Android 解决 native_exif 权限错误: 写入图片元数据

2024-12-20 20:25:51

Android 应用中 native_exif 库写入图片元数据权限错误问题解析及解决方案

使用 native_exif 库为 Android 应用中图片写入 EXIF 元数据时，有时会遇到权限错误，导致写入操作失败。这种情况通常表现为 FileNotFoundException 异常，提示 open failed: EACCES (Permission denied)。分析这些问题、寻求正确解决方案并将其应用于实际代码时常常费时费力，本文将会介绍一种典型的异常情况、解析其背后原因，并提出数种实用的解决方案和具体的代码案例，以及提供这些方案可能引发的其他安全性建议，最后再提出一种关于此类情况的通用解决方案，便于开发者理解。

一、问题分析及原因排查

FileNotFoundException: open failed: EACCES (Permission denied) 错误表明应用程序试图访问或修改一个文件，但系统因权限不足而拒绝了操作。在此特定场景中，即在尝试写入图片文件的 EXIF 数据时，导致问题的可能原因如下:

存储权限不足: 尽管已经添加了一些存储权限，例如 WRITE_EXTERNAL_STORAGE，READ_EXTERNAL_STORAGE 等，这些传统的权限模式可能由于目标Android版本和设备的策略而失效，尤其针对特定文件夹操作时，如 /storage/emulated/0/Android/media/下的目录时。在新的Android 版本，这些权限可能被忽略，而要更具针对性且粒度更小的权限。
Scoped Storage: Android 10 (API 级别 29) 开始引入了分区存储（Scoped Storage）。启用后，应用只能访问自己的特定目录（App-specific directory）以及某些类型的媒体文件。尝试访问外部存储的非专属目录，即使声明了传统权限，依旧可能被禁止。
目标 API 级别设置不当: 如果应用的 targetSdkVersion 设置为 Android 10 或更高，则存储权限模型发生变化。老旧的权限可能需要被重新审视，从而做出变更和适应。如果未适配 Scoped Storage 规则，将无法正常访问应用私有目录以外的文件。
文件路径和应用所有权: 即使有了 WRITE_EXTERNAL_STORAGE 权限，应用程序也不能随意修改非应用创建或拥有所有权的文件。而使用其他应用程序目录内的图片进行操作，即便成功添加了权限也很可能无法读写成功，这会导致问题里的错误发生。比如 WhatsApp Images这类位于其他应用私有文件夹内的文件无法访问。
权限模型在Android不同版本设备的不同表现: 新版本的系统将不再推荐使用或无法通过用户给予的 WRITE_EXTERNAL_STORAGE 权限访问和修改文件。

二、解决方案及示例代码

针对不同原因，这里给出若干种对应的解决方案:

方案 1: 使用 MediaStore API

方案避开直接的文件路径操作，改用 MediaStore API 对图片元数据进行更新。这在 Android 10 及以上是处理媒体文件的推荐方法，也可以有效回避上述的大部分问题。

操作步骤:

通过图片的 Uri 找到 MediaStore 中的对应条目。
修改其 ContentValues。
使用 ContentResolver 更新数据。

代码示例:

import 'package:exif/exif.dart' as exif;
import 'package:image_picker/image_picker.dart'; // 或者其他图片选取库
import 'package:permission_handler/permission_handler.dart';
// 引入必要库，并确定可以使用相关的函数

Future<void> addExifToImageMediaStore(String imagePath, String tags) async {
  if (imagePath.isNotEmpty && tags.isNotEmpty) {
    List<String> tagList = tags.split(',').map((tag) => tag.trim()).toList();
    String tag = tagList.join(',');

    if(await Permission.photos.request().isGranted){
    final ImagePicker _picker = ImagePicker();
    final XFile? image = await _picker.pickImage(source: ImageSource.gallery);
    Uri? uri;
      if (image != null){
          uri = image.uri; // 注意: uri是访问文件的安全路径
      }

      if (uri != null) {
         // 通过Uri访问文件是更加通用的操作方法。
          // 使用Exif库通过该安全路径直接操作Exif，不必再去取得本地绝对路径，减少问题。
      var tagMap = exif.IfdTag(tag: "UserComment", value: exif.IfdValue.fromString(tag));
      try{
         final exifData = await exif.readExifFromBytes(await image!.readAsBytes());
         exifData.add(exif.Ifd.userComment,tagMap);
          final correctedImage = await exif.writeExifFromBytes(await image!.readAsBytes(), exifData); // Write to the input bytes directly
        // 更新图片内容为已经修改好exif的内容
         await File(imagePath).writeAsBytes(correctedImage);
         print("Tags written to EXIF metadata for ${imagePath}");

      } catch (e){
        print("Error writing tags to EXIF metadata: $e");
      }
    }

    }else{
      print("无权限");
    }
    
  }
}

安全建议: 利用 Uri 对文件的读取和操作已经受到限制，因此具有比绝对路径更好的安全性。
1.只获取必要字段的信息可以减少错误发生几率。

方案 2: 请求 MANAGE_EXTERNAL_STORAGE 权限 (针对特殊用例)

