分区存储与 MediaStore 实战

面试高频指数：高 — 分区存储是近几代 Android 存储变革的核心，MediaStore 操作、SAF 选文件、权限兼容是面试与实战双高频考点。

一、分区存储的演进

1.1 存储模型变革

版本	存储模型	公共目录访问
Android 9-	全盘可读，任意文件路径	WRITE_EXTERNAL_STORAGE 权限后直接读写
Android 10	分区存储（可开关）	只能通过 MediaStore / SAF 访问其他应用文件
Android 11+	分区存储强制开启	同上，且不可关闭
Android 13+	细粒度媒体权限	读图片/视频/音频分权限申请

flowchart LR
    A[应用沙盒<br>data/data/pkg] -->|完全私有| B[无需权限]
    C[应用专属外部目录<br>Android/data/pkg] -->|免权限访问| D[卸载即清除]
    E[公共目录<br>Pictures/Movies/...] -->|MediaStore / SAF| F[分区存储]

1.2 核心变化

• 应用沙盒隔离：默认只能访问自己的内部存储与应用专属外部目录
• 公共媒体库：通过 MediaStore API 读写公共目录的图片/视频/音频
• 任意文件访问：通过 SAF（Storage Access Framework） 文件选择器
• 权限收紧：Android 13 起 READ_MEDIA_IMAGES/VIDEO/AUDIO 细分，Android 14 起选择性访问

二、应用专属目录（免权限）

2.1 目录获取

Java

// 内部存储（data/data/pkg/）
context.getFilesDir()      // 私有文件
context.getCacheDir()      // 私有缓存（系统可随时清理）

// 外部存储应用专属目录（/storage/emulated/0/Android/data/pkg/）
context.getExternalFilesDir(null)      // 外部文件
context.getExternalFilesDir("images")  // 外部图片子目录
context.getExternalCacheDir()          // 外部缓存

Kotlin

// 内部存储（data/data/pkg/）
context.filesDir      // 私有文件
context.cacheDir      // 私有缓存（系统可随时清理）

// 外部存储应用专属目录（/storage/emulated/0/Android/data/pkg/）
context.getExternalFilesDir(null)      // 外部文件
context.getExternalFilesDir("images")  // 外部图片子目录
context.externalCacheDir               // 外部缓存

2.2 特点

特性	说明
免权限	无需任何存储权限即可读写
私有性	其他应用默认不可访问（除非 root/ADB）
卸载清除	应用卸载时目录被系统清除
不占公共空间	不进入用户相册/音乐库

Java

// 保存图片到应用专属目录
void saveToAppDir(Context context, Bitmap bitmap) {
    File dir = context.getExternalFilesDir("images");
    if (dir == null) return;
    File file = new File(dir, "photo_" + System.currentTimeMillis() + ".jpg");
    try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file)) {
        bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 90, fos);
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

Kotlin

// 保存图片到应用专属目录
fun saveToAppDir(context: Context, bitmap: Bitmap) {
    val dir = context.getExternalFilesDir("images") ?: return
    val file = File(dir, "photo_${System.currentTimeMillis()}.jpg")
    FileOutputStream(file).use { fos ->
        bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 90, fos)
    }
}

三、MediaStore：公共媒体库

3.1 插入媒体文件

Java

// 保存图片到公共相册（Android 10+ 推荐方式）
void saveToGallery(Context context, Bitmap bitmap) {
    ContentValues values = new ContentValues();
    values.put(MediaStore.Images.Media.DISPLAY_NAME,
            "photo_" + System.currentTimeMillis() + ".jpg");
    values.put(MediaStore.Images.Media.MIME_TYPE, "image/jpeg");
    values.put(MediaStore.Images.Media.RELATIVE_PATH, "Pictures/MyApp");  // Android 10+
    values.put(MediaStore.Images.Media.IS_PENDING, 1);                    // 标记待完成
    Uri uri = context.getContentResolver().insert(
            MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, values);
    if (uri == null) return;
    try (OutputStream out = context.getContentResolver().openOutputStream(uri)) {
        if (out != null) {
            bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 90, out);
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    values.clear();
    values.put(MediaStore.Images.Media.IS_PENDING, 0);  // 完成写入
    context.getContentResolver().update(uri, values, null, null);
}

Kotlin

// 保存图片到公共相册（Android 10+ 推荐方式）
fun saveToGallery(context: Context, bitmap: Bitmap) {
    val values = ContentValues().apply {
        put(MediaStore.Images.Media.DISPLAY_NAME, "photo_${System.currentTimeMillis()}.jpg")
        put(MediaStore.Images.Media.MIME_TYPE, "image/jpeg")
        put(MediaStore.Images.Media.RELATIVE_PATH, "Pictures/MyApp")  // Android 10+
        put(MediaStore.Images.Media.IS_PENDING, 1)                    // 标记待完成
    }
    val uri = context.contentResolver.insert(
        MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, values
    ) ?: return
    context.contentResolver.openOutputStream(uri)?.use { out ->
        bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 90, out)
    }
    values.clear()
    values.put(MediaStore.Images.Media.IS_PENDING, 0)  // 完成写入
    context.contentResolver.update(uri, values, null, null)
}

