[Android] AudioTrack实例
AudioTrack在Android系统中是用于PCM数据的混音、播放，并不涉及到音频的解码。因此MP3这类经过编码的音频格式文件不能直接通过AudioTrack正确地播放，AudioTrack只能播放PCM格式的音频数据，如wav格式的音频。
AudioTrack播放音频的实例如下：
AudioTrack audio = new AudioTrack(
AudioManager.STREAM_MUSIC, // stream mode
32000, // sample rate
AudioFormat.CHANNEL_OUT_STEREO, // single or stereo
AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT, // bit format
AudioTrack.MODE_STREAM
);
audio.start();
byte[] buffer = new buffer[4096];
int count;
while(true)
{
audio.write(buffer, 0, 4096);
}
共有三个步骤：
- 构建AudioTrack对象，并且把PCM的参数传到对象里面
- 调用start
- 调用write
1. 构建AudioTrack对象
在AudioTrack构造方法内部仅调用了一个set函数
AudioTrack::AudioTrack(
audio_stream_type_t streamType,
uint32_t sampleRate,
audio_format_t format,
audio_channel_mask_t channelMask,
const sp<IMemory>& sharedBuffer,
audio_output_flags_t flags,
callback_t cbf,
void* user,
int notificationFrames,
int sessionId,
transfer_type transferType,
const audio_offload_info_t *offloadInfo,
int uid)
: mStatus(NO_INIT),
mIsTimed(false),
mPreviousPriority(ANDROID_PRIORITY_NORMAL),
mPreviousSchedulingGroup(SP_DEFAULT)
{
mStatus = set(streamType, sampleRate, format, channelMask,
0 /*frameCount*/, flags, cbf, user, notificationFrames,
sharedBuffer, false /*threadCanCallJava*/, sessionId, transferType, offloadInfo, uid);
}
set方法内部主要做了什么？
status_t AudioTrack::set(
audio_stream_type_t streamType,
uint32_t sampleRate,
audio_format_t format,
audio_channel_mask_t channelMask,
int frameCountInt,
audio_output_flags_t flags,
callback_t cbf,
void* user,
int notificationFrames,
const sp<IMemory>& sharedBuffer,
bool threadCanCallJava,
int sessionId,
transfer_type transferType,
const audio_offload_info_t *offloadInfo,
int uid)
{
audio_io_handle_t output = AudioSystem::getOutput(
streamType,
sampleRate, format, channelMask,
flags,
offloadInfo);
if (cbf != NULL) {
mAudioTrackThread = new AudioTrackThread(*this, threadCanCallJava);
mAudioTrackThread->run("AudioTrack", ANDROID_PRIORITY_AUDIO, 0 /*stack*/);
}
// create the IAudioTrack
status_t status = createTrack_l(streamType,
sampleRate,
format,
frameCount,
flags,
sharedBuffer,
output,
0 /*epoch*/);
除了对参数的预处理以及保存之外，中间最主要的功能有三个：
- getOutput，获取输出设备并打开该设备
- 创建AudioTrackThread，并执行该线程
- 创建音轨，实际上是创建用户与Android系统的共享内存，用于传输音频数据
由于getOutput与createTrack_l的篇幅较大，我会在后面的章节在分析，这里分析一下AudioTrackThread。
AudioTrackThread主要用于反馈处理，会根据不同的buffer状态进行不同的操作，其中buffer状态包括下面几种：
- buffer的position有增长，说明buffer正在被填充；
- remainFrames减少说明buffer正在被消耗，即buffer内的Audio数据已被混音；
- loop_cycle说明buffer需要循环播放；
- loop_final说明buffer已经播放完毕；
- etc.
对于不同的状态，会调用到回调函数mCbf，该函数在set的时候被传入。回调函数mCbf的作用还是很大的，比如说能通知应用程序当前的播放状态，也能根据当前的状态继续进行下一步的操作。像AwesomePlayer中的音频处理模块AudioPlayer就能通过mCbf的回调自动填充buffer。
bool AudioTrack::AudioTrackThread::threadLoop()
{
nsecs_t ns = mReceiver.processAudioBuffer(this);
}
// -------------------------------------------------------------------------
nsecs_t AudioTrack::processAudioBuffer(const sp<AudioTrackThread>& thread)
{
mCbf(...);
}
2. 调用start
start方法是触发混音线程对当前音轨进行混音并输出，篇幅较大，会在后面章节分析
3. 调用write
write方法需要获得刚刚所创建的音轨，并且把PCM数据往音轨写入。由于音轨的大小有限，write也很有可能一次性不能写入全部数据，因此需要循环调用write方法
// -------------------------------------------------------------------------
ssize_t AudioTrack::write(const void* buffer, size_t userSize)
{
while (userSize >= mFrameSize) {
audioBuffer.frameCount = userSize / mFrameSize;
status_t err = obtainBuffer(&audioBuffer, &ClientProxy::kForever);
memcpy(audioBuffer.i8, buffer, toWrite);
}
}
需要注意的就是AudioTrack除了初始化之外，write只是往音轨内写入PCM数据，这是Audio数据流动的第一步。
