音频相关概念

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我是靠谱客的博主粗暴荷花，最近开发中收集的这篇文章主要介绍音频相关概念，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

1.音频硬件设备

也称为module，定义在services/audiopolicy/config/audio_policy_configuration.xml：

分别有primary，a2dp，usb，r_submix；

配置文件中的每一个module都被描述为HwModule，保存在mHwModules中；

2.output

可以理解成是输出端设备，常用的输出端设备有：

prmary_out，low_latency，deep_buffer,compress_offload，mutil_channel等；

定义在services/audiopolicy/config/audio_policy_configuration.xml；

每个输出设备上都有声卡，蓝牙设备，HDMI接口等；

声卡上面有一个喇叭，也就是speaker，以及一个耳机/麦克插孔用来连接耳机；

蓝牙设备用来连接蓝牙耳机；

把一个设备上具有相同参数的一组device称为output：

①output是多个device的组合；

②这些devcie属于同一硬件上的不同端口；

③这些device支持相同的参数，如：采样率，通道等；

也就是说，output是具有相同特性的device的组合；

配置文件中的每一个output都被描述为OutputProfile，保存在module->mOutputProfiles中；

3.SwAudioOutputDescriptor

Output的描述符，真正的output对象，以output为句柄，保存在AudioPolicyManager的mOutputs中；

可以通过flag，device，stream去获取；

4.PlaybackThread

回放线程。

output在创建同时，会创建一个与之一一对应的PlaybackThread，句柄为output，保存在AudioFlinger的mPlaybackThreads中；

PlaybackThread的类型与配置文件中output的flag有关。

PlaybackThread与output一一对应，一旦确定了output，也就确定了PlaybackThread；

5.AudioPolicyManager中的mpClientInterface

其实是AudioPolicyClientInterface *mpClientInterface，

定义在frameworksavservicesaudiopolicyserviceaudioPolicyClientImpl.cpp中；

6.stream与stage

流类型很多，需要为将他们分类，将具有相同行为的stream分成一组，它们共用一个Strategy：

具有相同行为的Stream：播放的设备一样，device相同，播放优先级相同。

7.stream，strategy，device，output，flag以及playbackthread之间的关系？

①解析配置文件时：

创建output

-->根据flag创建playbackthread

-->以output为句柄保存playbackthread；

②播放声音时：

app指定声音类型stream type

-->将stream进行分类，属于哪一strategy

-->根据strategy确定播放的设备device

-->根据device，flag确定output

-->根据output确定playbackthread

-->把声音数据传给这个thread

8.AudioPolicyService启动过程

①读取解析配置文件

②根据配置文件调用AudioFlinger的服务，打开output，创建线程；

void AudioPolicyService::onFirstRef()
    // start tone playback thread
    mTonePlaybackThread = new AudioCommandThread(String8("ApmTone"), this);
    // start audio commands thread
    mAudioCommandThread = new AudioCommandThread(String8("ApmAudio"), this);
    // start output activity command thread
    mOutputCommandThread = new AudioCommandThread(String8("ApmOutput"), this);
    /*
    AudioPolicyService要使用AudioFlinger提供的服务，mAudioPolicyClient 就是AudioFlinger的客户        端，可以通过AudioPolicyClient使用AudioFlinger提供的服务访问硬件。
    AudioPolicyClient是在AudioPolicyClientImpl.cpp文件中实现的
     */
	mAudioPolicyClient = new AudioPolicyClient(this);
	mAudioPolicyManager = createAudioPolicyManager(mAudioPolicyClient);

createAudioPolicyManager(mAudioPolicyClient)主要就是构建AudioPolicyManager，在AudioPolicyManager里面解析配置文件。

AudioPolicyService启动过程分析：
a. 对于配置文件里的每一个module项, new HwModule(name), 放入mHwModules数组；
对于module里的每一个output, new IOProfile, 放入module的mOutputProfiles；
对于module里的每一个input, new IOProfile, 放入module的mInputProfiles；
b. 根据module的name加载厂家提供的so文件 (通过AudioFlinger来加载)
c. 打开对应的output (通过AudioFlinger来open output)

