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出自：shusheng007
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Android开发者之数据存储，你真的会存储数据吗？
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概述
前段时间Facebook的“隐私门”事件闹的沸沸扬扬，可见人们对于自己的数据安全性关注度越来越高。在可预见的将来，我们的生活会越来越数字化，数据安全问题将成为未来的头号问题。我们可以发现，这两年google对Android的升级主要是在安全性上做文章。Android已经过了那个野蛮生长的年代了，便利与安全问题的权衡将是未来重点。今天我们就看一下Android在App间共享文件的进化过程。
共享文件
假设有两个App ： AppProvider和AppConsumer 。 AppProvider要分享自己的女朋友照片 girlfriend.jpg 给AppConsumer ，就是下面这个小姐姐。
先看一下效果图：
上图演示了使用系统安装App安装一个新的app
上图演示了一个App读取其他App的分享文件的过程
Android7.0之前
在Android7.0之前，AppProvider 需要先把这张图片分享给AppConsumer 需要做如下几步：
- 将图片放到文件系统的非私有目录下
- 将图片访问权限设置为可读
- 将图片的地址告诉AppConsumer
- AppConsumer还必须拥有外部存储读取权限
这种方式存在什么问题呢？相信你已经猜到了，存在数据安全性问题！本来AppProvider 只是想给AppConsumer分享自己的女朋友照片，但是这样一来，其他App只要知道了这个文件地址都可以查看，万一是一张"门照片"，AppProvider 就废了！以前网络不发达的时候没事，现在整不好就是一个门事件啊，还是小心为妙。
那怎么办呢，Android为此专门给出了一个解决方案，我们接着往下看。
Android7.0之后
Android 7.0 为此专门提供了一个叫 FileProvider的东西，它是ContentProvider的子类。我们可以使用它将文件路径映射为匿名Uri, 然后对此Uri授于临时访问权限。
当FileProvider被提出一段时间后我们就需要适配7.0了，虽然在搜索引擎的帮助下成功了，但是没有较深入的理解一下，直到第二次遇到相关问题的时候还是不太会，所以说对于一项技术只有理解了其原理才能轻松正确的使用。
我一贯认为，对于一个新的知识点，首先要可以正确的使用，然后再理解其原理，然后再回过头来看那些使用步骤就会有一种恍然大悟的感觉。那我们接下来先看一下如何通过FileProvider去安全的分享一个文件，其实只需如下简单的5步。
如何实施
第一步： 在AndroidManifest.xml中声明一个FileProvider
由于FileProvider本质上是一个ContentProvider,所以使用它的第一步自然是在AndroidManifest.xml声明一下，如下代码所示
<application>
<provider
android:name="androidx.core.content.FileProvider"
android:authorities="${applicationId}.fileProvider"
android:exported="false"
android:grantUriPermissions="true">
<meta-data
android:name="android.support.FILE_PROVIDER_PATHS"
android:resource="@xml/file_provider_paths" />
</provider>
</application>
上面的代码使用了androidx中的FileProvider。值得注意的是其中的 android:exported 属性必须为false，android:grantUriPermissions 属性必须为true 。我们先看看如果设置exported为true会发生什么呢？你会发现运行时崩溃，报错日志如下：
java.lang.RuntimeException: Unable to get provider androidx.core.content.FileProvider: java.lang.SecurityException: Provider must not be exported
...
Caused by: java.lang.SecurityException: Provider must not be exported
at androidx.core.content.FileProvider.attachInfo(FileProvider.java:386)
...
日志非常清楚的告诉你 Provider must not be exported，如果把grantUriPermissions设置为false效果一样，关于这个问题我们可以从源码中找到答案
在FileProvider中有一个叫attachInfo()的方法，这个方法的作用是将此provider的信息提供给操作系统注册用的，其清晰的表明，这两个属性如果不满足要求就会抛SecurityException异常。
/**
* After the FileProvider is instantiated, this method is called to provide the system with
* information about the provider.
*/
@Override
public void attachInfo(@NonNull Context context, @NonNull ProviderInfo info) {
super.attachInfo(context, info);
// Sanity check our security
if (info.exported) {
throw new SecurityException("Provider must not be exported");
}
if (!info.grantUriPermissions) {
throw new SecurityException("Provider must grant uri permissions");
}
mStrategy = getPathStrategy(context, info.authority);
}
第二步： 配置此FileProvider要映射的文件路径文件
我们会发现声明中包含了一个<meta-data>标签。其name属性为固定值，而resource属性需要一个xm文件，这个文件就是用来做路径映射的。这个xml文件一般放在src/res/xml/路径下，可任意命名。那它长什么样呢，分别代表什么意思呢，这块也是一个难点，反正我第一 次使用的时候没有搞太清楚。那让我们一起看一下它的一个例子
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<paths>
<external-files-path
name="external-files"
path="." />
<external-cache-path
name="external-cache"
path="images/" />
...
