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Android R 新特性分析及适配指南

2021-03-12 15:48 2396 查看

Android R（Android 11 API 30）于2020年9月9日正式发布，随国内各终端厂商在售Android设备的版本更新升级，应用软件对Android R 版本的兼容适配已迫在眉睫。

对于Android R的新特性，这里按照以下几个方面进行了归纳：

分区存储、权限、隐私、性能、安全
。

官方文档描述：https://developer.android.google.cn/about/versions/11

一、分区存储

从Android 10（API 29）开始，Android

默认开启分区存储
功能，不过Android 10 可通过增加
android:requestLegacyExternalStorage="true"
配置
停用分区存储
； 从Android 11（API 30）开始，
强制执行分区存储
，对于Android 11及以上设备，
android:requestLegacyExternalStorage="true"
配置将不再有效。

Android 11 分区存储官方描述： https://developer.android.google.cn/training/data-storage#scoped-storage Android 10 默认开启分区存储： https://xiaxl.blog.csdn.net/article/details/103125117

1.1、访问目录

开启分区存储后，应用默认情况下只能访问

应用专属目录（内部存储、外部存储应用专属目录）
，以及
本应用所创建的特定类型的媒体文件
。

  • 应用专属目录 包括

    内部存储
    、
    外部存储专属目录
    （若应用包名com.xiaxl.demo）： 
    /data/data/com.xiaxl.demo/files,
    /sdcard/Android/data/com.xiaxl.demo/files
    分别采用以下API进行访问： 
    File appFile = new File(context.getFilesDir(), filename);
    File appExternalFile = new File(context.getExternalFilesDir(), filename);

  • 共享存储目录 包括媒体、文档和其他文件。例如DCIM、Pictures、Movies、Download等目录； 注： 

    Android 10(Android Q)中共享存储目录使用MediaStore API访问；
    Android 11(Android R)中共享存储目录支持MediaStore API与File API访问。
    为保证应用在Android 10、Android 11设备中，使用
    File API对共享存储目录具有相同的文件访问权限
    。建议在应用 AndroidManifest配置文件中，增加
    requestLegacyExternalStorage="true"
    标识，以
    关闭Android 10设备上的分区存储功能
    ，使
    分区存储只对Android 11以上设备生效
    ：

1.2、访问所需权限

  • 应用专属目录 应用专属目录（
    内部存储
    、
    外部存储专属目录
    ）的读写，Android 4.4以上设备不需要任何权限；
  • 共享存储目录 共享存储路径的读写，需要
    READ_EXTERNAL_STORAGE
    与
    WRITE_EXTERNAL_STORAGE
    权限；

Android 11以上设备中，如果您的应用再次请求

READ_EXTERNAL_STORAGE
权限时，动态权限申请弹窗将变化为
“您的应用正在请求访问照片和媒体”
。

文件媒体访问 官方描述： https://developer.android.google.cn/training/data-storage#scoped-storage

1.3、共享文件

如果需要与其他应用共享单个文件或应用数据，可以使用API：

  • FileProvider
    （分享自己的一个或多个文件） 如果应用需要将自己的一个或多个文件提供给其他应用，安全的做法是向接收方应用发送文件的内容 URI，并授予对该 URI 的临时访问权限。 Android 
    FileProvider
    组件提供了 
    getUriForFile()
    方法，用于生成文件的内容 
    URI
    。
  • ContentProvider
    （获取替他应用提供的数据） 如果您需要向其他应用提供数据，可以使用
    ContentProvider
    。 
    ContentProvider
    是一种标准接口，可将一个进程中的数据与另一个进程中运行的代码进行连。

Android 11 共享文件官方描述： https://developer.android.google.cn/training/data-storage#scoped-storage

1.4、所有文件的访问权限

有一些应用需要获取所有文件的访问权限，例如：文件管理器软件。 获取所有文件的访问权限，可申请

MANAGE_EXTERNAL_STORAGE
权限。

// 权限配置
<uses-permission android:name="android.permission.MANAGE_EXTERNAL_STORAGE" />