3.2 查询媒体

Java

List<Uri> queryImages(Context context) {
    List<Uri> result = new ArrayList<>();
    String[] projection = new String[]{
            MediaStore.Images.Media._ID,
            MediaStore.Images.Media.DISPLAY_NAME
    };
    String sortOrder = MediaStore.Images.Media.DATE_ADDED + " DESC";
    Cursor cursor = context.getContentResolver().query(
            MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI,
            projection, null, null, sortOrder);
    if (cursor != null) {
        try (Cursor c = cursor) {
            int idCol = c.getColumnIndexOrThrow(MediaStore.Images.Media._ID);
            while (c.moveToNext()) {
                long id = c.getLong(idCol);
                result.add(ContentUris.withAppendedId(
                        MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, id));
            }
        }
    }
    return result;
}

Kotlin

fun queryImages(context: Context): List<Uri> {
    val result = mutableListOf<Uri>()
    val projection = arrayOf(
        MediaStore.Images.Media._ID,
        MediaStore.Images.Media.DISPLAY_NAME
    )
    val sortOrder = "${MediaStore.Images.Media.DATE_ADDED} DESC"
    context.contentResolver.query(
        MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI,
        projection,
        null, null, sortOrder
    )?.use { cursor ->
        val idCol = cursor.getColumnIndexOrThrow(MediaStore.Images.Media._ID)
        while (cursor.moveToNext()) {
            val id = cursor.getLong(idCol)
            result.add(
                ContentUris.withAppendedId(
                    MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, id
                )
            )
        }
    }
    return result
}

3.3 更新与删除

Java

// 更新（修改显示名）
ContentValues values = new ContentValues();
values.put(MediaStore.Images.Media.DISPLAY_NAME, "renamed.jpg");
contentResolver.update(uri, values, null, null);

// 删除（Android 10+ 标记删除，11+ 真正删除）
contentResolver.delete(uri, null, null);

Kotlin

// 更新（修改显示名）
val values = ContentValues().apply {
    put(MediaStore.Images.Media.DISPLAY_NAME, "renamed.jpg")
}
contentResolver.update(uri, values, null, null)

// 删除（Android 10+ 标记删除，11+ 真正删除）
contentResolver.delete(uri, null, null)

3.4 IS_PENDING 机制

写入公共媒体库时使用 IS_PENDING=1 标记"写入中"，系统 UI 不显示该文件；写完置 0 后立即对用户可见。这是避免半写文件进入相册的标准做法。

四、SAF：任意文件访问

4.1 SAF 文件选择器

Java

// 使用 Activity Result API 打开系统文件选择器
private final ActivityResultLauncher<String[]> openDocument = registerForActivityResult(
        new ActivityResultContracts.OpenDocument(),
        uri -> {
            if (uri != null) readPdf(uri);
        });

void pickPdf() {
    openDocument.launch(new String[]{"application/pdf"});
}

Kotlin

// 使用 Activity Result API 打开系统文件选择器
private val openDocument = registerForActivityResult(
    ActivityResultContracts.OpenDocument()
) { uri: Uri? ->
    uri?.let { readPdf(it) }
}

fun pickPdf() {
    openDocument.launch(arrayOf("application/pdf"))
}

4.2 目录选择与持久授权

Java

private final ActivityResultLauncher<Uri> openTree = registerForActivityResult(
        new ActivityResultContracts.OpenDocumentTree(),
        uri -> {
            if (uri != null) {
                // 申请持久化授权
                contentResolver.takePersistableUriPermission(
                        uri,
                        Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION
                                | Intent.FLAG_GRANT_WRITE_URI_PERMISSION);
            }
        });

Kotlin

private val openTree = registerForActivityResult(
    ActivityResultContracts.OpenDocumentTree()
) { uri: Uri? ->
    uri?.let { treeUri ->
        // 申请持久化授权
        contentResolver.takePersistableUriPermission(
            treeUri,
            Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION or Intent.FLAG_GRANT_WRITE_URI_PERMISSION
        )
    }
}

SAF 能力	API
打开单文件	ACTION_OPEN_DOCUMENT / OpenDocument
创建文件	ACTION_CREATE_DOCUMENT / CreateDocument
选择目录	ACTION_OPEN_DOCUMENT_TREE / OpenDocumentTree
持久授权	takePersistableUriPermission
文档 URI 操作	DocumentsContract（listDocuments 等）

