Almacenamiento específico

El almacenamiento específico limita el acceso de la app al almacenamiento externo. En Android 11 o versiones posteriores, las apps orientadas al nivel de API 30 o versiones posteriores deben usar el almacenamiento específico. Anteriormente, en Android 10, las apps podían inhabilitar el almacenamiento específico.

Restricciones de acceso de apps

El objetivo del almacenamiento específico es proteger la privacidad de los datos de las apps y del usuario. Esto incluye proteger la información del usuario (como los metadatos de las fotos), evitar que las apps modifiquen o borren archivos del usuario sin permiso explícito, y proteger los documentos sensibles del usuario que se descargan en la carpeta Descargas o en otras carpetas.

Las apps que usan el almacenamiento específico pueden tener los siguientes niveles de acceso (el acceso real es específico de la implementación).

• Acceso de lectura y escritura a sus propios archivos sin permisos
• Acceso de lectura a los archivos multimedia de otras apps con el permiso READ_EXTERNAL_STORAGE
• El acceso de escritura a los archivos multimedia de otras apps solo se permite con el consentimiento directo del usuario (se otorgan excepciones a la Galería del sistema y a las apps que son aptas para el acceso a todos los archivos).
• Sin acceso de lectura ni escritura a los directorios de datos externos de otras apps

Usa el almacenamiento específico con FUSE

Android 11 y las versiones posteriores admiten el sistema de archivos en el espacio del usuario (FUSE), que permite que el módulo MediaProvider examine las operaciones de archivos en el espacio del usuario y restrinja el acceso a los archivos en función de la política para permitir, denegar o ocultar el acceso. Las apps en el almacenamiento específico que usan FUSE obtienen las funciones de privacidad del almacenamiento específico y la capacidad de acceder a los archivos mediante una ruta de acceso directa (manteniendo las APIs de File funcionando en las apps).

Android 10 aplicó reglas de almacenamiento específico al acceso a archivos por parte de MediaProvider, pero no a la ruta de acceso directa al archivo (por ejemplo, mediante la API de File y las APIs del NDK) debido al esfuerzo requerido para interceptar llamadas al kernel. Como resultado, las apps en el almacenamiento específico no podían acceder a los archivos con una ruta de archivos directa. Esta restricción afectó la capacidad de los desarrolladores de apps para adaptarse, ya que requirió cambios importantes en el código para reescribir el acceso de la API de File a la API de MediaProvider.

FUSE y SDCardFS

La compatibilidad de Android 11 con FUSE no está relacionada con la baja de SDCardFS, pero proporciona una alternativa a Media Store para los dispositivos que usaban SDCardFS anteriormente. Dispositivos:

• El inicio con Android 11 o versiones posteriores con el kernel 5.4 o versiones posteriores no puede usar SDCardFS.
• La actualización a Android 11 o versiones posteriores puede alojar FUSE sobre SDCardFS para interceptar las operaciones de archivos y cumplir con los objetivos de privacidad.

Ajuste del rendimiento de FUSE

Anteriormente, Android admitía FUSE en Android 7 o versiones anteriores, en las que el almacenamiento externo se activaba como FUSE. Debido a problemas de rendimiento y interbloqueo con esa implementación de FUSE, Android 8 introdujo SDCardFS. Android 11 vuelve a introducir la compatibilidad con FUSE a través de una implementación mejorada y probada de libfuse que se puede ajustar para resolver los problemas de rendimiento en Android 7 o versiones anteriores.

El ajuste de FUSE incluye los siguientes ajustes:

• Omitir FUSE para los directorios Android/data y Android/obb para mejorar el rendimiento de las apps de juegos que dependen de estos directorios
• Optimizaciones (como el ajuste de las proporciones de lectura anticipada y no sincronizadas del sistema de archivos FUSE) para mantener el rendimiento de las lecturas y la reproducción de contenido multimedia fluida
• Usar la caché de escritura de FUSE
• Permisos de almacenamiento en caché para reducir los IPC al servidor del sistema
• Se realizaron optimizaciones para las apps con acceso a Todos los archivos para que las operaciones masivas sean más rápidas.

Los ajustes anteriores pueden producir un rendimiento comparable entre los dispositivos con FUSE y los que no tienen FUSE. Por ejemplo, cuando se probó un Pixel 2 ajustado con FUSE y un Pixel 2 con Media Store, se encontró un rendimiento de lectura secuencial comparable (por ejemplo, reproducción de video) entre el acceso a la ruta de acceso del archivo y Media Store. Sin embargo, las operaciones de escritura secuenciales fueron un poco peores con FUSE, y las operaciones de lectura y escritura aleatorias podrían ser hasta dos veces más lentas.