// 是否拥有MANAGE_EXTERNAL_STORAGE权限判断
Environment.isExternalStorageManager();

// 跳转到设置页，请求用户授权
Intent intent = new Intent();
intent.setAction(Settings.ACTION_MANAGE_ALL_FILES_ACCESS_PERMISSION);
startActivity(intent);

MANAGE_EXTERNAL_STORAGE
相关官方描述： https://developer.android.google.cn/training/data-storage/manage-all-files

二、权限

Android 11 中对权限进行了如下更改：

  • 新增 
    READ_PHONE_NUMBERS
    权限，获取手机号码；
  • 后台访问位置
    权限调整；
  • 用户
    多次针对某项特定的权限请求
    点
    拒绝
    ，表示用户希望
    不再询问
    ；
  • 应用
    长时间未使用
    ，系统会
    自动重置用户已授予敏感权限
    ；
  • 针对
    位置、麦克风、摄像头
    授权弹窗新增
    仅限这一次
    授权按钮；
  • SYSTEM_ALERT_WINDOW
    权限授权方式改变为系统自动授权；

参考 Android 11 权限更新官方文档： https://developer.android.google.cn/about/versions/11/privacy/permissions#one-time

2.1、新增 READ_PHONE_NUMBERS 权限

当应用的 

targetSdkVersion>=30
时，使用以下API
获取手机号码
时，需要申请
READ_PHONE_NUMBERS
权限，而不再是
READ_PHONE_STATE
权限。

  • TelephonyManager
    类和 
    TelecomManager
    类中的 
    getLine1Number()
    方法。
  • TelephonyManager
    类中不受支持的 
    getMsisdn()
    方法。

在Android 10及之前的设备，可以继续使用

READ_PHONE_STATE
获取手机号； 对Android11及以上设备，需获取
READ_PHONE_NUMBERS
权限，才能获取手机号；

<manifest>
<!-- 仅在Android 10及以下设备获取READ_PHONE_STATE权限，以获取终端手机号码-->
<uses-permission android:name="READ_PHONE_STATE"
android:maxSdkVersion="29" />
<!-- Android 11及以上设备获取READ_PHONE_NUMBERS权限，以获取终端手机号码-->
<uses-permission android:name="READ_PHONE_NUMBERS" />
</manifest>

对于

READ_PHONE_STATE
权限

READ_PHONE_NUMBERS
权限官方API描述： https://developer.android.google.cn/reference/android/Manifest.permission#READ_PHONE_NUMBERS

2.2、后台访问位置权限调整

  • 在Android10设备上，同时
    申请前台、后台位置权限
    时，并在用户选择
    始终允许
    后，才能获得后台位置权限。
  • 在Android11设备上，对于
    targetSdkVersion<=29(Android 10)
    的应用，同时
    申请前台、后台位置权限
    时，对话框不再提示始终允许字样，而是提供了位置权限的设置入口，需要
    用户在设置页面选择始终允许
    才能获得后台位置权限。
  • 在Android11设备上，对于
    targetSdkVersion=30(Android 11)
    的应用，同时
    申请前台、后台位置权限
    时，系统会忽略该请求，无任何响应（
    需首先获取前台位置权限，再次申请后台位置权限
    ）。
  • 在Android11设备上，对于
    targetSdkVersion=30(Android 11)
    的应用，
    先申请前台位置权限，后申请后台位置权限
    。

后台访问位置权限 官方描述： https://developer.android.google.cn/training/location/background

a、Android10设备

在Android10设备上，同时

申请前台、后台位置权限
时，并在用户选择
始终允许
后，才能获得后台位置权限。

// 在Android10设备上，同时 申请前台、后台位置权限
ActivityCompat.requestPermissions(this,
new String[]{
Manifest.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION,
Manifest.permission.ACCESS_BACKGROUND_LOCATION}, 101);

b、Android11设备 targetSdkVersion<=29

在Android11设备上，对于

targetSdkVersion<=29(Android 10)
的应用，同时
申请前台、后台位置权限
时，对话框不再提示始终允许字样，而是提供了位置权限的设置入口，需要
用户在设置页面选择始终允许
才能获得后台位置权限。

