Scoped Storage — คืออะไร การจัดการไฟล์และการเข้าถึงพื้นที่จัดเก็บ

Scoped Storage ใน Android คืออะไร

Scoped Storage คือการเปลี่ยนแปลงทางสถาปัตยกรรมใน Android 10 (API 29) ที่เปลี่ยนแปลงวิธีการที่แอปพลิเคชันเข้าถึงระบบไฟล์ของอุปกรณ์อย่างสิ้นเชิง แทนที่จะเข้าถึงพื้นที่จัดเก็บร่วมได้อย่างเต็มที่ แอปจะเข้าถึงได้เฉพาะแซนด์บ็อกซ์ของตนเองและคอลเล็กชันมีเดียเฉพาะผ่าน MediaStore

ก่อน Scoped Storage แอปใดๆ ที่มีสิทธิ์ READ_EXTERNAL_STORAGE สามารถอ่านไฟล์ทั้งหมดในพื้นที่จัดเก็บร่วมได้ — รูปภาพ เอกสาร ดาวน์โหลด ข้อมูลของแอปอื่นๆ สิ่งนี้สร้างความเสี่ยงด้านความเป็นส่วนตัว: แอปที่ไม่น่าเชื่อถือสามารถรวบรวมข้อมูลผู้ใช้โดยที่ผู้ใช้ไม่รู้ตัว

ตาม Google I/O 2019 ผู้ใช้ Android กว่า 65% ถือว่าความเป็นส่วนตัวของข้อมูลเป็นปัจจัยสำคัญในการเลือกแอป Scoped Storage คือการตอบสนองโดยตรงต่อความต้องการนี้: แต่ละแอปทำงานในสภาพแวดล้อมที่แยกออกจากกัน และเข้าถึงข้อมูลของแอปอื่นได้ก็ต่อเมื่อได้รับความยินยอมอย่างชัดแจ้งจากผู้ใช้เท่านั้น

สำคัญ: Scoped Storage ใน Android 10 เป็นทางเลือก (แอปสามารถปิดใช้งานผ่าน requestLegacyExternalStorage) ตั้งแต่ Android 11 (API 30) เป็นต้นไป Scoped Storage กลายเป็นข้อบังคับสำหรับทุกแอป โดยไม่คำนึงถึง target SDK

ทำไมจึงต้องมี Scoped Storage

Google นำ Scoped Storage มาใช้เพื่อแก้ปัญหาพื้นฐานสามประการของรูปแบบการเข้าถึงไฟล์แบบเก่า: ความเป็นส่วนตัว การจัดการสิทธิ์ และการทำความสะอาดไฟล์ที่เหลืออยู่

ปัญหาความเป็นส่วนตัว

ในรูปแบบเก่า แอปที่มี READ_EXTERNAL_STORAGE สามารถสแกนพื้นที่จัดเก็บร่วมทั้งหมดและรวบรวมข้อมูลเมตาของไฟล์ผู้ใช้ — พิกัดทางภูมิศาสตร์ของรูปภาพ ชื่อเอกสาร โครงสร้างไดเรกทอรี Scoped Storage ขจัดความเป็นไปได้นี้: แม้จะมีสิทธิ์ แอปจะเห็นเฉพาะไฟล์ที่สร้างขึ้นเองและไฟล์ที่ผู้ใช้เลือกอย่างชัดแจ้งผ่าน SAF

ปัญหาการทำความสะอาดเมื่อถอนการติดตั้งแอป

ก่อน Scoped Storage แอปสามารถทิ้งไฟล์ไว้ในพื้นที่จัดเก็บร่วมหลังจากการถอนการติดตั้ง เมื่อเวลาผ่านไป ไดเรกทอรี ขยะ จะสะสมมากขึ้น Scoped Storage แก้ปัญหานี้: ไฟล์ทั้งหมดในแซนด์บ็อกซ์ของแอปจะถูกลบพร้อมกับแอป และไฟล์ผ่าน MediaStore มีเจ้าของและสามารถทำความสะอาดโดยระบบได้

Scoped Storage เป็นส่วนหนึ่งของกลยุทธ์ ความเป็นส่วนตัว โดยรวมของ Google ใน Android ซึ่งรวมถึงสิทธิ์ "เฉพาะขณะใช้งาน" ตัวบ่งชี้การเข้าถึงกล้องและไมโครโฟน และแผงควบคุมความเป็นส่วนตัว

