【Android的從零單排開發日記】——Android資料存放區（上）

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在講解Android的資料來源組件——ContentProvider之前我覺得很有必要先弄清楚Android的資料結構。資料和程式是應用構成的兩個核心要素，資料存放區永遠是應用開發中最重要的主題之一，也是開發平台必須提供的基礎功能。不光是在Android平台上，在其他的平台上，資料的儲存永遠是不可缺少的一塊。Android的資料存放區是構建在Linux的檔案系統上，它充分利用Linux的帳號系統來限定應用對資料的訪問，部署了一套安全和靈活並重的資料存放區解決方案。Android的檔案架構，以及各種資料存放區手段，具體包括：Android的 檔案系統操作，設定檔案的使用，資料庫的使用，資料來源組件的使用以及雲端資料的儲存。一、Android的檔案系統

1. Android系統檔案目錄
   

   目錄	內容
   system	系統目錄，放置在Android運行所需的核心庫
   data	應用目錄，放置著運行在Android上的應用及其資料
   sdcard	擴充儲存卡目錄，用來存放共用的資料
   mnt	記錄Android掛載的外部儲存資訊

   
   
   
   
   
   
   
   
   
2. Android的應用資料存放區機制
   在Android中，第三方應用及其資料，都存放在data目錄下。其中，應用安裝包會被存放到/data/app/目錄下，每個安裝包的檔案名稱都形如：應用程式套件名.apk，以避免重複。
   比如包名為com.test.sample的應用，其應用資料的目錄為/data/data/com.test.sample/。對應的資料庫檔案儲存在/data/data/com.test.sample/database/目錄下，設定檔案儲存體在/data/data/com.test.sample/shared_prefs/，自訂的應用資料檔案儲存在目錄/data/data/com.test.sample/files/下，等等。
   不僅如此，Android還會為每個應用建立一個帳號，只有通過本應用的帳號才有許可權去運行該應用的安裝包檔案，讀寫應用資料目錄下的檔案（當然root許可權除外啊~），從而保證了該應用資料不會再被其他應用擷取或破壞。
3. Android的檔案操作
   從應用資料目錄下可以看出，資料檔案可以分成兩類，一類是放置在擴充儲存空間中的檔案，即/sdcard/目錄下的檔案，它們可以被各個應用共用；而另一類則是放在該應用資料目錄下檔案，它們僅能被各個應用獨享，不能被其他應用讀寫。
   （1）擴充儲存空間中的檔案讀寫方式跟標準的java檔案處理無異。
          我們可以建立一個FileUtil的工具類來協助我們處理檔案的I/O操作，首先我們先判斷SD卡的狀態，看看SD卡是否可用，還有多少可用容量等。建立一個FileUtil的Class,加入方法
   

    1 // =================get SDCard information=================== 2     public static boolean isSdcardAvailable() { 3         String status = Environment.getExternalStorageState(); 4         //Environment.MEDIA_MOUNTED表示SD卡正常掛載 5         if (status.equals(Environment.MEDIA_MOUNTED)) { 6             return true; 7         } 8         return false; 9     }10 11     public static long getSDAllSizeKB() {12         //sd卡的位置13         File path = Environment.getExternalStorageDirectory();14         //StatFs擷取的都是以block為單位的15         StatFs sf = new StatFs(path.getPath());16         // 得到單個block的大小17         long blockSize = sf.getBlockSize();18         // 擷取所有資料區塊數19         long allBlocks = sf.getBlockCount();20         // 返回SD卡大小21         return (allBlocks * blockSize) / 1024; // KB22     }23 24     /**25      * free size for normal application26      * @return27      */28     public static long getSDAvalibleSizeKB() {29         File path = Environment.getExternalStorageDirectory();30         StatFs sf = new StatFs(path.getPath());31         long blockSize = sf.getBlockSize();32         long avaliableSize = sf.getAvailableBlocks();33         return (avaliableSize * blockSize) / 1024;// KB34     }

