androidAudio系统.docx
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androidAudio系统
Audio系统
----李昊天
包括三方面的内容：
1,AudioRecord和AudioTrack,对外提供API类，分别完成音频数据的采集和输出。
2，AudioFlinger,工作引擎，管理音频流的输入输出，音频数据的混音读写Audio硬件等。
3，AudioPolicyService,策略控制中心，声音设备的选择和切换，音量控制等。
--AudioTrack
工作流程如下所示（java层）
1,根据音频数据的特性来确定缓冲区的最小size：
AudioTrack.getMinBufferSize（
intsampleRateInHz,//采样率
intchannelConfig,//声道数
intaudioFormat//采样精度
）
2，AudioTrack构造
newAudioTrack（intstreamType,//音频流类型
intsampleRateInHz,
intchannelConfig,
intaudioFormat,
intbufferSizeInBytes,//前面获取的缓冲大小
intmode//数据加载模式
）
说明1：
数据加载模式两种
MODE_STREAM：
通过write一次次把音频数据写到AudioTrack中；
MODE_STATIC：
在play之前把所有数据通过一次write传递到AudioTrack的内部缓冲区中，适合内存占用小，延时要求高的文件。
说明2；常见的流类型，定义于AudioManager
STREAM_ALARM；警告声
STREAM_MUSIC：
音乐声
STREAM_RING；铃声
STREAM_SYSTEM：
系统声音
STREAM_VOCIE_CALL；通话声
----AudioTrackde的构造流程图
说明1：
native_setup对应于jni层的
Android_media_AudioTrack_native_setup，主要工作：
1，进行一些信息查询；
2，java层的值和jni层的值转换，java层的streamType转换为native层的streamType。
streamType定义于AudioSystem:
DEFAULT默认
VOICE_CALL通话声
SYSTEM系统声
RING来电铃声
MUSIC音乐声
……
3，AudiotrackJniStorage对象，保存一些信息，与共享内存有关。
AT与AF见的数据传递就是通过共享内存的方式来完成的。
STATIC模式用该对象的allocSharedMem（intsizeInBytes）创建共享内存，STREAM模式下共享内存由AF创建。
4，调用native层的set（…）函数。
说明2：
native层的set（…）函数：
1，调用AudioSystem:
:
getOutput（…）根据流类型等参数获取合适的工作线程，并返回该线程的索引号。
工作线程由AudioFlinger创建，后面细讲。
2，调用createTrack（…）
说明3：
createTrack（…）:
1，得到AudioFlinger的Binder代理端；
2，调用得到的audioFlinger的createTrack（…），该函数得到track的同时还创建了共享内存cblk；
3，对上述的共享内存做处理，在这个共享内存的首部中加入audio_track_cblk_t对象。
1）audio_track_cblk_t对象声明在AudioTrackShared.h，定义在AudioTrack.cpp中。
2）该对象加与共享内存的首部用来控制AT和AF生产和消费数据的步伐
----开始播放play（），调用jni层的start（），jni层的start（）在调用native层的start（），最终会调用AudioFlinger的AudioFlinger:
:
PlaybackThread:
:
Track:
:
start（），后文细讲。
----调用write（）写数据，最终会调用android_media_AudioTrack.cpp的writeToTrack（），接着如果是STREAM模式的话，就调用native层的AudioTrack的write（），而在STATIC模式下，直接把数据memcpy到共享内存。
STREAM模式下的流程图如下：
----调用release（）释放相关资源
总结一下AudioTrack与AudioFlinger交互的流程图：
--AudioFlinger
1，构造函数
2，AudioFlinger:
:
createTrack（…）图解
这样就返回了一个track并创建了一个共享内存。
图中的client对象是AudioFlinger对客户端的封装。
3，下面是AudioFlinger中几个重要的工作线程：
PlaybackThread:
回放线程，音频输出。
有一个mOutput为AudioStreamOutput类型，说明它直接与音频的输出设备建立了联系；
MixerThread:
继承了PlaybackThread，混音线程，将多个源的音频数据混音后在输出；
DirectOutputThread:
直接输出线程；
DuplicatingThread:
多线程输出，继承了MixerThread，可以把混音的数据写到多个输出中。
4，工作线程的创建过程，跟AudioPolicyService有关：
AudioFlinger创建线程收到了AudioPolicyService的控制。
5，start（）分析：
其中AudioMixer:
:
process（）解析如下：
process（）过程：
调用getNextBuffer得到刻度缓冲；数据处理，即混音；调用releaseBuffer释放数据缓冲。
6，stop（）
7，audio_track_cblk_t对象
将线性缓冲巧妙地变为了环形缓冲
关键变量user----当前读位置
Server-----当前写位置
userBase，serverBase配合user，server
---AudioPolicyService
1，AudioPolicyInterface主要提供了一些设备切换管理和音量控制的借口，每个厂商有各自的实现方式，Audio系统提供了一个通用的实现类AudioPolicyManagerBase。
2，AudioSystem定义了一些重要的类型，比如音频流类型，音频设备等：
1）streamtype（音频流类型）
如DEFAULT默认
VOICE_CALL通话声
SYSTEM系统声
RING来电铃声
……
2）audiomode（声音模式）和电话的状态有直接的关系
如MODE_NOMAL正常，既不打电话，也不接电话
MODE_RINGTONE有来电
MODE_IN_CALL通话状态
……
3）forceuse和config强制使用及配置
强制使用某种设备由forced_config控制
FORCE_NONE
FORCE_SPEAKER强制使用扬声器
FORCE_HEADPHONE强制使用耳机
……
在什么情况下需要强制使用由force_use控制
FOR_COMMUNICATION通话情况
FOR_MEDIA媒体相关情况
……
4）输出设备的定义audio_devices
DEVICE_OUT_EARPIECE=0x1听筒
DEVICE_OUT_SPEAKER=0x2扬声器
DEVICE_OUT_WIRED_HEADSET=0x4耳机
DEVICE_OUT_WIRED_HEADPHONE=0x8另一种耳机
……
编号规律1,10,100,1000…便于对设备号的&，|操作
3，AudioPolicyManagerBase
实现了AudioPolicyInterface
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