Penyimpanan terbatas membatasi akses aplikasi ke penyimpanan eksternal. Di Android 11 atau yang lebih tinggi, aplikasi yang menargetkan API 30 atau yang lebih tinggi harus menggunakan penyimpanan terbatas. Sebelumnya di Android 10, aplikasi dapat memilih tidak menggunakan penyimpanan terbatas.
Pembatasan akses aplikasi
Tujuan penyimpanan terbatas adalah untuk melindungi privasi data pengguna dan aplikasi. Hal ini termasuk melindungi informasi pengguna (seperti metadata foto), mencegah aplikasi mengubah atau menghapus file pengguna tanpa izin yang jelas, dan melindungi dokumen pengguna sensitif yang didownload ke folder Download atau folder lainnya.
Aplikasi yang menggunakan penyimpanan terbatas dapat memiliki tingkat akses berikut (akses sebenarnya bersifat khusus penerapan).
- Akses baca dan tulis ke file mereka sendiri tanpa izin
- Akses membaca ke file media aplikasi lain dengan izin
READ_EXTERNAL_STORAGE - Akses menulis ke file media aplikasi lain hanya diizinkan dengan izin pengguna langsung (pengecualian yang diberikan untuk Galeri Sistem dan aplikasi yang memenuhi syarat untuk akses Semua File)
- Tidak ada akses baca atau tulis ke direktori data aplikasi eksternal aplikasi lain
Menggunakan penyimpanan terbatas dengan FUSE
Android 11 atau yang lebih tinggi mendukung Filesystem di Userspace (FUSE), yang memungkinkan modul MediaProvider memeriksa operasi file di ruang pengguna dan membatasi akses ke file berdasarkan kebijakan untuk mengizinkan, menolak, atau menyamarkan akses. Aplikasi dalam penyimpanan terbatas yang menggunakan FUSE mendapatkan fitur privasi penyimpanan terbatas dan kemampuan untuk mengakses file menggunakan jalur file langsung (membuat File API tetap berfungsi di aplikasi).
Android 10 menerapkan aturan penyimpanan terbatas pada akses file oleh MediaProvider, tetapi tidak untuk akses jalur file langsung (misalnya, menggunakan File API dan NDK API) karena upaya yang diperlukan dalam mencegat panggilan kernel. Akibatnya, aplikasi dalam penyimpanan terbatas tidak dapat mengakses file menggunakan jalur file langsung. Pembatasan ini memengaruhi kemampuan developer aplikasi untuk beradaptasi karena diperlukan perubahan kode yang substansial untuk menulis ulang akses File API ke MediaProvider API.
FUSE dan SDCardFS
Dukungan Android 11 untuk FUSE tidak terkait dengan penghentian SDCardFS, tetapi memberikan alternatif untuk Media Store bagi perangkat yang sebelumnya menggunakan SDCardFS. Perangkat:
- Meluncurkan dengan Android 11 atau yang lebih tinggi menggunakan kernel 5.4 atau yang lebih tinggi tidak dapat menggunakan SDCardFS.
- Mengupgrade ke Android 11 atau yang lebih tinggi dapat menghosting FUSE di atas SDCardFS untuk mencegat operasi file dan memenuhi sasaran privasi.
Penyesuaian performa FUSE
Sebelumnya, Android mendukung FUSE di Android 7 atau yang lebih rendah, dengan penyimpanan
eksternal sebagai FUSE. Karena masalah performa dan deadlock dengan
penerapan FUSE tersebut, Android 8 memperkenalkan SDCardFS. Android
11 memperkenalkan kembali dukungan untuk FUSE menggunakan implementasi libfuse yang ditingkatkan
dan diuji dengan lebih baik yang dapat disesuaikan untuk menyelesaikan
masalah performa di Android 7 atau yang lebih rendah.
Penyesuaian FUSE mencakup tweak berikut:
- Mengabaikan FUSE untuk direktori
Android/datadanAndroid/obbguna meningkatkan performa untuk aplikasi game yang mengandalkan direktori ini. - Pengoptimalan (seperti menyesuaikan rasio read-ahead dan dirty pada sistem file FUSE) untuk menjaga performa pembacaan dan pemutaran media tetap lancar.
- Menggunakan cache write-back FUSE.
- Menyimpan izin dalam cache untuk mengurangi IPC ke server sistem.
- Pengoptimalan untuk aplikasi dengan akses Semua File untuk mempercepat operasi massal.