   Environment.getExternalStorageDirectory()表示擷取擴充儲存空間的目錄。（建議使用此方法動態擷取，因為sdcard這個目錄路徑是可配置的）
   StatFs.getBlockSize在API18後變為StatFs.getBlockSizeLong,其他類似的getBlock方法也一樣，關於StatFs,詳情可以看這篇博文
   然後在activity中的button1加入事件

   case R.id.button1: {            Log.d("TEST", "sdcard?"+FileUtil.isSdcardAvailable());            Log.d("TEST", "全部容量"+(float)FileUtil.getSDAllSizeKB()/1024/1024);            Log.d("TEST", "可用容量"+(float)FileUtil.getSDAvalibleSizeKB()/1024/1024);            Toast.makeText(this, "status", Toast.LENGTH_SHORT).show();            break;        }

   運行結果如下
   

   接下來我們來判斷某個檔案夾是否存在在SD卡中以及建立一個檔案夾

   /**     * @param director 檔案夾名稱     * @return     */    public static boolean isFileExist(String director) {        File file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory()                + File.separator + director);        return file.exists();    }    /**     * create multiple director     * @param path     * @return     */    public static boolean createFile(String director) {        if (isFileExist(director)) {            return true;        } else {            File file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory()                    + File.separator + director);            if (!file.mkdirs()) {                return false;            }            return true;        }    }

   其中File.separator是表示分隔字元，在不同作業系統下是不同的，如windows就是代表"/"，而在Linux下卻是代表"\"。所以介意使用File.separator來代替分隔字元。File.mkdirs()表示建立一個檔案夾，且可附帶建立父目錄，而mkdir()不行，詳情的File大家可以查看官方文檔，或者看看這篇博文
   然後在activity中的button2加入響應事件

   case R.id.button2: {            Log.d("TEST", "example檔案夾存在?"+FileUtil.isFileExist("example"));            Log.d("TEST", "建立forexample檔案夾"+FileUtil.createFile("forexample"));            Toast.makeText(this, "IsFile", Toast.LENGTH_SHORT).show();            break;        }  

   運行後可以看到
   
   我們會發現在手機的sdcard目錄下建立了一個forexample的檔案夾。
   最後我們來實現檔案的讀和寫
   寫：

   /**     *      * @param director     *            (you don‘t need to begin with     *            Environment.getExternalStorageDirectory()+File.separator)     * @param fileName     * @param content     * @param encoding     *            (UTF-8...)     * @param isAppend     *            : Context.MODE_APPEND     * @return     */    public static File writeToSDCardFile(String directory, String fileName,            String content, String encoding, boolean isAppend) {        // mobile SD card path +path        File file = null;        OutputStream os = null;        try {            if (!createFile(directory)) {                return file;            }            file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory()                    + File.separator + directory + File.separator + fileName);            os = new FileOutputStream(file, isAppend);            if (encoding.equals("")) {                os.write(content.getBytes());            } else {                os.write(content.getBytes(encoding));            }            os.flush();        } catch (IOException e) {            Log.e("FileUtil", "writeToSDCardFile:" + e.getMessage());        } finally {            try {                if (os != null) {                    os.close();                }            } catch (IOException e) {                e.printStackTrace();            }        }        return file;    }    /**     * write data from inputstream to SDCard     */    public File writeToSDCardFromInput(String directory, String fileName,            InputStream input) {        File file = null;        OutputStream os = null;        try {            if (createFile(directory)) {                return file;            }            file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory()                    + File.separator + directory + File.separator + fileName);            os = new FileOutputStream(file);            byte[] data = new byte[bufferd];            int length = -1;            while ((length = input.read(data)) != -1) {                os.write(data, 0, length);            }            // clear cache            os.flush();        } catch (Exception e) {            Log.e("FileUtil", "" + e.getMessage());            e.printStackTrace();        } finally {            try {                os.close();            } catch (Exception e) {                e.printStackTrace();            }        }        return file;    }