// 在Android11设备上，targetSdkVersion<=29的应用，同时 申请前台、后台位置权限
ActivityCompat.requestPermissions(this,
new String[]{
Manifest.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION,
Manifest.permission.ACCESS_BACKGROUND_LOCATION}, 101);

c、Android11设备 targetSdkVersion=30 同时申请前台、后台位置权限

  • 在Android11设备上，对于
    targetSdkVersion=30(Android 11)
    的应用，同时
    申请前台、后台位置权限
    时，系统会忽略该请求，无任何响应（
    需首先获取前台位置权限，再次申请后台位置权限
    ）。
// 在Android11设备上，targetSdkVersion=30的应用，同时 申请前台、后台位置权限
// 请求无反应，此为错误写法
ActivityCompat.requestPermissions(this,
new String[]{
Manifest.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION,
Manifest.permission.ACCESS_BACKGROUND_LOCATION}, 101);

d、Android11设备 targetSdkVersion=30 依次申请前台、后台位置权限

在Android11设备上，对于

targetSdkVersion=30(Android 11)
的应用，
先申请前台位置权限，后申请后台位置权限
。

// 在Android11设备上，targetSdkVersion=30的应用，申请前台位置权限
ActivityCompat.requestPermissions(this,
new String[]{
Manifest.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION}, 101);

Android11设备上，targetSdkVersion=30的应用，申请后台位置权限，直接跳转到设置页面。

// 在Android11设备上，targetSdkVersion=30的应用，申请后台位置权限
ActivityCompat.requestPermissions(this,
new String[]{
Manifest.permission.ACCESS_BACKGROUND_LOCATION}, 101);

2.3、用户
多次针对某项特定的权限请求
点
拒绝

在 Android 11 中，用户

多次针对某项特定的权限请求
点击了
拒绝
，那么应用再次请求该项权限时，用户将不会看到系统权限弹窗，该操作表示用户希望
不再询问
；

2.4、长时间未使用，自动重置已授予敏感权限

在 Android 11 中，当targetSdkVersion>=30时，

应用在一段时间内未使用
，系统会通过
自动重置用户已授予应用的运行时敏感权限
来保护用户数据；

2.5、新增“仅限这一次”授权按钮

从 Android 11（API 级别 30）开始，当应用请求与

位置、麦克风、摄像头
相关权限时，面向用户的授权对话框会包含
仅限这一次
选项；如果用户在对话框中选择
仅限这一次
，系统会向应用授予临时的单次授权。

权限申请API使用方式不变：

private void showCameraPreview() {
// 判断是否拥有Camera权限
if (ActivityCompat.checkSelfPermission(this, Manifest.permission.CAMERA)
== PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
// 进入Camera页面
// startCamera();
} else {
// 请求Camera权限
requestCameraPermission();
}
}

private void requestCameraPermission() {
// 判断Camera权限，之前是否已被用户"拒绝"
if (ActivityCompat.shouldShowRequestPermissionRationale(this,
Manifest.permission.CAMERA)) {
// 弹窗告诉用户，为什么需要Camera权限
Snackbar.make(mLayout, R.string.camera_access_required,
Snackbar.LENGTH_INDEFINITE).setAction(R.string.ok, new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View view) {
// 请求Camera权限
ActivityCompat.requestPermissions(MainActivity.this,
new String[]{Manifest.permission.CAMERA},
PERMISSION_REQUEST_CAMERA);
}
}).show();

} else {
// 请求Camera权限
ActivityCompat.requestPermissions(this,
new String[]{Manifest.permission.CAMERA}, PERMISSION_REQUEST_CAMERA);
}
}

