HarmonyOS：应用沙箱

一、应用文件概述

应用文件：文件所有者为应用，包括应用安装文件、应用资源文件、应用缓存文件等。

• 设备上应用所使用及存储的数据，以文件、键值对、数据库等形式保存在一个应用专属的目录内。该专属目录我们称为“应用文件目录”，该目录下所有数据以不同的文件格式存放，这些文件即应用文件。
• “应用文件目录”与一部分系统文件（应用运行必须使用的系统文件）所在的目录组成了一个集合，该集合称为“应用沙箱目录”，代表应用可见的所有目录范围。因此“应用文件目录”是在“应用沙箱目录”内的。
• 系统文件及其目录对于应用是只读的；应用仅能保存文件到“应用文件目录”下，根据目录的使用规范和注意事项来选择将数据保存到不同的子目录中。

二、应用沙箱概述

应用沙箱是一种以安全防护为目的的隔离机制，避免数据受到恶意路径穿越访问。在这种沙箱的保护机制下，应用可见的目录范围即为“应用沙箱目录”。

• 对于每个应用，系统会在内部存储空间映射出一个专属的“应用沙箱目录”，它是“应用文件目录”与一部分系统文件（应用运行必需的少量系统文件）所在的目录组成的集合。
• 应用沙箱限制了应用可见的数据范围。在“应用沙箱目录”中，应用仅能看到自己的应用文件以及少量的系统文件（应用运行必需的少量系统文件）。因此，本应用的文件也不为其他应用可见，从而保护了应用文件的安全。
• 应用可以在“应用文件目录”下保存和处理自己的应用文件；系统文件及其目录对于应用是只读的；而应用若需访问用户文件，则需要通过特定API同时经过用户的相应授权才能进行。

下图展示了应用沙箱下，应用可访问的文件范围和方式。

应用沙箱文件访问关系图

三、应用沙箱目录与应用沙箱路径

在应用沙箱保护机制下，应用无法获知除自身应用文件目录之外的其他应用或用户的数据目录位置及存在。同时，所有应用的目录可见范围均经过权限隔离与文件路径挂载隔离，形成了独立的路径视图，屏蔽了实际物理路径：

• 如下图所示，在普通应用（也称三方应用）视角下，不仅可见的目录与文件数量限制了范围，并且可见的目录与文件路径也与系统进程等其他进程看到的不同。我们将普通应用视角下看到的“应用沙箱目录”下某个文件或某个具体目录的路径，称为“应用沙箱路径”。
• 开发者在应用开发调试时，可能需要向应用沙箱下推送一些文件以期望在应用内访问或测试。可以通过DevEco Studio向应用安装路径中放入目标文件，详见应用安装资源访问。
• 实际物理路径与沙箱路径并非1:1的映射关系，沙箱路径总是少于系统进程视角可见的物理路径。部分调试进程视角下的物理路径在对应的应用沙箱目录下没有对应路径。

应用沙箱路径（不同权限与角色的进程下可见的文件路径不同）

四、应用文件目录与应用文件路径

如前文所述，“应用沙箱目录”内分为两类：应用文件目录和系统文件目录。


系统文件目录对应用的可见范围由HarmonyOS系统预置，开发者无需关注。


在此主要介绍应用文件目录，如下图所示。应用文件目录下某个文件或某个具体目录的路径称为应用文件路径。应用文件目录下的各个文件路径，具备不同的属性和特征。

应用文件目录结构图

说明

• 禁止直接使用上图中四级目录之前的目录名组成的路径字符串，否则可能导致后续应用版本因应用文件路径变化导致不兼容问题。
• 应通过Context属性获取应用文件路径，包括但不限于上图中绿色背景的路径。 Context上下文获取及上述应用文件路径的获取，详见应用上下文Context。

1. 一级目录data/：代表应用文件目录。
2. 二级目录storage/：代表本应用持久化文件目录。
3. 三级目录el1/、el2/：代表不同文件加密类型。
   • el1，设备级加密区：设备开机后即可访问的数据区。
   • el2，用户级加密区：设备开机后，若处于无密码状态，可直接访问；若处于有密码状态，则需要至少一次解锁对应用户
     锁屏界面后（密码、指纹、人脸等方式解锁皆可），才能够访问的加密数据区。
     应用如无特殊需要，应将数据存放在el2加密目录下，以尽可能保证数据安全。但是对于某些场景，一些应用文件需要在用户解锁前就可被访问，例如时钟、闹铃、壁纸等，此时应用需要将这些文件存放到设备级加密区（el1）。切换应用文件加密类型目录的方法请参见获取和修改加密分区。
4. 四级、五级目录：
   通过ApplicationContext可以获取distributedfiles目录或base下的files、cache、preferences、temp等目录的应用文件路径，应用全局信息可以存放在这些目录下。
   
   
   通过UIAbilityContext、AbilityStageContext、ExtensionContext可以获取HAP级别应用文件路径。HAP信息可以存放在这些目录下，存放在此目录的文件会跟随HAP的卸载而删除，不会影响App级别目录下的文件。在开发态，一个应用包含一个或者多个HAP，详见Stage模型应用程序包结构。
   
   
   应用文件路径具体说明及生命周期如下表所示。

应用文件路径详细说明

五、应用沙箱路径和真实物理路径的对应关系

在应用沙箱路径下读写文件，经过映射转换，实际读写的是真实物理路径中的应用文件，应用沙箱路径与真实物理路径对应关系如下表所示。


其中<USERID>当前固定为100，<EXTENSIONPATH>为moduleName-extensionName。应用是否以Extension独立沙箱运行可参考ExtensionAbility组件。