9.AudioTrack的创建过程：

①使用AudioTrack的属性, 根据AudioPolicy找到对应的output、playbackThread
②在playbackThread中创建对应的track
③APP的AudioTrack 和 playbackThread的mTracks中的track之间建立共享内存

10.output选择的优先级：

output的选择发生在AudioTrack.set()中,最终会走到AudioPolicyManager::getOutputForDevice(）中；

选择output的逻辑优先级是：

flags > Format > primary > outputs[0](即outputs中的第一个output)。

11.应用程序的AudioTrack与播放线程之中的Track之间是怎么传递数据的？

应用的AudioTrack提供数据有两种方式：

①MODE_STATIC:一次性提供，比如简单的提示音，可以把所有的数据一次性提供给播放线程；

②MODE_STREAM:边播边提供，比如播放音乐；

在每个playbackThread中，有一个mTracks数组，其中肯定有一项，与我们的应用程序的AudioTrack对应起来，应用程序往track中写入数据时，playbackThread就能从对应的track中取出数据，然后混音播放。

所以APP与PlaybackThread声音数据的传递是使用共享内存（即APP与PlaybackThread可以访问同一块内存）。

共享内存是由谁来创建的，是由APP还是由PlaybackThread呢？

①如果APP提供AudioTrack的数据是一次性提供（MODE_STATIC：一次性，提前提供数据），那么显然这个buffer当然是由应用程序提供。因为应用程序才知道这个buffer有多大。
②如果应用程序是一边播放，一边提供数据（MODE_STREAM），那么就由PlaybackThread创建共享内存，因为这样省事（为了简单应用程序的编程）。

应用程序APP与PlaybackThread如何同步数据呢？

①如果APP提供AudioTrack的数据是一次性提供（MODE_STATIC：一次性，提前提供数据），APP先构造，PlaybackThread再消费，则无需进行同步。
②如果应用程序，是一边播放一边提供数据（MODE_STREAM），使用环形缓冲区进行同步。

AudioFlinger::PlaybackThread::Track::Track(
	if (sharedBuffer == 0) {
         //如果应用程序没有创建sharedBuffer，那么气会创建一个AudioTrackServerProxy用来管理Buffer
        mAudioTrackServerProxy = new AudioTrackServerProxy(mCblk, mBuffer, frameCount,
                mFrameSize, !isExternalTrack(), sampleRate);
    } else {
        //如果提供了sharedBuffer，则会创建StaticAudioTrackServerProxy，用来管理者一个buffer
        mAudioTrackServerProxy = new StaticAudioTrackServerProxy(mCblk, mBuffer, frameCount,
                mFrameSize);
    }
    mServerProxy = mAudioTrackServerProxy;

status_t AudioTrack::set(
	status_t status = createTrack_l();
	/*使用audioFlinger的服务创建Track，会导致播放线程中创建Track*/
	sp<IAudioTrack> track = audioFlinger->createTrack()
	/*如果没有提供buffer，指向PlaybackThread提供的buffer*/
    if (mSharedBuffer == 0) {
        buffers = cblk + 1;
    } else {
    	/*否则指向自己提供的buffer*/
        buffers = mSharedBuffer->pointer();
        if (buffers == NULL) {
            ALOGE("Could not get buffer pointer");
            return NO_INIT;
        }
    }                                                  
	
	/*管理共享内存*/
    // update proxy
    if (mSharedBuffer == 0) {
        //如果应用程序没有创建sharedBuffer，那么气会创建一个AudioTrackClientProxy用来管理Buffer
        mStaticProxy.clear();
        mProxy = new AudioTrackClientProxy(cblk, buffers, frameCount, mFrameSize);
    } else {
        //如果提供了sharedBuffer，则会创建StaticAudioTrackClientProxy用来管理一个buffer
        mStaticProxy = new StaticAudioTrackClientProxy(cblk, buffers, frameCount, mFrameSize);
        mProxy = mStaticProxy;
    }

AudioTrackClientProxy对应AudioTrackServerProxy，StaticAudioTrackClientProxy对应StaticAudioTrackServerProxy，都是对buffer以及共享内存的管理。