3. 分区存储核心原理：MediaStore 机制、沙箱目录结构、SAF 作用、直接文件路径限制

自 Android 10（API 29）起，分区存储成为强制访问模型。应用不再拥有对整个外部存储的完全文件路径访问权限，而是被限制在三个互不重叠的访问通道内。本章将从原理层剖析这四个核心概念，并给出对应的实现基线与边界条件。

3.1 MediaStore 机制：统一媒体文件入口

MediaStore 是 Android 系统提供的内容提供者（ContentProvider），对外暴露 content:// URI。应用通过 ContentResolver 操作 MediaStore 元数据表来读写共享媒体文件（图片、视频、音频）。

ContentValues values = new ContentValues();
values.put(MediaStore.Images.Media.DISPLAY_NAME, "photo_2024.jpg");
values.put(MediaStore.Images.Media.MIME_TYPE, "image/jpeg");
values.put(MediaStore.Images.Media.RELATIVE_PATH, Environment.DIRECTORY_PICTURES + "/AppAlbum");
Uri uri = contentResolver.insert(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, values);
// 通过 uri 打开输出流写入文件数据
OutputStream os = contentResolver.openOutputStream(uri);

3.2 沙箱目录结构：应用专属隔离空间

每个应用在外部存储中拥有独立的沙箱目录，无需任何权限即可读写。该目录位于 Android/data/<package_name>/ 下，系统会在应用卸载时自动清除。

• 通过 context.getExternalFilesDir(type) 获取专有目录，例如 getExternalFilesDir(Environment.DIRECTORY_DOCUMENTS)。
• 通过 context.getExternalCacheDir() 获取缓存目录。
• 沙箱目录 不可 通过 MediaStore 查询，只能使用 File API 直接读写。
• Android 11 起，沙箱目录外的文件即使应用有 READ_EXTERNAL_STORAGE 也默认不可访问。

3.3 SAF（Storage Access Framework）作用：跨沙箱文件选择

SAF 提供了一套标准的系统 UI 让用户选择文档或目录，应用获得用户授予的 URI 读写权限。它不依赖文件路径，完全基于 URI 和 DocumentFile 操作。

3.4 直接文件路径限制

自 Android 10 起，禁止使用 Environment.getExternalStorageDirectory() 和 /sdcard/ 硬编码路径访问共享存储中的任意文件。该限制使应用必须通过 MediaStore、SAF 或沙箱目录这三种合法通道操作文件。

• 读取：只能通过 MediaStore URI 或 SAF URI 读取图片、视频、音频等。
• 写入：只能通过 MediaStore 插入新记录或通过 SAF 创建文档。
• 例外：沙箱目录（getExternalFilesDir）不受路径限制，但仅限应用自身数据。

3.5 三通道对比矩阵

3.6 性能与稳定性注意点

• MediaStore 批量操作：使用 ContentProviderOperation 批量插入/更新可提升效率，避免逐行事务。
• SAF 树 URI 递归：遍历大量文件时应使用 DocumentFile.listFiles() 并在后台线程执行，防止 UI 卡顿。
• 沙箱目录空间管理：应用应主动清理无用文件，避免占用过多外存触发系统清理弹窗。
• 直接路径检测：在旧代码中搜索 /sdcard、Environment.getExternalStorageDirectory() 等模式，尽早替换。