   從上面可以看到有兩種寫入的方法，一種是將字串直接寫入，另一種是將資料流寫到檔案中。還有一點要提的是file的預設目錄就是sdcard的目錄，所以開頭不必每次都要加sdcard的目錄路徑。
   FileOutputStream(file, isAppend) 兩個參數，左邊是File檔案，而右邊是一個boolean值，為true時，資料將會接在原來檔案的後面寫入，而false是則會覆蓋。
   讀：

   public static String ReadFromSDCardFile(String directory,String fileName){        String res="";         File file = null;        file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory()                + File.separator + directory + File.separator + fileName);        try {            FileInputStream fis = new FileInputStream(file);            int length = fis.available();            byte [] buffer = new byte[length];             fis.read(buffer);
               //將位元組按照編碼格式轉成字串            res = EncodingUtils.getString(buffer, "UTF-8");            fis.close();            return res;        }catch (FileNotFoundException  e) {            // TODO Auto-generated catch block            Log.d("TEST", "FileNotFound");            e.printStackTrace();        }catch (Exception  e) {            Log.d("TEST", "Can Not Open File");            e.printStackTrace();        }        return null;         }

   編碼預設是UTF-8，若是想要改變的話，將其作為參數傳入就行。
   Activity中在按鈕中加入響應

   case R.id.button3: {            FileUtil.writeToSDCardFile("forexample", "test.txt",                       editText.getText().toString(), "UTF-8", true);            Toast.makeText(this, "WriteFile", Toast.LENGTH_SHORT).show();            break;        }         case R.id.button4: {            textView.setText(FileUtil.ReadFromSDCardFile("forexample", "test.txt"));            Toast.makeText(this, "ReadFile", Toast.LENGTH_SHORT).show();            break;        }

   在文字編輯框上寫入“我是cpacm”，先點擊writefile按鈕，再點擊ReadFile，得到運行結果

   同時在根目錄下的forexample檔案夾裡會找到test.txt，裡面有著“我是cpacm”的一行字。到此，檔案的讀寫成功。
   （2）放在該應用資料目錄下的檔案讀寫
        儲存在應用目錄下的私人資料目錄，通常不會通過File類的方式直接讀寫，而是利用一些封裝過的類或函數來操作。一般可以通過Context.openFileOutput來執行。
       在Activity加入兩個方法，分別為檔案的讀和寫

       public void writeFile(String fileName,String writestr){         try{                 FileOutputStream fout =openFileOutput(fileName,MODE_PRIVATE);                 byte [] bytes = writestr.getBytes();                 fout.write(bytes);                 fout.close();               }                 catch(Exception e){                 e.printStackTrace();                }         }         //讀資料    public String readFile(String fileName){       String res="";       try{              FileInputStream fin = openFileInput(fileName);              int length = fin.available();              byte [] buffer = new byte[length];              fin.read(buffer);                  res = EncodingUtils.getString(buffer, "UTF-8");              fin.close();              }          catch(Exception e){              e.printStackTrace();          }          return res;     }

   同時在按鈕的響應中加入

   case R.id.button5: {            writeFile("test2.txt",editText.getText().toString());            Toast.makeText(this, "WritePrivateFile", Toast.LENGTH_SHORT).show();            break;        }         case R.id.button6: {            textView.setText(readFile("test2.txt"));            Toast.makeText(this, "ReadPrivateFile", Toast.LENGTH_SHORT).show();            break;        }

   跟上張一樣。

   最後不要忘記在設定檔中聲明許可權

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

  二、Android設定檔案的使用

使用者在使用應用時，常常會有一些個人偏好。為了滿足不同使用者的需求，應用通常會提供對應的設定項（Preference），讓使用者根據自己的喜好選擇。這些設定資訊會儲存在本地並進行結構化地展示，使使用者可以編輯。

1. 設定檔案的儲存和使用
   
   Android應用的設定資料，可以通過android.content.SharedPreferences類來表示。它提供了一組資料讀取的介面，可以從設定檔案中讀取給定索引值的整形數，布爾型數等資料。
   首先是擷取SharedPreferences
   

   private SharedPreferences userInfo;