@Override
public void onRequestPermissionsResult(int requestCode, @NonNull String[] permissions,
@NonNull int[] grantResults) {
if (requestCode == PERMISSION_REQUEST_CAMERA) {
// 用户授权Camera（用户选择"使用使用时允许"、"仅这一次允许"）
if (grantResults.length == 1
&& grantResults[0] == PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
// Permission has been granted. Start camera preview Activity.
Snackbar.make(mLayout, R.string.camera_permission_granted,
Snackbar.LENGTH_SHORT)
.show();
startCamera();
}
// 用户选择"拒绝"
else {
// Permission request was denied.
Snackbar.make(mLayout, R.string.camera_permission_denied,
Snackbar.LENGTH_SHORT)
.show();
}
}
}

源码参考： https://github.com/android/permissions-samples/tree/main/RuntimePermissionsBasic；

2.6、SYSTEM_ALERT_WINDOW 权限授权方式

在 Android 11 中，

SYSTEM_ALERT_WINDOW
权限授权方式更改为：
根据请求自动向某些应用授予 SYSTEM_ALERT_WINDOW 权限
。

  • 系统会自动向具有 
    ROLE_CALL_SCREENING
    且请求 
    SYSTEM_ALERT_WINDOW
    的所有应用授予该权限。如果应用失去 
    ROLE_CALL_SCREENING
    ，就会失去该权限。 
    ROLE_CALL_SCREENING
    为
    RoleManager
    中的常量类，多用于通知用户将我们的应用替换掉手机自带的预搭载应用（短信、电话拨号）；
  • 系统会自动向通过 
    MediaProjection
    截取屏幕且请求 
    SYSTEM_ALERT_WINDOW
    的所有应用授予该权限，除非用户已明确拒绝向应用授予该权限。当应用停止截取屏幕时，就会失去该权限。此用例主要用于游戏直播应用。

SYSTEM_ALERT_WINDOW权限 官方描述： https://developer.android.google.cn/about/versions/11/privacy/permissions#system-alert

三、隐私保护

主要更改涉及以下几个方面：

  • 软件包可见性：获取其他应用信息需在
    AndroidManifest
    中增加
    <queries>
    标签；
  • 前台服务：访问位置信息、摄像头、麦克风限制；
  • 永久 SIM 卡标识符 ICCID 获取受限；
  • 新增
    AppOpsManager.OnOpNotedCallback
    监听危险权限的调用，从而保护用户的私密数据； 这样对于第三方依赖库的权限使用申请可以做一个监控

3.1、软件包可见性

  • 在 Android 11 及更高版本设备中，当应用的 
    targetSdkVersion>=30
    时，如果应用希望获取其他应用的信息（比如：包名、软件名称），原有方式将无法获取到。
  • 如需获取其他应用信息，需要在
    AndroidManifest
    中增加
    <queries>
    元素标签，告知系统希望获取哪些应用的信息或者哪一类应用的信息。
  • 如果需要获取所有应用的信息（比如：Launcher应用、设备管理器应用）：这种情况只需要在
    AndroidManifest
    中添加
    QUERY_ALL_PACKAGES
    权限即可。 
    QUERY_ALL_PACKAGES
    权限为普通权限，不需要进行动态申请。但提交应用市场后，应用市场可能会进行审核

软件包可见性 官方描述： https://developer.android.google.cn/about/versions/11/privacy/package-visibility

<manifest package="com.xiaxl.myapp">

// 1、若知道具体应用的包名
<queries>
<package android:name="com.xiaxl.otherapp01" />
<package android:name="com.xiaxl.otherapp01" />
</queries>
// 2、不知道包名，但想知道某一类App的应用信息
<queries>
<intent>
<action android:name="android.intent.action.SEND" />
<data android:mimeType="image/jpeg" />
</intent>
</queries>
</manifest>

3.2、前台服务：访问位置信息、摄像头、麦克风限制

当应用的 

targetSdkVersion>=30
时，
前台服务
访问
位置信息、摄像头、麦克风
时，需添加
foregroundServiceType
。

<manifest>
// 前台服务访问：位置信息、摄像头、麦克风
<service
android:foregroundServiceType="location|camera|microphone" />
</manifest>

