Android Q 沙箱适配多媒体文件总结

摘要：综述所有内容的访问变化见下图外部媒体文件的扫描，读取和写入最容易被踩坑的应该是，对外部媒体文件，照片，视频，图片的读取或写入。一句话介绍，就是系统中的一个多媒体数据库。这里需要注意是无法获取到文件的。强烈呼吁的正式版能修正这个设计缺陷。

所有内容的访问变化见下图：

最容易被踩坑的应该是，对外部媒体文件，照片，视频，图片的读取或写入。

首先是扫描。扫描依然是使用 query MediaStore 的方式。一句话介绍 MediaStore，MediaStore 就是Android系统中的一个多媒体数据库。代码如下图所示，以搜索本地视频为例子：

protected List doInBackground(Void... params) {
    mContentResolver = context.getContentResolver();

    String[] mediaColumns = { MediaStore.Video.Media._ID, MediaStore.Video.Media.DATA,
            MediaStore.Video.Media.TITLE, MediaStore.Video.Media.MIME_TYPE,
            MediaStore.Video.Media.DISPLAY_NAME, MediaStore.Video.Media.SIZE,
            MediaStore.Video.Media.DATE_ADDED, MediaStore.Video.Media.DURATION,
            MediaStore.Video.Media.WIDTH, MediaStore.Video.Media.HEIGHT };

    Cursor mCursor = mContentResolver.query(MediaStore.Video.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, mediaColumns,
            null, null, MediaStore.Video.Media.DATE_ADDED);


    if (mCursor == null) {
        return null;
    }

    // 注意，DATA 数据在 Android Q 以前代表了文件的路径，但在 Android Q上该路径无法被访问，因此没有意义。
    ixData = mCursor.getColumnIndexOrThrow(MediaStore.Video.Media.DATA);
    ixMime = mCursor.getColumnIndexOrThrow(MediaStore.Video.Media.MIME_TYPE);
    // ID 是在 Android Q 上读取文件的关键字段
    ixId = mCursor.getColumnIndexOrThrow(MediaStore.Video.Media._ID);
    ixSize = mCursor.getColumnIndexOrThrow(MediaStore.Video.Media.SIZE);
    ixTitle = mCursor.getColumnIndexOrThrow(MediaStore.Video.Media.TITLE);

    allImages = new ArrayList();
    mTotalVideoCount = 0;

    mCursor.moveToLast();
    
    while (mCursor.moveToPrevious()) {
       if (addVideo(mCursor) == 0) {
           continue;
       } else if (addVideo(mCursor) == 1) {
           break;
       }
    }

    mCursor.close();
    
    return allImages;
}

既然 data 不可用，就需要知晓 id 的使用方式，首先是使用 id 拼装出 content uri ，如下所示：

public getRealPath(String id) {
    return MediaStore.Video.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI.buildUpon().appendPath(String.valueOf(id)).build().toString();
}

Image 同理换成 MediaStore.Images。

其次，是读取 content uri。这里需要注意 File file = new File(contentUri); 是无法获取到文件的。file.exist() 为 false。

那么就产生两个问题：1. 如何确定 ContentUri 形式的文件存在 2. 如何读取或写入文件。

首先，对于 Content Uri 的读取，必须借助于 ContentResolver。

其次，对于 1，没有找到 Google 文档中提供比较容易的API，只能采用打开 FileDescriptor 是否成功的形式，代码如下所示：

public boolean isContentUriExists(Context context, Uri uri) {
    if (null == context) {
        return false;
    }
    ContentResolver cr = context.getContentResolver();
    try {
        AssetFileDescriptor afd = cr.openAssetFileDescriptor(uri, "r");
        if (null == afd) {
            iterator.remove();
        } else {
            try {
                afd.close();
            } catch (IOException e) {
            }
        }
    } catch (FileNotFoundException e) {
        return false;
    }

    return true;
}

这种方法最大的问题即是，对应于一个同步 I/O 调用，易造成线程等待。因此，目前对于 MediaStore 中扫描出来的文件可能不存在的情况，没有直接的好方法可以解决过滤。

