安卓通过USB存储文件技术的两种方法-USB框架和SAF框架

安卓设备通过USB与外设通信有两种形式（无需ROOT）：

与设备之间相互发送命令：用串口通信比较多，建议在github搜索felHR85，使用串口通信的前提是，外设支持串口通信且有串口通信的协议，外设不是单纯的存储设备
只读取设备的文件，有时需要删除文件：
1. 方法一：通过USB挂载外设到文件系统，然后获取USB权限，把USB设备映射为存储设备，可以在GitHub上搜索libaums框架或者Usb Mass Storage for Android框架，前者是收藏最多的USB存储框架，后者是比较简单好用的框架。两者的实现原理相同。
2. 方法二：有的USB设备不能完成上面两个框架所必须的初始化，比如我在初始化时遇到了claim interface failed的报错，这个报错是由native方法：native_claim_interface(int interfaceID, boolean force)抛出。从网上是找不到解决方案的，估计是设备不兼容。这时候直接打开文件管理，看USB设备是不是能在文件管理中直接看到，如果可以，我们可以认为它其实已经挂载了，所以libaums框架或者Usb Mass Storage for Android框架可能并不适用。我们直接把它当成SD卡的文件进行读取，实际上也支持删除文件。
下面介绍方法一和方法二的使用

如果你尝试了方法一行不通，可以转为使用方法二。两者都需要注册一个广播监听USB的插入和拔出，方法一还需要监听USB权限的获取结果：
```
public class UsbReceiver extends BroadcastReceiver {private static final String TAG = "UsbReceiver";public static final String ACTION_USB_PERMISSION = "ACTION_USB_PERMISSION";@Overridepublic void onReceive(Context context, Intent intent) {String action = intent.getAction();switch (action) {case UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_ATTACHED:Log.d(TAG, "onReceive: USB_DEVICE_ATTACHED");break;case UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_DETACHED:Log.d(TAG, "onReceive: USB_DEVICE_DETACHED");break;case ACTION_USB_PERMISSION://方法二不需要Log.d(TAG, "onReceive: ACTION_USB_PERMISSION");break;}}
}
```
注册这个广播：
```
private void initUsbReceiver() {mUsbReceiver = new UsbReceiver();//注册广播,监听USB插入和拔出IntentFilter intentFilter = new IntentFilter();intentFilter.addAction(UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_ATTACHED);intentFilter.addAction(UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_DETACHED);intentFilter.addAction(UsbReceiver.ACTION_USB_PERMISSION);registerReceiver(mUsbReceiver, intentFilter);
}
@Overrideprotected void onDestroy() {super.onDestroy();unregisterReceiver(mUsbReceiver);}
```
这是动态注册广播的方式，不需要在manifest文件再注册了。

方法一详细使用：

1.申请存取权限：

1.github搜索并集成上述两种框架的一种

在manifest中加入：

<uses-permission android:name="android.permission.USB_PERMISSION" />
<uses-feature android:name="android.hardware.usb.host" />
<uses-permissionandroid:name="android.hardware.usb.host"android:required="true" />
<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />
<uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE" />

USB_PERMISSION就是后续需要在代码中动态请求的USB权限，我们知道现在安卓设备基本都需要动态请求权限了。

android:required="true"的意思是，如果安卓设备不支持USB权限，APP直接不能安装在这个设备上。

public void checkPermission() {List<String> ps = new ArrayList<>();if (ContextCompat.checkSelfPermission(MainActivity.this, Manifest.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {ps.add(Manifest.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE);}if (ContextCompat.checkSelfPermission(MainActivity.this, Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {ps.add(Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE);}if (ps.size() > 0) {String[] pers = new String[ps.size()];for (int i = 0; i < ps.size(); i++) {pers[i] = ps.get(i);}ActivityCompat.requestPermissions(this, pers, REQUEST_PERMISSION_CODE);}
}

@Override
public void onRequestPermissionsResult(int requestCode, @NonNull String[] permissions, @NonNull int[] grantResults) {super.onRequestPermissionsResult(requestCode, permissions, grantResults);if (requestCode == REQUEST_PERMISSION_CODE) {for (int i = 0; i < permissions.length; i++) {Log.i("MainActivity", "申请的权限为：" + permissions[i] + ",申请结果：" + grantResults[i]);}} else {if (grantResults.length > 0 && grantResults[0] == PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {} else {Toast.makeText(this, "需要读写权限来保存并上传数据！", Toast.LENGTH_SHORT).show();}}
}

2.USB读取和使用

//三个全局变量
private UsbDevice mDevice;
private UsbDeviceConnection mConnection;
private PendingIntent mPermissionIntent;

//初始化
private void init() {mUsbManager = (UsbManager) getContext().getSystemService(Context.USB_SERVICE);mPermissionIntent = PendingIntent.getBroadcast(getContext(), 0, new Intent(UsbReceiver.ACTION_USB_PERMISSION), PendingIntent.FLAG_IMMUTABLE);
}