ไดเรกทอรีส่วนตัวของแอป

แต่ละ แอปใน Android จะได้รับไดเรกทอรีส่วนตัวของตนเอง ซึ่งเข้าถึงได้ผ่าน Context.getFilesDir() และ context.getCacheDir() สำหรับการเข้าถึงไดเรกทอรีส่วนตัวภายนอก (ที่ใช้ร่วมกัน) จะใช้ Context.getExternalFilesDir()

ใน Scoped Storage แอปมี การเข้าถึงอย่างเต็มที่ ไปยังไดเรกทอรีส่วนตัวภายนอกโดยไม่ต้องมีสิทธิ์ใดๆ นี่คือสถานที่หลักสำหรับจัดเก็บไฟล์ที่ไม่ควรเข้าถึงได้โดยแอปอื่น หรือที่แอปสร้างขึ้นเพื่อการใช้งานของตนเอง

import android.os.Environment
import java.io.File
import java.io.IOException

class FileManager {

    fun saveToAppStorage(context: Context, fileName: String, data: ByteArray) {
        val appDir = context.getExternalFilesDir(null)
            ?: return
        val file = File(appDir, fileName)
        file.writeBytes(data)
    }

    fun readFromAppStorage(context: Context, fileName: String): ByteArray? {
        val appDir = context.getExternalFilesDir(null)
            ?: return null
        val file = File(appDir, fileName)
        return file.takeIf { it.exists() }?.readBytes()
    }
}

พาธไปยังไดเรกทอรีส่วนตัวภายนอก: /storage/emulated/0/Android/data/{packageName}/files/ ตั้งแต่ Android 11 เป็นต้นไป พาธไฟล์โดยตรงไม่สามารถใช้ได้ — ผ่าน API เท่านั้น นี่คือการเสริมความปลอดภัยอีกประการของ Scoped Storage

MediaStore — การเข้าถึงไฟล์มีเดีย

MediaStore คือ API หลักสำหรับการเข้าถึงไฟล์มีเดียที่ใช้ร่วมกัน (รูปภาพ วิดีโอ เสียง) ใน Scoped Storage แอปทำงานไม่ใช่กับพาธไฟล์ แต่กับ content URIs ที่จัดหาโดยผู้ให้บริการ MediaStore

MediaStore แบ่งออกเป็นสามคอลเล็กชันหลัก: Images, Video และ Audio แต่ละคอลเล็กชันรองรับการดำเนินการ CRUD ผ่าน ContentResolver ในการแทรกไฟล์ใหม่ลงในคอลเล็กชัน Images จะใช้ MediaStore.Images.Media ในการค้นหาไฟล์ที่มีอยู่ — query ด้วย URI ที่เกี่ยวข้อง

import android.content.ContentValues
import android.provider.MediaStore
import android.os.Environment
import java.io.OutputStream

fun saveImageToGallery(context: Context, bitmap: Bitmap, title: String) {
    val values = ContentValues().apply {
        put(MediaStore.Images.Media.DISPLAY_NAME, "$title.jpg")
        put(MediaStore.Images.Media.MIME_TYPE, "image/jpeg")
        put(
            MediaStore.Images.Media.RELATIVE_PATH,
            "${Environment.DIRECTORY_PICTURES}/MyApp"
        )
    }

    val uri = context.contentResolver
        .insert(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, values)
        ?: return

    context.contentResolver.openOutputStream(uri)?.use { output: OutputStream ->
        bitmap.compress(
            Bitmap.CompressFormat.JPEG,
            95,
            output
        )
    }
}

สำคัญ: MediaStore ไม่รองรับพาธไฟล์ต่างๆ — เฉพาะ content URIs การพยายามรับพาธไฟล์จาก URI ผ่าน MediaStore.Files.getContentUri() จะไม่ให้พาธโดยตรงไปยังไฟล์บน Android 11+ ให้ใช้ ContentResolver.openInputStream() และ openOutputStream() ในการทำงานกับเนื้อหาแทน

Storage Access Framework (SAF)