五、权限变化时间线

Android 版本	权限模型
≤ 9	READ/WRITE_EXTERNAL_STORAGE 运行时权限，全盘访问
10	分区存储默认开启（可 requestLegacyExternalStorage=true 回退）
11	强制分区存储，新增 MANAGE_EXTERNAL_STORAGE 特殊权限
13	细粒度：READ_MEDIA_IMAGES / READ_MEDIA_VIDEO / READ_MEDIA_AUDIO
14	仅授权部分媒体（选择照片/视频）

<!-- Android 13+ 细粒度媒体权限 -->
<uses-permission android:name="android.permission.READ_MEDIA_IMAGES" />
<uses-permission android:name="android.permission.READ_MEDIA_VIDEO" />
<uses-permission android:name="android.permission.READ_MEDIA_AUDIO" />

六、兼容与最佳实践

6.1 兼容策略

flowchart TD
    A[保存/读取需求] --> B{公共媒体?}
    B -->|图片/视频/音频| C[MediaStore 推荐]
    B -->|任意文件类型| D{需要用户选?}
    D -->|是| E[SAF 文件选择器]
    D -->|否| F[应用专属目录<br>getExternalFilesDir]
    C --> G[Android 13+ 申请<br>细粒度媒体权限]
    E --> H[持久授权可选]
    F --> I[免权限]

6.2 最佳实践清单

实践	说明
优先应用专属目录	无需权限、卸载自清，满足大多数场景
相册图片用 MediaStore	配合 IS_PENDING 避免半写
任意文件用 SAF	权限最轻、用户可控
谨慎使用 MANAGE_EXTERNAL_STORAGE	需特殊申请，应用商店受限
权限声明按版本区分	13+ 用 READ_MEDIA_*，旧版本用 READ_EXTERNAL_STORAGE
存储权限不是万能	分区存储下即使有权限也不能直接读写他人文件

七、高频面试题

Q1：什么是分区存储？为什么要引入？

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分区存储（Scoped Storage）将应用存储空间划分为应用沙盒、应用专属外部目录、公共媒体库三层。应用默认只能访问自己的沙盒和专属目录，访问公共目录必须通过 MediaStore（媒体文件）或 SAF（任意文件）。引入原因：① file:// 路径泛滥导致隐私泄露风险；② 应用可随意读写任意文件，恶意应用可篡改他人数据；③ 卸载残留垃圾文件；④ 权限模型过于宽泛。通过隔离保证数据安全与用户可控。

Q2：Android 10 到 Android 11 分区存储有什么变化？

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Android 10 分区存储默认开启但可通过 manifest 的 requestLegacyExternalStorage=true 回退到旧模型；Android 11 强制开启分区存储，回退开关失效：① 公共目录只能通过 MediaStore/SAF 访问；② 新增 MANAGE_EXTERNAL_STORAGE 特殊权限（仅文件管理器等场景）；③ 不能通过 file 路径直接访问其他应用的文件；④ 应用专属外部目录仍然免权限访问。

Q3：MediaStore 写入文件时 IS_PENDING 的作用？

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IS_PENDING=1 标记文件正在写入：① 文件对相册/系统 UI 不可见，避免用户看到半写文件；② 防止其他应用读取到不完整数据；③ 写入完成后更新 IS_PENDING=0，文件立即可见。这是 Android 10+ 标准写入流程的一部分：insert（IS_PENDING=1）→ openOutputStream 写入 → update（IS_PENDING=0）。异常中断时可清理 pending 文件。

Q4：Android 13 的媒体权限有什么变化？

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Android 13 把 READ_EXTERNAL_STORAGE 拆分为三个细粒度权限：READ_MEDIA_IMAGES、READ_MEDIA_VIDEO、READ_MEDIA_AUDIO，分别控制图片/视频/音频读取。用户可按需授权单个类型，且授权后仍可通过系统设置修改。对旧版本需要同时声明 READ_EXTERNAL_STORAGE 兼容。Android 14 进一步支持"选择部分照片/视频"授权，不授予完整媒体库访问权。

Q5：SAF 相比直接申请存储权限有什么优势？

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① 无需申请存储权限，权限弹窗由系统文件选择器承载，用户可见可控；② 按需授权，用户只授权选择的文件/目录；③ 支持持久授权（takePersistableUriPermission），可长期访问用户选定的目录；④ 不需要处理分区存储路径限制，content URI 天然适配；⑤ 应用商店审核更友好。缺点是需要用户多一步选择操作，交互路径变长。

八、小结

分区存储实战要点：

1. 应用专属目录免权限，优先使用
2. 公共媒体库用 MediaStore，配合 IS_PENDING
3. 任意文件用 SAF 选择器，按需持久授权
4. Android 13+ 用细粒度媒体权限
5. 权限声明按 SDK 版本区分，兼容旧版本

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