//请求权限和读取,使用
private void test() {try {HashMap<String, UsbDevice> list = mUsbManager.getDeviceList();Iterator<UsbDevice> iterator = list.values().iterator();while (iterator.hasNext()) {mDevice = iterator.next();// 申请USB权限,权限申请成功后，会收到上面注册的广播，然后需再调用test()方法if (!mUsbManager.hasPermission(mDevice)) {mUsbManager.requestPermission(mDevice, mPermissionIntent);return;}}//Usb Mass Storage for Android框架举例mConnection = mUsbManager.openDevice(mDevice);VirtualFileSystem fileSystem = new VirtualFileSystem(mDevice, mConnection);if (fileSystem.mount(0)) { //这里如果报错，可能要考虑更换方法二Toast.makeText(getContext(), "挂载成功", Toast.LENGTH_LONG).show();}for (VFSFile file : fileSystem.listFiles()) {Log.d(TAG, "test: file : " + file);//在这里对文件进行操作}
} catch (Exception e) {Log.d(TAG, "test: " + e.getMessage());}
}

方法二使用详解：

如果方法一行不通，看插上USB设备后，能否在文件管理中看到，如果可以的话，直接把USB设备当着SD卡，用方法二进行操作：

1.申请存取权限：

在manifest中加入：

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

动态申请权限：

public void checkPermission() {List<String> ps = new ArrayList<>();if (ContextCompat.checkSelfPermission(MainActivity.this, Manifest.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {ps.add(Manifest.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE);}if (ContextCompat.checkSelfPermission(MainActivity.this, Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {ps.add(Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE);}if (ps.size() > 0) {String[] pers = new String[ps.size()];for (int i = 0; i < ps.size(); i++) {pers[i] = ps.get(i);}ActivityCompat.requestPermissions(this, pers, REQUEST_PERMISSION_CODE);}
}

@Override
public void onRequestPermissionsResult(int requestCode, @NonNull String[] permissions, @NonNull int[] grantResults) {super.onRequestPermissionsResult(requestCode, permissions, grantResults);if (requestCode == REQUEST_PERMISSION_CODE) {for (int i = 0; i < permissions.length; i++) {Log.i("MainActivity", "申请的权限为：" + permissions[i] + ",申请结果：" + grantResults[i]);}} else {if (grantResults.length > 0 && grantResults[0] == PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {} else {Toast.makeText(this, "需要读写权限来保存并上传数据！", Toast.LENGTH_SHORT).show();}}
}

2.开始文件操作

安卓的文件操作要求越来越严格，我建议不要使用添加

android:preserveLegacyExternalStorage="true"
android:requestLegacyExternalStorage="true"

或者修改targetsdk = 29等骚操作来规避安卓文件安全要求，这是种迟早过时的办法，有的手机也已经没办法规避了。

建议使用安卓官方推荐的SAF框架进行文件存取：

SAF包含一个文档提供程序(Document provider) ，这个文档提供程序包含了USB：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-twecfElt-1660053575217)(https://upload-images.jianshu.io/upload_images/27762813-90cabc4bffd1c9bc.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)]

让我们能够跳转到文档选择界面，选择自己要操作的文档，然后返回它的URI，并通过ContentResolver对其进行操作。

选择文件：

    private static final int ACTIVITY_CHOOSE_FILE = 689;public void onBrowse() {Intent chooseFile;chooseFile = new Intent(Intent.ACTION_OPEN_DOCUMENT);//chooseFile = new Intent(Intent.ACTION_OPEN_DOCUMENT_TREE); //选择文件夹chooseFile.addCategory(Intent.CATEGORY_OPENABLE);//设置自己所需文件的MIME类型chooseFile.setType("application/octet-stream"); startActivityForResult(chooseFile, ACTIVITY_CHOOSE_FILE);}

操作文件

    @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.Q)public void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data) {if (resultCode != RESULT_OK) return;String path = "";if (requestCode == ACTIVITY_CHOOSE_FILE) {Uri uri = data.getData();String fileName = uri.getPath().split(":")[1];File file = uriToFileApiQ(uri, fileName, getContext());if (file.exists()) {Log.d(TAG, "onActivityResult: file exists");}System.out.print("Path  = " + file);}}//URI转File@RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.Q)public static File uriToFileApiQ(Uri uri, String fileName, Context context) {File file = null;if (uri == null) return file;//android10以上转换if (uri.getScheme().equals(ContentResolver.SCHEME_FILE)) {file = new File(uri.getPath());} else if (uri.getScheme().equals(ContentResolver.SCHEME_CONTENT)) {//把文件复制到沙盒目录,我们对沙盒目录的文件有权限进行任何操作，也可以用DocumentFile.fromSingleUri来获取一个DocumentFile对象来做操作，但这个对象不是File的子类！ContentResolver contentResolver = context.getContentResolver();try {InputStream is = contentResolver.openInputStream(uri);File cache = new File(context.getCacheDir().getAbsolutePath(), fileName);FileOutputStream fos = new FileOutputStream(cache);FileUtils.copy(is, fos);file = cache;fos.close();is.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}DocumentFile.fromSingleUri(context, uri).delete();//可以删除文件}return file;}