           //在介面組件或服務元件中調用，構造應用預設的設定檔案，預設檔案名稱字為_preferences.xml        //userInfo = PreferenceManager.getDefaultSharedPreferences(this);          //或擷取指定名字的SharedPreferences對象  參數分別為儲存的檔案名稱和儲存模式。        userInfo = getSharedPreferences("preferences", Activity.MODE_PRIVATE);                 //讀取資料，如果無法找到則會使用預設值        String username = userInfo.getString("name", "未定義姓名");          String msg = userInfo.getString("msg", "未定義資訊");        //顯示文本        textView.setText(username+","+msg);

   兩種擷取方式，預設或者指定一個檔案
   接下來加入響應按鈕

           case R.id.button7: {            //獲得SharedPreferences的編輯器            SharedPreferences.Editor editor = userInfo.edit();            //將資訊存入相應的索引值中            editor.putString("name", editText.getText().toString()).commit();            Toast.makeText(this, "SetName", Toast.LENGTH_SHORT).show();            break;        }         case R.id.button8: {            //獲得SharedPreferences的編輯器            SharedPreferences.Editor editor = userInfo.edit();            //將資訊存入相應的索引值中ss            editor.putString("msg", editText.getText().toString()).commit();            Toast.makeText(this, "SetMessage", Toast.LENGTH_SHORT).show();            break;        }         case R.id.button9: {
               //獲得SharedPreferences檔案            userInfo = getSharedPreferences("preferences", Activity.MODE_PRIVATE);            String username = userInfo.getString("name", "未定義姓名");              String msg = userInfo.getString("msg", "未定義資訊");            textView.setText(username+","+msg);            Toast.makeText(this, "ShowMsg", Toast.LENGTH_SHORT).show();            break;        }         case R.id.button10: {
               //輸出XML檔案            textView.setText(print());            Toast.makeText(this, "ShowXML", Toast.LENGTH_SHORT).show();            break;        }

   按鈕7,8可以設定資訊，按鈕9則從SharedPreferences檔案中讀取資訊並顯示在文字框中。按鈕10會顯示這個XML檔案中的所有資訊。
   
   
   訪問其他應用中的Preference(在SecondApp中訪問FirstApp的資料)，前提條件是：FirstApp的preference建立時指定了Context.MODE_WORLD_READABLE或者Context.MODE_WORLD_WRITEABLE許可權。

   如：在<package name>為com.first.app的應用使用下面語句建立了preference("first_app_perferences")。

   Java代碼getSharedPreferences("first_app_perferences", Context.MODE_WORLD_READABLE);  

   在SecondApp中要訪問FirstApp應用中的preference，首先需要建立FirstApp應用的Context，然後通過Context 訪問preference ，訪問preference時會在應用所在包下的shared_prefs目錄找到preference

   Context firstAppContext = createPackageContext("com.first.app", Context.CONTEXT_IGNORE_SECURITY);   SharedPreferences sharedPreferences = firstAppContext.getSharedPreferences("first_app_perferences",  Context.MODE_WORLD_READABLE);   String name = sharedPreferences.getString("name", "");  int age = sharedPreferences.getInt("age", 0); 

   如果不通過建立Context訪問FirstApp應用的preference，可以以讀取xml檔案方式直接存取FirstApp應用的preference對應的xml檔案，

   如： 
   File xmlFile = new File(“/data/data/<package name>/shared_prefs/first_app_perferences.xml”);//<package name>應替換成應用的包名: com.first.app

    

2. 設定介面組件
   有一類特殊的Preference對象：android.preference.PreferenceGroup。它是容器型的Preference對象，負責管理一組相關聯的Preference對象。設定項編輯的介面組件，通常派生自android.preference.PreferenceActivity類。它可以將一個定製好的設定樹轉換成對應的控制項呈現出來。
   

   public class PreferencesDemo extends PreferenceActivity{     @Override     public void onCreate(Bundle savadInstanceState){         super.onCreate(savadInstanceState);         this.addPreferencesFromResource(R.xml.preference);     }}

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