对于问题 2，如 1 所示，可以借助 Content Uri 从 ContentResolver 里面拿到 AssetFileDescriptor，然后就可以拿到 InputSteam 或 OutputStream，那么接下来的读取和写入就非常自然，如下所示：

public static void copy(File src, ParcelFileDescriptor parcelFileDescriptor) throws IOException {
    FileInputStream istream = new FileInputStream(src);
    try {
        FileOutputStream ostream = new FileOutputStream(parcelFileDescriptor.getFileDescriptor());
        try {
            IOUtil.copy(istream, ostream);
        } finally {
            ostream.close();
        }
    } finally {
        istream.close();
    }
}

public static void copy(ParcelFileDescriptor parcelFileDescriptor, File dst) throws IOException {
    FileInputStream istream = new FileInputStream(parcelFileDescriptor.getFileDescriptor());
    try {
        FileOutputStream ostream = new FileOutputStream(dst);
        try {
            IOUtil.copy(istream, ostream);
        } finally {
            ostream.close();
        }
    } finally {
        istream.close();
    }
}
    
    
public static void copy(InputStream ist, OutputStream ost) throws IOException {
    byte[] buffer = new byte[4096];
    int byteCount = 0;
    while ((byteCount = ist.read(buffer)) != -1) {  // 循环从输入流读取 buffer字节
        ost.write(buffer, 0, byteCount);        // 将读取的输入流写入到输出流
    }
}

这里仅以 Video 示例，Image、Downloads 基本类似：

public static Uri insertVideoIntoMediaStore(Context context, String fileName) {
    ContentValues contentValues = new ContentValues();
    contentValues.put(MediaStore.Video.Media.DISPLAY_NAME, fileName);
    contentValues.put(MediaStore.Video.Media.DATE_TAKEN, System.currentTimeMillis());
    contentValues.put(MediaStore.Video.Media.MIME_TYPE, "video/mp4");

    Uri uri = context.getContentResolver().insert(MediaStore.Video.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, contentValues);
    return uri;
}

这里所做的，只是往 MediaStore 里面插入一条新的记录，MediaStore 会返回给我们一个空的 Content Uri，接下来问题就转化为往这个 Content Uri 里面写入，那么应用上一节所述的代码即可实现。

在 Android Q 上已经拿不到 Video 的 Thumbnail 路径了，又由于没有暴露 Video 的 Thumbnail 的 id ，导致了 Video 的 Thumbnail 只能使用实时获取 Bitmap 的方法，如下所示：

private Bitmap getThumbnail(ContentResolver cr, long videoId) throws Throwable {
    return MediaStore.Video.Thumbnails.getThumbnail(cr, videoId, MediaStore.Video.Thumbnails.MINI_KIND,
            null);
}

可以进去看 Android SDK 的实现，其中最关键的部分是：

String column = isVideo ? "video_id=" : "image_id=";
c = cr.query(baseUri, PROJECTION, column + origId, null, null);
if (c != null && c.moveToFirst()) {
    bitmap = getMiniThumbFromFile(c, baseUri, cr, options);
    if (bitmap != null) {
        return bitmap;
    }
}

进一步再进去看，可以发现直接就把 Video/Image 文件打开计算 Thumbnail。

private static Bitmap getMiniThumbFromFile(
        Cursor c, Uri baseUri, ContentResolver cr, BitmapFactory.Options options) {
    Bitmap bitmap = null;
    Uri thumbUri = null;
    try {
        long thumbId = c.getLong(0);
        String filePath = c.getString(1);
        thumbUri = ContentUris.withAppendedId(baseUri, thumbId);
        ParcelFileDescriptor pfdInput = cr.openFileDescriptor(thumbUri, "r");
        bitmap = BitmapFactory.decodeFileDescriptor(
                pfdInput.getFileDescriptor(), null, options);
        pfdInput.close();
    } catch (FileNotFoundException ex) {
        Log.e(TAG, "couldn"t open thumbnail " + thumbUri + "; " + ex);
    } catch (IOException ex) {
        Log.e(TAG, "couldn"t open thumbnail " + thumbUri + "; " + ex);
    } catch (OutOfMemoryError ex) {
        Log.e(TAG, "failed to allocate memory for thumbnail "
                + thumbUri + "; " + ex);
    }
    return bitmap;
}

这个 API 毫无疑问设计的非常不合理，没有暴露 Thumbnail 的系统缓存给开发者，造成了每次都要重新I/O 计算的极大耗时。强烈呼吁 Android Q 的正式版能修正这个 API 设计缺陷。