e(LOG_TAG, "Directory not created");
    }
    return file;
}

想要将文件以private形式保存在external storage中，可以通过执行getExternalFilesDir() 来获取相应的目录，并且传递一个指示文件类型的参数。每一个以这种方式创建的目录都会被添加到external storage封装我们app目录下的参数文件夹下（如下则是albumName）。这下面的文件会在用户卸载我们的app时被系统删除。如下示例：

public File getAlbumStorageDir(Context context, String albumName) {
    // Get the directory for the app's private pictures directory.
    File file = new File(context.getExternalFilesDir(
            Environment.DIRECTORY_PICTURES), albumName);
    if (!file.mkdirs()) {
        Log.e(LOG_TAG, "Directory not created");
    }
    return file;
}

如果刚开始的时候，没有预定义的子目录存放我们的文件，可以在 getExternalFilesDir()方法中传递null. 它会返回app在external storage下的private的根目录。

请记住，getExternalFilesDir() 方法会创建的目录会在app被卸载时被系统删除。如果我们的文件想在app被删除时仍然保留，请使用getExternalStoragePublicDirectory().

无论是使用 getExternalStoragePublicDirectory() 来存储可以共享的文件，还是使用 getExternalFilesDir() 来储存那些对于我们的app来说是私有的文件，有一点很重要，那就是要使用那些类似DIRECTORY_PICTURES 的API的常量。那些目录类型参数可以确保那些文件被系统正确的对待。例如，那些以DIRECTORY_RINGTONES 类型保存的文件就会被系统的media scanner认为是ringtone而不是音乐。

查询剩余空间

如果事先知道想要保存的文件大小，可以通过执行getFreeSpace() or getTotalSpace() 来判断是否有足够的空间来保存文件，从而避免发生IOException。那些方法提供了当前可用的空间还有存储系统的总容量。

然而，系统并不能保证可以写入通过getFreeSpace()查询到的容量文件， 如果查询的剩余容量比我们的文件大小多几MB，或者说文件系统使用率还不足90%，这样则可以继续进行写的操作，否则最好不要写进去。

Note：并没有强制要求在写文件之前去检查剩余容量。我们可以尝试先做写的动作，然后通过捕获 IOException 。这种做法仅适合于事先并不知道想要写的文件的确切大小。例如，如果在把PNG图片转换成JPEG之前，我们并不知道最终生成的图片大小是多少。

删除文件

在不需要使用某些文件的时候应删除它。删除文件最直接的方法是直接执行文件的delete()方法。

myFile.delete();

如果文件是保存在internal storage，我们可以通过Context来访问并通过执行deleteFile()进行删除

myContext.deleteFile(fileName);

Note: 当用户卸载我们的app时，android系统会删除以下文件：

• 所有保存到internal storage的文件。
• 所有使用getExternalFilesDir()方式保存在external storage的文件。

然而，通常来说，我们应该手动删除所有通过 getCacheDir() 方式创建的缓存文件，以及那些不会再用到的文件。