Penyesuaian penyesuaian di atas dapat menghasilkan performa yang sebanding antara perangkat FUSE dan non-FUSE. Misalnya, pengujian Pixel 2 yang dioptimalkan menggunakan FUSE dan Pixel 2 menggunakan Media Store menemukan performa operasi baca berurutan yang sebanding (misalnya, pemutaran video) antara akses jalur file dan Media Store. Namun, penulisan berurutan sedikit lebih buruk dengan FUSE, dan pembacaan dan penulisan acak dapat meningkat hingga dua kali lebih lambat.
Pengukuran performa dapat berubah dari satu perangkat ke perangkat lainnya dan di antara kasus penggunaan tertentu. Karena MediaProvider API memberikan performa yang paling konsisten, developer aplikasi yang mengkhawatirkan performa harus menggunakan API MediaProvider untuk aplikasinya.
Memitigasi dampak performa FUSE
Dampak performa FUSE terbatas pada pengguna berat file yang disimpan di penyimpanan
bersama eksternal saja. Penyimpanan pribadi eksternal (yang mencakup direktori android/data
dan android/obb) dilewati oleh FUSE, sedangkan penyimpanan internal (seperti
/data/data, tempat banyak aplikasi menyimpan data agar tetap dienkripsi dan aman)
tidak di-mount FUSE.
Aplikasi yang merupakan pengguna ringan penyimpanan eksternal bersama sering berinteraksi dengan kumpulan file terbatas (biasanya kurang dari 100 file). Aplikasi ini mendapatkan manfaat dari pengoptimalan operasi baca dan tulis umum yang ada dan tidak akan melihat dampak performa terkait FUSE di Android 11.
Aplikasi yang banyak menggunakan penyimpanan eksternal bersama biasanya melakukan operasi file massal, seperti mencantumkan atau menghapus direktori dengan 1.000 file, atau membuat atau menghapus direktori dengan satu juta file di sistem file. Operasi file massal mungkin terpengaruh oleh FUSE di Android 11, tetapi jika aplikasi tersebut memenuhi syarat untuk izin
MANAGE_EXTERNAL_STORAGE, aplikasi tersebut akan mendapatkan manfaat dari pengoptimalan performa yang disertakan dalam update Oktober 2020.
Untuk menghindari overhead performa FUSE, aplikasi dapat menyimpan data di penyimpanan pribadi
eksternal atau menggunakan API massal di class ContentProvider untuk mengabaikan FUSE dan mendapatkan
jalur yang dioptimalkan performa. Selain itu, update Oktober 2020 pada
komponen sistem MediaProvider mencakup pengoptimalan performa untuk pengelola
file dan aplikasi serupa (seperti pencadangan/pemulihan, antivirus) yang memiliki
izin MANAGE_EXTERNAL_STORAGE.
Privasi lebih penting daripada performa
Di perangkat yang telah disesuaikan untuk FUSE, sebagian besar perjalanan pengguna yang penting memiliki performa yang setara antara Android 10 dan Android 11. Namun, saat menguji benchmark pada serangkaian operasi file, Android 11 mungkin berperforma lebih buruk daripada Android 10. Untuk pola akses file yang berperforma lebih buruk di Android 11 (misalnya, pembacaan atau penulisan acak), sebaiknya gunakan MediaProvider API untuk memberi aplikasi mode akses non-FUSE, yang merupakan opsi terbaik dan berperforma konsisten.
Pembaruan MediaProvider dan FUSE
Perilaku komponen sistem MediaProvider berbeda-beda di antara rilis Android.
Di Android 10 dan yang lebih lama, SDCardFS adalah sistem file dan MediaProvider menyediakan antarmuka untuk koleksi file (misalnya, gambar, video, file musik, dll.). Saat membuat file menggunakan File API, aplikasi dapat meminta MediaProvider untuk memindai file dan mencatatnya dalam database.
Di Android 11 atau yang lebih baru, SDCardFS tidak digunakan lagi dan MediaProvider menjadi pengendali sistem file (untuk FUSE) untuk penyimpanan eksternal, sehingga sistem file di penyimpanan eksternal dan database MediaProvider konsisten. Sebagai pengendali userspace untuk sistem file FUSE, MediaProvider dapat menangkap panggilan kernel dan memastikan operasi file menjaga privasi.
Di Android 11 dan yang lebih tinggi, MediaProvider juga merupakan komponen sistem modular (modul Mainline) yang dapat diupdate di luar rilis Android. Artinya, masalah performa, privasi, atau keamanan yang ditemukan di MediaProvider dapat diperbaiki dan dikirim secara over the air dari Google Play Store atau mekanisme lain yang disediakan partner. Apa pun dalam cakupan yang diharapkan dari pengendali FUSE juga dapat diupdate, sehingga update dapat memperbaiki regresi performa dan bug FUSE.