Las mediciones del rendimiento pueden cambiar de un dispositivo a otro y entre casos de uso específicos. Debido a que las APIs de MediaProvider ofrecen el rendimiento más coherente, los desarrolladores de apps que se preocupan por el rendimiento deben usar las APIs de MediaProvider para sus apps.

Mitiga el impacto en el rendimiento de FUSE

El impacto en el rendimiento de FUSE se limita a los usuarios intensivos de archivos almacenados solo en el almacenamiento externo compartido. FUSE omite el almacenamiento privado externo (que incluye los directorios android/data y android/obb), mientras que el almacenamiento interno (como /data/data, donde muchas apps almacenan datos para mantenerlos encriptados y seguros) no está activado en FUSE.

• Las apps que son usuarios ligeros de almacenamiento externo compartido a menudo interactúan con un conjunto limitado de archivos (por lo general, menos de 100 archivos). Estas apps se benefician de las optimizaciones existentes de las operaciones de lectura y escritura comunes y no deberían ver ningún impacto en el rendimiento relacionado con FUSE en Android 11.

• Las apps que usan mucho el almacenamiento externo compartido suelen realizar operaciones masivas de archivos, como enumerar o quitar un directorio con 1,000 archivos, o crear o borrar un directorio con un millón de archivos en el sistema de archivos. Es posible que las operaciones de archivos masivos se vean afectadas por FUSE en Android 11, pero si esas apps son aptas para el permiso MANAGE_EXTERNAL_STORAGE, se beneficiarán de las optimizaciones de rendimiento incluidas en la actualización de octubre de 2020.

Nota: Cuando las operaciones masivas implican archivos grandes, como imágenes y videos, la E/S de archivos puede tener un mayor impacto en el rendimiento de la operación de archivos que la sobrecarga de rendimiento del FUSE.

Para evitar la sobrecarga de rendimiento de FUSE, las apps pueden almacenar datos en un almacenamiento privado externo o usar APIs masivas en la clase ContentProvider para omitir FUSE y obtener una ruta de rendimiento optimizada. Además, la actualización de octubre de 2020 del componente del sistema MediaProvider incluye optimizaciones de rendimiento para los administradores de archivos y apps similares (como copia de seguridad/restauración, antivirus) que tienen el permiso MANAGE_EXTERNAL_STORAGE.

Prioridad de la privacidad sobre el rendimiento

En los dispositivos que se ajustaron para FUSE, los recorridos de usuario más críticos tienen el mismo rendimiento entre Android 10 y Android 11. Sin embargo, cuando se prueban comparativas en un conjunto de operaciones de archivos, Android 11 podría tener un rendimiento inferior al de Android 10. Para los patrones de acceso a archivos que tienen un rendimiento inferior en Android 11 (por ejemplo, lecturas o escrituras aleatorias), recomendamos usar las APIs de MediaProvider para darles a las apps un modo de acceso no FUSE, que es la opción más eficiente y con un rendimiento constante.

Nota: Si bien Android se compromete a resolver las regresiones de rendimiento que afectan los recorridos del usuario, creemos firmemente que los beneficios de privacidad del almacenamiento con alcance para proteger los datos sensibles del usuario superan las penalizaciones de rendimiento.

Actualizaciones de MediaProvider y FUSE

El comportamiento del componente del sistema MediaProvider difiere entre las versiones de Android.

• En Android 10 y versiones anteriores, SDCardFS era el sistema de archivos y MediaProvider proporcionaba una interfaz a colecciones de archivos (por ejemplo, imágenes, videos, archivos de música, etc.). Cuando una app creaba un archivo con la API de File, podía pedirle a MediaProvider que lo analizara y lo registrara en la base de datos.

• En Android 11 o versiones posteriores, SDCardFS dejó de estar disponible, y MediaProvider se convierte en el controlador del sistema de archivos (para FUSE) del almacenamiento externo, lo que hace que el sistema de archivos del almacenamiento externo y la base de datos MediaProvider sean coherentes. Como controlador de espacio de usuario del sistema de archivos FUSE, MediaProvider puede interceptar las llamadas al kernel y garantizar que las operaciones de archivos sean seguras para la privacidad.

En Android 11 y versiones posteriores, MediaProvider también es un componente modular del sistema (un módulo principal) que se puede actualizar fuera de las versiones de Android. Esto significa que los problemas de rendimiento, privacidad o seguridad que se encuentran en MediaProvider pueden corregirse y enviarse de forma inalámbrica desde Google Play Store o desde otros mecanismos proporcionados por los socios. Cualquier elemento dentro del alcance de lo que se espera de un controlador de FUSE también se puede actualizar, lo que permite que las actualizaciones corrijan las regresiones y los errores de rendimiento de FUSE.