安卓音频简析

Android音频分析

1        安卓音频系统框架

 

Ø  Multimedia framework：

多媒体框架负责封装了播放/录音类、连接安卓音频解码库进行音频软件解码以及连接高通OpenMaxIL接口。上层APP直接调用Multimedia framework的接口来进行音频的播放和录音。

Ø  AudioService

注冊安卓广播事件，获取广播事件，如蓝牙耳机插拔、USB音频设备插拔等。并调用Audio System接口来实现音频控制。

Ø  AudioSystem

该类中包括了音频的基础定义，包括音频流（stream）类型，路由（Routing）类型、音频输入输出设备（device）的定义、音频设备声明（device states）以及一些音频接口函数。

Ø  Audio Flinger（AF）:

AudioFlinger是安卓音频的两大服务之中的一个，还有一个是AudioPolicyService，这两个服务均由mediaserver实例化（main_mediaserver.cpp）。AudioFlinger直接与HAL层通讯，全部的音频操作都须要经过AudioFlinger来控制。

主要有下面功能：

1.      通过libaudio库的接口来管理全部的音频输入/输出设备；

2.      实现PCM数据的混音/输入/输出；

3.      播放时音量控制

Ø  Audio Policy Manager（APM）：

APM主要用于音频流的路由策略。以及用户场景的切换。终于也是和AF通讯。有AF与HAL通讯控制。

AudioPolicyService.java 也会通过AudioSystem中的接口（如AudioSystem::get_audio_flinger()）来获取AF实例。音量的控制也是调用AudioSystem中的接口（如AudioSystem::setVoiceVolume(data->mVolume)）来控制，终于AS也是调用AF的接口来实现。

Ø  AudioTrack（AT）：

用于播放音频的类，通过audio_track_cblk_t 与AF共享内存，传递音频数据。

Ø  AudioRecord：

用于录音的类。

2        详细分析

2.1  AudioTrack（AT）分析

java层:frameworksasemediajavaandroidmedia AudioTrack.java

JNI层： frameworksasecorejniandroid_media_AudioTrack.cpp

库：frameworksavmedialibmediaAudioTrack.cpp

三个文件的关系：java层AudioTrack.java调用JNI层android_media_AudioTrack.cppnative函数。JNI层详细功能再调用库AudioTrack.cpp中函数来实现。

s

总的来说，audiotrack.java提供给APP用于播放音频的类。通过JNI与c++文件通信完毕详细的播放功能。

audiotrack.java主要提供下面几个方法：

getMinBufferSize()：依据採样率。声道数，採样位数(採样精度)(分别相应三个形參)来计算须要的最小buffer缓冲区。

AudioTrack():构造函数，构造一个播放类；

paly()：開始播放音频；

write()：往AudioTrack中写入音频数据；

stop()：停止播放；

pause()：暂停播放。

release()：释放底层的资源。

AudioTrack播放音频数据时有两种方式，一种是静态模式（MODE_STATIC），还有一种是流模式（MODE_STREAM）。

Ø static

静态模式就是数据一次性交付给接收方。优点是简单高效，仅仅须要进行一次操作就完毕了数据的传递;缺点当然也非常明显，无法胜任数据量较大的音频回放。因而通常仅仅用于播放铃声、系统提醒等对内存小的操作。

Ø streaming

流模式和网络上播放视频是类似的，即数据是依照一定规律不断地传递给接收方的。

理论上它可用于不论什么音频播放的场景，只是我们一般在下面情况下採用：

Ø 音频文件过大

Ø 音频属性要求高。比方採样率高、深度大的数据

Ø 音频数据是实时产生的。这样的情况就仅仅能用流模式了

AudioTrack的构造函数中有一个变量用来指定buffer的大小bufferSizeInBytes。

AudioTrack在Native层会对这个变量的值进行有效性推断。首先。它至少要等于或者大于getMinBufferSize返回的值，然后它必须是frame大小的整数倍。（frame=声道数*採样位数/8）

举例说明，MODE_STREAM模式下，在JAVA层构造AudioTrack时，bufferSizeInBytes的大小设定为9600，在Native层调用Write方法拷贝数据至Hardware进行回放，每次拷贝的大小为320.则须要复制到30次，声卡才发出声音。

即须要将数据填满缓冲区才进行播放。（320*30=9600）

See also：

Android深入浅出之Audio 第一部分 AudioTrack分析	http://blog.csdn.net/onetwothreef/article/details/46311985
深入剖析Android音频之AudioTrack	http://www.2cto.com/kf/201410/342659.html
Android Audio System 之中的一个：AudioTrack怎样与AudioFlinger交换音频数据		http://blog.csdn.net/droidphone/article/details/5941344

2.2  AudioFlinger（AF）

负责向下訪问AudioHardwareInterface，实现音频PCM数据的混音/输入/输出以及音量调节；是底层和安卓层的桥梁。

文件位置： frameworksavservicesaudioflinger AudioFlinger.cpp

See also:

Android Audio System 之二：AudioFlinger	http://blog.csdn.net/onetwothreef/article/details/46311803
Android Audio System 之中的一个：AudioTrack怎样与AudioFlinger交换音频数据	http://blog.csdn.net/onetwothreef/article/details/46311645
Android深入浅出之Audio 第二部分 AudioFlinger分析	http://blog.csdn.net/onetwothreef/article/details/46311851

受用的评论：參见http://blog.csdn.net/droidphone/article/details/5951999

依照评论的理解，当手机里打开两个播放器的同一时候播放音乐，它们（不同的音乐）是同一个MixThread中的两个不同的AudioTrack（音轨），并混音输出。

2.3  AudioPolicyService（APS）

 AudioPolicyService主要完毕下面任务：

• JAVA应用层通过JNI，经由IAudioPolicyService接口，訪问AudioPolicyService提供的服务
• 输入输出设备的连接状态
• 系统的音频策略（strategy）的切换
• 音量/音频參数的设置

AudioPolicyManager

 

   AudioPolicyService的非常大一部分管理工作都是在AudioPolicyManager中完毕的。包含音量管理，音频策略（strategy）管理，输入输出设备管理。

See also:

Android Audio System 之三： AudioPolicyService 和 AudioPolicyManager	http://blog.csdn.net/onetwothreef/article/details/46311725
Android音频系统之AudioPolicyService	http://blog.csdn.net/onetwothreef/article/details/46311457
Android源代码分析：AudioPolicy	http://www.360doc.com/content/13/0815/14/11338643_307326622.shtml