</paths>
<paths>标签里面可以包括多个子标签，每个子标签对应Android系统中的一个文件路径，如果对这块不了解，请先阅读Android开发者之数据存储，你真的会存储数据吗？。
例如上面的文件中有两个子标签：<external-files-path>代表context.getExternalFilesDir(null)获取到的文件路径，而<external-cache-path>代表context.externalCacheDir获取到的文件路径。
paths节点内部支持以下几个子节点，分别为：
<external-path/> 代表Environment.getExternalStorageDirectory()
<files-path/> 代表context.getFilesDir()
<cache-path/> 代表context.getCacheDir()
<external-files-path>代表context.getExternalFilesDirs()
<external-cache-path>代表getExternalCacheDirs()
每个子标签里面又有两个属性，这两个属性分别代表什么意思呢？我们知道FileProvider的原理就使将file:/// 的Uri 替换为content://的Uri，那么为了安全，我们肯定不希望产生出的Uri包含我们文件的具体路径信息吧，如果是那样的话，恶意用户就知道我们的文件的存储位置了。
我们看下面的映射关系：
file 路径：/storage/emulated/0/Android/data/top.ss007.devmemocompanion/files/myGoddess.jpg
uri 路径：content://top.ss007.devmemocompanion.fileProvider/external-files/myGoddess.jpg
通过对比可以发现具体的文件路径信息被替换了，那替换的规则是什么呢？秘密就隐藏在子标签的两个属性中：
name：我们得到的Uri格式为 content:// + 我们声明的那个FileProvider的 authorities属性值 + name属性值+ 文件名称。例如我们在文件配置路径中name的值为external-files。
path：这个属性值表示要映射的子路径，例如下面的子标签的意义为
<external-cache-path
name="external-cache"
path="images/" />
表示可以映射的路径为 Context.externalCacheDir?.path + "/images"及其子目录。什么意思呢？如果你有一个文件不在这个目录或者子目录下，对不起，映射会失败。所以有一种粗暴的做法就是将Android系统的所有目录都配置在这个文件下，那样就不会出错了，就像下面这样，本人不是太赞成这种方式。
<paths>
<external-path
name="external-path"
path="."/>
<files-path
name="files-path"
path="." />
<cache-path
name="cache"
path="." />
<external-files-path
name="external-files"
path="." />
<external-cache-path
name="external-cache"
path="." />
</paths>
值得注意的是，从这个xml文件支持的子标签可以看出，通过FileProvider可以将存放在私有目录下的文件安全的分享给其他App。
第三步：将文件路径映射为Uri
当配置好了FileProvider后就可以着手将文件映射为Uri了，调用 FileProvider 的如下方法即可
public static Uri getUriForFile(@NonNull Context context, @NonNull String authority, @NonNull File file)
下面的代码对低版本做了兼容：
object FileUtils {
fun getUriForFile(context: Context, file:File): Uri {
if (Build.VERSION.SDK_INT>24){
return FileProvider.getUriForFile(context,context.packageName+".fileProvider",file)
}
return Uri.fromFile(file)
}
}
第二个参数为FileProvider的android:authorities属性值。
第四步：对获得的Uri进行授权
由于FileProvider的android:exported属性被声明为false ，所以必须对产生的Uri进行授权。推荐的授权方式为将此URI添加到Intent的data中，然后设置权限flag给这个Intent,如下代码所示。
这种授权方式的好处是，此授权是临时的，并且当接收App的任务栈（task stack）销毁时自动失效。代码如下所示
val intent=Intent().apply {
data = FileUtils.getUriForFile(this@MainActivity,file)
flags = Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION
}
note:其实除了上面的授权方式，Android还提供了另一套授权方式，但是不推荐使用。
使用如下代码对特定App及Uri授权
Context.grantUriPermission(String toPackage, Uri uri, int modeFlags)
使用如下代码撤销特定App及Uri的授权
Context.revokeUriPermission(String targetPackage, Uri uri, int modeFlags)
这种方式的缺点是，只要授权者不主动撤销接收App的权限，那么这个权限就一直有效。
第五步：将此Uri 提供给使用者
有主动和被动两种方式提供Uri给接收App.
主动方式： startActivity(Intent intent) 例如我们要安装一个APK到系统中，就是主动将Uri提供给系统安装App.如下面代码所示：
private fun installApk(act: Activity,file:File) {
val intent = Intent(Intent.ACTION_VIEW).apply {
setDataAndType(
FileUtils.getUriForFile(act, file),
"application/vnd.android.package-archive"
)
flags = Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION
addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK)
}
startActivity(intent)
}
被动方式： startActivityForResult(Intent intent, int requestCode) 例如我们从相册App中选择一张照片
private fun selectImage(file: File) {
val intent = Intent().apply {
data = FileUtils.getUriForFile(this@MainActivity, file)
flags = Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION
}
setResult(Activity.RESULT_OK, intent)
finish()
}
如何读取文件
只要获取到了文件Uri，我们就可以通过ContentResolver 的ParcelFileDescriptor openFileDescriptor(@NonNull Uri uri, @NonNull String mode)方法获得一个ParcelFileDescriptor对象，然后通过其FileDescriptor getFileDescriptor()方法获得FileDescrptor. 只要获得FileDescrptor就好说了，你可以转化为Stream保存成文件。
override fun onActivityResult(requestCode: Int, resultCode: Int, data: Intent?) {
super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data)
if (resultCode == Activity.RESULT_OK && requestCode == REQUEST_GET_FILE) {
data?.data?.also { returnUri ->
val input = try {
contentResolver.openFileDescriptor(returnUri, "r")
} catch (e: FileNotFoundException) {
Log.e("MainActivity", "File not found.")
return
}
val fd = input?.fileDescriptor
ivImage.setImageBitmap(BitmapFactory.decodeFileDescriptor(fd))
}
}
}
总结
FileProvider的使用要点，首先其是一个ContentProvider所以需要在AndroidMenifest.xml文件中注册，其次需要隐藏真实文件路径，所以需要一个xml文档，最后就是授予接收App文件的临时访问权限。
通过上面的对比，FileProvider的优势已经很明显了，安全便捷。对于发送者安全，对于使用者便捷。发送者可以将任意路径下的文件分享给其他App,例如存放在私有目录下的文件。对于使用者，读取文件不需要获取相应的存储权限。
看来想把自己的女朋友的照片安全的分享给别人也不容易啊！希望广大程序员增强数据安全意识，杜绝门事件。
源码gitbub地址: AndroidDevMemo