方案: 如果应用需要广泛的文件访问权限，并且其他方案不满足业务需求。例如，该程序需要处理很多其他软件的文件、或运行为文件管理器等工具软件。可以通过请求 MANAGE_EXTERNAL_STORAGE 权限来获取访问所有外部存储文件的能力。该方法需要上架市场时有较严格审核，仅限具有广泛读取需求且理由合理的情况下可以考虑，不符合此需求的应用不要采用该方案，这在Android高版本系统是一种“特别权限”。

操作步骤:

在 AndroidManifest.xml 中声明 MANAGE_EXTERNAL_STORAGE 权限。
在运行时引导用户跳转到设置页面，由用户手动授权。
此操作较为复杂，需特殊处理。

代码示例:

AndroidManifest.xml

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">
    <uses-permission android:name="android.permission.MANAGE_EXTERNAL_STORAGE" tools:ignore="ScopedStorage"/>
    </manifest>

权限请求部分示例

import 'package:permission_handler/permission_handler.dart';

//部分代码,无法直接执行
    if (await Permission.manageExternalStorage.request().isGranted) {
      // 权限已授予
    } else {
      // 引导用户去设置
      openAppSettings();
    }

安全建议:

由于此权限允许对设备存储的几乎所有内容进行读取和操作，用户的数据将完全被掌握在程序手中，所以此权限存在风险，只在必要时使用。用户开启了错误的授权可能造成其数据泄漏和应用安全性问题。
尽量减少存储操作的时间跨度，一旦数据操作完毕，尽量释放或取消这些操作的动作痕迹，可以规避部分安全问题发生。
应尽量减少和用户无关文件的操作，减少可能的安全漏洞，避免产生数据访问冲突等问题，提升应用稳定性。

方案 3: 特别声明及处理 WhatsApp 文件目录

方案： MANAGE_MEDIA 是针对 /Android/media/ 文件夹的一个特别权限。通过这种权限的请求，程序可以直接处理此文件夹下文件的内容，而无需考虑复杂的 Scoped Storage 的影响。该权限对于大多数情况不推荐使用，其安全性问题类似于 方案 2 。对于需要特别针对 /Android/media/ 进行大量操作的情况，可以在确保安全风险被知晓，以及符合用户预期和数据安全的情况下使用。注意，这是一个 Android 13 (T) 新引入的特殊权限，低于此版本的系统依旧无法通过此权限处理数据，因此低于此版本的系统需要特殊逻辑适配处理。

操作步骤：
1.声明权限。
2.获取权限并处理文件。

代码示例：

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

import 'package:permission_handler/permission_handler.dart';
// 获取权限并尝试操作的函数。
Future<void> accessWhatsAppDirectory() async {
  var permissionStatus = await Permission.manageMedia.request();
  if (permissionStatus.isGranted) {
    // 进行操作
      try{
          var dir = "/storage/emulated/0/Android/media/com.whatsapp/WhatsApp/Media/WhatsApp Images"; //目标文件夹地址，这里以其作为示例，如果更改操作路径也需要测试并验证该方法确实可用。
         //...其他处理操作
      }catch(e){
          print(e)
      }

  } else {
    print("无权限");
    openAppSettings(); //可以尝试直接跳转设定进行权限请求
  }
}

安全建议：

这本质是一种特殊的广泛文件权限的解决方案。处理WhatsApp相关内容可能涉及到用户的通讯软件信息泄露问题，谨慎操作。应充分告知用户并得到同意再采取此类操作。
此种权限会为应用开启直接进行该路径文件写入、删除的功能。如果应用逻辑存在错误，将很容易对用户的已有信息做出破坏性改变。
尽量不要使用不安全的外部传入的路径信息，而使用绝对路径和安全路径等信息处理路径，可以提升应用的安全性，并且需要充分测试来保证应用功能稳定和可靠。

通用的建议与防范措施 ：仔细检查并在必要时声明所需权限。使用 Uri 进行操作而非绝对路径是一种值得推广的方法，但这也会导致一些情况下无法兼容到所有功能，例如有些古老的应用和三方接口只支持传递路径，可能因此需要额外判断，对数据操作做出兼容性适配。根据目标用户使用情况决定最终策略，可以优先选取简单直接地适配。仔细检查是否成功请求到权限，并确保可以正确操作数据。在进行可能触发 Scoped Storage 权限限制的情况下尽可能改用安全的 MediaStore 方案处理问题，以符合当前主流的 Android 应用规范。根据所处理的场景和应用本身的属性和定位做出综合判断。处理完后可以关闭操作、及时释放资源。避免在非必须读取和操作数据的场景长时间保有读取所有文件或指定目录的能力。对于应用进行数据审计。充分考虑到各种权限问题导致的文件读写错误或文件创建错误并制定相对应的错误应对措施和提示策略可以极大地提升用户体验，便于开发者和维护人员debug相关功能，定位和排查并解决掉隐藏的安全风险问题。