前台服务 官方描述： https://developer.android.google.cn/about/versions/11/privacy/foreground-services

3.3、永久 SIM 卡标识符 ICCID 获取受限

在 Android 11 及更高版本中，使用 

SubscriptionInfo.getIccId()
方法访问不可重置的 ICCID 受到限制。

SubscriptionInfo.getIccId()
方法会返回一个
非null的空字符串
。

如需唯一标识设备上安装的 SIM 卡，请改用 

getSubscriptionId()
方法。
SubscriptionId
会提供一个索引值，用于唯一识别已安装的 SIM 卡（包括实体 SIM 卡和电子 SIM 卡），除非设备恢复出厂设置，否则此标识符的值对于给定 SIM 卡是保持不变的。

3.4、监听危险权限的调用

Android 11新增

AppOpsManager.OnOpNotedCallback
为开发者提供
对应用危险权限的使用监听，从而保护用户的私密数据
。 当应用以及应用的依赖包中，申请某项危险权限时，
AppOpsManager.OnOpNotedCallback
的对应回调方法将会被调用，从而
打印申请的权限
与
对应的API调用栈
。

举例： 

使用位置权限获取位置信息
时，将会回调
AppOpsManager.OnOpNotedCallback
中的
onNoted
方法，并打印
使用的权限
与
对应的API调用栈
。

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
//
AppOpsManager.OnOpNotedCallback appOpsCallback =
new AppOpsManager.OnOpNotedCallback() {
private void logPrivateDataAccess(String opCode, String trace) {
Log.i("xiaxl: ", "opCode: " + opCode + "\n trace: " + trace);
}

@Override
public void onNoted(@NonNull SyncNotedAppOp syncNotedAppOp) {
Log.i("xiaxl: ", "---onNoted---");
logPrivateDataAccess(syncNotedAppOp.getOp(),
Arrays.toString(new Throwable().getStackTrace()));
}

@Override
public void onSelfNoted(@NonNull SyncNotedAppOp syncNotedAppOp) {
Log.i("xiaxl: ", "---onSelfNoted---");
logPrivateDataAccess(syncNotedAppOp.getOp(),
Arrays.toString(new Throwable().getStackTrace()));
}

@Override
public void onAsyncNoted(@NonNull AsyncNotedAppOp asyncNotedAppOp) {
Log.i("xiaxl: ", "---onAsyncNoted---");
logPrivateDataAccess(asyncNotedAppOp.getOp(),
asyncNotedAppOp.getMessage());
}
};

AppOpsManager appOpsManager = getSystemService(AppOpsManager.class);
if (appOpsManager != null) {
appOpsManager.setOnOpNotedCallback(getMainExecutor(), appOpsCallback);
}
}

public void getLocation() {
// 创建归因
Context attributionContext = createAttributionContext("shareLocation");
// 获取位置信息
LocationManager locationManager =
attributionContext.getSystemService(LocationManager.class);
if (ActivityCompat.checkSelfPermission(this, Manifest.permission.ACCESS_FINE_LOCATION) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED
&& ActivityCompat.checkSelfPermission(this, Manifest.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
return;
}
Location lastKnownLocation = locationManager.getLastKnownLocation(LocationManager.NETWORK_PROVIDER);
}