Storage Access Framework (SAF) คือ API สำหรับการเข้าถึงไฟล์และไดเรกทอรีต่างๆ นอกแซนด์บ็อกซ์ของแอป SAF จัดเตรียมอินเทอร์เฟซการเลือกไฟล์หรือไดเรกทอรีให้ผู้ใช้ หลังจากนั้นแอปจะได้รับ content URI ที่มีการเข้าชั่วคราว

SAF ใช้สำหรับสถานการณ์ที่ MediaStore ครอบคลุมไม่ถึง: การทำงานกับเอกสาร ต่างๆ (PDF, ZIP, APK) การเข้าถึงไดเรกทอรีบนการ์ด SD การนำเข้าและส่งออกไฟล์จากแอปอื่น ผู้ใช้เลือกไฟล์อย่างชัดแจ้งผ่านตัวเลือกไฟล์ของระบบ — ซึ่งรับประกันความยินยอมในการเข้าถึง

import android.app.Activity
import android.content.Intent
import android.net.Uri
import android.provider.DocumentsContract

const val REQUEST_CODE_PICK_DIR = 1001

fun pickDirectory(activity: Activity) {
    val intent = Intent(Intent.ACTION_OPEN_DOCUMENT_TREE)
    activity.startActivityForResult(intent, REQUEST_CODE_PICK_DIR)
}

fun handlePickResult(requestCode: Int, data: Intent?) {
    if (requestCode == REQUEST_CODE_PICK_DIR && data != null) {
        val treeUri: Uri = data.data ?: return

        // Take persistent URI permission
        val flags = Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION or
                       Intent.FLAG_GRANT_WRITE_URI_PERMISSION
        contentResolver.takePersistableUriPermission(treeUri, flags)
    }
}

SAF ให้แอปเข้าถึงไดเรกทอรีที่ผู้ใช้เลือกจนกว่าจะรีบูตอุปกรณ์ (เมื่อใช้ takePersistableUriPermission) นี่เป็นวิธีเดียวที่จะเข้าถึงไฟล์ต่างๆ ในพื้นที่จัดเก็บร่วมบน Android 11+

การโยกย้ายแอปไปยัง Scoped Storage

การโยกย้ายแอป Android ที่มีอยู่ไปยัง Scoped Storage ต้องมีการเปลี่ยนแปลงในหลายพื้นที่สำคัญ Google แนะนำวิธีการแบบเป็นขั้นตอนพร้อมการทดสอบบน Android 11+

แทนที่พาธไฟล์ด้วย content URIs

แทนที่การดำเนินการ File โดยตรงทั้งหมดในพื้นที่จัดเก็บร่วมด้วย ContentResolver.openInputStream / openOutputStream สำหรับไฟล์ในแซนด์บ็อกซ์ของแอป (getExternalFilesDir) พาธไฟล์ยังคงทำงานได้

อัปเดต AndroidManifest

ลบ READ_EXTERNAL_STORAGE และ WRITE_EXTERNAL_STORAGE หากไม่จำเป็นสำหรับสถานการณ์เฉพาะ (เช่น การจัดการไฟล์ — สำหรับนี้มีสิทธิ์พิเศษ MANAGE_EXTERNAL_STORAGE)

หลังการโยกย้าย ให้ทดสอบแอปบน Android 11+ (API 30) โดยตั้งค่า targetSdk = 30 หรือสูงกว่าใน build.gradle ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการดำเนินการไฟล์ทั้งหมดในพื้นที่จัดเก็บร่วมทำงานผ่าน MediaStore หรือ SAF ไม่ใช่ผ่านพาธไฟล์โดยตรง

import android.os.Build

fun isScopedStorage(): Boolean {
    return Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.Q
}

fun compatReadFile(context: Context, uri: Uri): ByteArray? {
    return if (isScopedStorage()) {
        context.contentResolver
            .openInputStream(uri)?.readBytes()
    } else {
        File(uri.path ?: return null)
            .takeIf { it.exists() }
            ?.readBytes()
    }
}

ตาม Google Play Console (2024) อุปกรณ์ Android ที่ใช้งานอยู่กว่า 78% ทำงานบน Android 10+ ที่มี Scoped Storage การโยกย้ายเป็นขั้นตอนบังคับสำหรับการเผยแพร่อัปเดตบน Google Play: แอปใหม่ต้องกำหนดเป้าหมาย API 31+ อัปเดต — API 30+