打印日志如下：

---onNoted---
opCode: android:coarse_location
trace:
[com.xiaxl.android_test.MainActivity$1.onNoted(MainActivity.java:42),
android.app.AppOpsManager.readAndLogNotedAppops(AppOpsManager.java:8204),
android.os.Parcel.readExceptionCode(Parcel.java:2304),
android.os.Parcel.readException(Parcel.java:2279),
android.location.ILocationManager$Stub$Proxy.getLastLocation(ILocationManager.java:1225),
android.location.LocationManager.getLastKnownLocation(LocationManager.java:648),
com.xiaxl.android_test.MainActivity.getLocation(MainActivity.java:87),
com.xiaxl.android_test.MainActivity$2.onClick(MainActivity.java:70),
android.view.View.performClick(View.java:7448),
com.google.android.material.button.MaterialButton.performClick(MaterialButton.java:967),
android.view.View.performClickInternal(View.java:7425),
android.view.View.access$3600(View.java:810),
android.view.View$PerformClick.run(View.java:28305),
android.os.Handler.handleCallback(Handler.java:938),
android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:99),
android.os.Looper.loop(Looper.java:223),
android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:7656),
java.lang.reflect.Method.invoke(Native Method),
com.android.internal.os.RuntimeInit$MethodAndArgsCaller.run(RuntimeInit.java:592),
com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:947)]

从以上日志可以看出，当应用申请

ACCESS_COARSE_LOCATION
权限并
获取位置信息时
，打印了应用
申请的权限
与
对应的API调用栈
。

AppOpsManager 相关官方描述： https://developer.android.google.cn/guide/topics/data/audit-access#audit-by-attribution-tag

四、性能

  • JobScheduler使用频率进行限制

4.1、JobScheduler使用频率进行限制

Android 11 为对

JobScheduler
使用频率进行一定限制。 对于 debuggable 清单属性设置为 true 的应用，过多的调用 
JobScheduler
API 将返回 
RESULT_FAILURE
。

JobScheduler
主要用于在未来某个时间下满足一定条件时触发执行某项任务，例如：
当设备在空闲状态, 并且使用wifi时, 自动下载Apk
。 
JobScheduler
典型的使用举例如下：

JobScheduler scheduler = (JobScheduler) getSystemService(Context.JOB_SCHEDULER_SERVICE);
ComponentName jobService = new ComponentName(this, MyJobService.class);

//任务Id等于123
JobInfo jobInfo = new JobInfo.Builder(123, jobService)
// 任务最少延迟时间
.setMinimumLatency(5000)
// 任务deadline，当到期没达到指定条件也会开始执行
.setOverrideDeadline(60000)
// 网络条件，网络无需付费时执行
.setRequiredNetworkType(JobInfo.NETWORK_TYPE_UNMETERED)
// 是否充电
.setRequiresCharging(true)
// 是否在空闲时执行
.setRequiresDeviceIdle(true)
// 设备重启后是否继续执行
.setPersisted(true)
// 设置退避/重试策略
.setBackoffCriteria(3000，JobInfo.BACKOFF_POLICY_LINEAR)
.build();
scheduler.schedule(jobInfo);

官方描述参考： https://developer.android.google.cn/about/versions/11/behavior-changes-all

官方Demo参考： https://github.com/googlearchive/android-JobScheduler

五、安全

  • 非 SDK 接口限制

5.1、非 SDK 接口限制

官方从 Android 9（API 级别 28）开始，对应用使用的非 SDK 接口实施了限制。 如果你的APP通过引用

非 SDK 接口
或尝试
使用反射或 JNI 来获取句柄
，这些限制就会起作用。官方给出的解释是为了
提升用户体验、降低应用崩溃风险
。

a、非SDK接口检测工具

官方给出了一个检测工具，下载地址：veridex

veridex使用方法：

appcompat.sh --dex-file=apk.apk

b、blacklist、greylist、greylist-max-o、greylist-max-p含义

以上截图中，blacklist、greylist、greylist-max-o、greylist-max-p含义如下：

  • blacklist 黑名单：禁止使用的非SDK接口，运行时直接Crash（因此必须解决）
  • greylist 灰名单：即当前版本仍能使用的非SDK接口，但在下一版本中可能变成被限制的非SDK接口
  • greylist-max-o： 在targetSDK<=O中能使用，但是在targetSDK>=P中被禁止使用的非SDK接口
  • greylist-max-p： 在targetSDK<=P中能使用，但是在targetSDK>=Q中被禁止使用的非SDK接口

非SDK接口限制 官方描述： https://developer.android.google.cn/about/versions/11/non-sdk-11

========== THE END ==========

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