Android深入浅出之Audio
第一部分 AudioTrack分析
一 目的
本文的目的是通过从Audio系统来分析Android的代码，包括Android自定义的那套机制和一些常见类的使用，比如Thread，MemoryBase等。
分析的流程是：
l 先从API层对应的某个类开始，用户层先要有一个简单的使用流程。
l 根据这个流程，一步步进入到JNI，服务层。在此过程中，碰到不熟悉或者第一次见到的类或者方法，都会解释。也就是深度优先的方法。
1.1 分析工具
分析工具很简单，就是sourceinsight和android的API doc文档。当然还得有android的源代码。我这里是基于froyo的源码。
注意，froyo源码太多了，不要一股脑的加入到sourceinsight中，只要把framwork目录下的源码加进去就可以了，后续如要用的话，再加别的目录。
二 Audio系统
先看看Audio里边有哪些东西？通过Android的SDK文档，发现主要有三个：
l AudioManager：这个主要是用来管理Audio系统的
l AudioTrack：这个主要是用来播放声音的
l AudioRecord：这个主要是用来录音的
其中AudioManager的理解需要考虑整个系统上声音的策略问题，例如来电话铃声，短信铃声等，主要是策略上的问题。一般看来，最简单的就是播放声音了。所以我们打算从AudioTrack开始分析。
三 AudioTrack（JAVA层）
JAVA的AudioTrack类的代码在：
frameworkasemediajavaandroidmediaAudioTrack.java中。
3.1 AudioTrack API的使用例子
先看看使用例子，然后跟进去分析。至于AudioTrack的其他使用方法和说明，需要大家自己去看API文档了。
//根据采样率，采样精度，单双声道来得到frame的大小。 int bufsize = AudioTrack.getMinBufferSize(8000,//每秒8K个点 AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_STEREO,//双声道 AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT);//一个采样点16比特-2个字节 //注意，按照数字音频的知识，这个算出来的是一秒钟buffer的大小。 //创建AudioTrack AudioTrack trackplayer = new AudioTrack(AudioManager.STREAM_MUSIC, 8000, AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_ STEREO, AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT, bufsize, AudioTrack.MODE_STREAM);// trackplayer.play() ;//开始 trackplayer.write(bytes_pkg, 0, bytes_pkg.length) ;//往track中写数据 …. trackplayer.stop();//停止播放 trackplayer.release();//释放底层资源。
这里需要解释下两个东西：
1 AudioTrack.MODE_STREAM的意思：
AudioTrack中有MODE_STATIC和MODE_STREAM两种分类。STREAM的意思是由用户在应用程序通过write方式把数据一次一次得写到audiotrack中。这个和我们在socket中发送数据一样，应用层从某个地方获取数据，例如通过编解码得到PCM数据，然后write到audiotrack。
这种方式的坏处就是总是在JAVA层和Native层交互，效率损失较大。
而STATIC的意思是一开始创建的时候，就把音频数据放到一个固定的buffer，然后直接传给audiotrack，后续就不用一次次得write了。AudioTrack会自己播放这个buffer中的数据。
这种方法对于铃声等内存占用较小，延时要求较高的声音来说很适用。
2 StreamType
这个在构造AudioTrack的第一个参数中使用。这个参数和Android中的AudioManager有关系，涉及到手机上的音频管理策略。
Android将系统的声音分为以下几类常见的（未写全）：
l STREAM_ALARM：警告声
l STREAM_MUSCI：音乐声，例如music等
l STREAM_RING：铃声
l STREAM_SYSTEM：系统声音
l STREAM_VOCIE_CALL：电话声音
为什么要分这么多呢？以前在台式机上开发的时候很少知道有这么多的声音类型，不过仔细思考下，发现这样做是有道理的。例如你在听music的时候接到电话，这个时候music播放肯定会停止，此时你只能听到电话，如果你调节音量的话，这个调节肯定只对电话起作用。当电话打完了，再回到music，你肯定不用再调节音量了。
其实系统将这几种声音的数据分开管理，所以，这个参数对AudioTrack来说，它的含义就是告诉系统，我现在想使用的是哪种类型的声音，这样系统就可以对应管理他们了。
3.2 分析之getMinBufferSize
AudioTrack的例子就几个函数。先看看第一个函数：
AudioTrack.getMinBufferSize(8000,//每秒8K个点 AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_STEREO,//双声道 AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT); ----->AudioTrack.JAVA
//注意，这是个static函数
static public int getMinBufferSize(int sampleRateInHz, int channelConfig, int audioFormat) { int channelCount = 0; switch(channelConfig) { case AudioFormat.CHANNEL_OUT_MONO: case AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_MONO: channelCount = 1; break; case AudioFormat.CHANNEL_OUT_STEREO: case AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_STEREO: channelCount = 2;--->看到了吧，外面名字搞得这么酷，其实就是指声道数 break; default: loge("getMinBufferSize(): Invalid channel configuration."); return AudioTrack.ERROR_BAD_VALUE; } //目前只支持PCM8和PCM16精度的音频 if ((audioFormat != AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT) && (audioFormat != AudioFormat.ENCODING_PCM_8BIT)) { loge("getMinBufferSize(): Invalid audio format."); return AudioTrack.ERROR_BAD_VALUE; } //ft，对采样频率也有要求，太低或太高都不行，人耳分辨率在20HZ到40KHZ之间 if ( (sampleRateInHz < 4000) || (sampleRateInHz > 48000) ) { loge("getMinBufferSize(): " + sampleRateInHz +"Hz is not a supported sample rate."); return AudioTrack.ERROR_BAD_VALUE; } //调用native函数，够烦的，什么事情都搞到JNI层去。 int size = native_get_min_buff_size(sampleRateInHz, channelCount, audioFormat); if ((size == -1) || (size == 0)) { loge("getMinBufferSize(): error querying hardware"); return AudioTrack.ERROR; } else { return size; }
native_get_min_buff_size--->在framework/base/core/jni/android_media_track.cpp中实现。（不了解JNI的一定要学习下，否则只能在JAVA层搞，太狭隘了。）最终对应到函数
1 static jint android_media_AudioTrack_get_min_buff_size(JNIEnv *env, jobject thiz, 2 3 jint sampleRateInHertz, jint nbChannels, jint audioFormat) 4 5 {//注意我们传入的参数是： 6 7 //sampleRateInHertz = 8000 8 9 //nbChannels = 2； 10 11 //audioFormat = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT 12 13 int afSamplingRate; 14 15 int afFrameCount; 16 17 uint32_t afLatency; 18 19 //下面涉及到AudioSystem，这里先不解释了， 20 21 //反正知道从AudioSystem那查询了一些信息 22 23 if (AudioSystem::getOutputSamplingRate(&afSamplingRate) != NO_ERROR) { 24 25 return -1; 26 27 } 28 29 if (AudioSystem::getOutputFrameCount(&afFrameCount) != NO_ERROR) { 30 31 return -1; 32 33 } 34 35 36 37 if (AudioSystem::getOutputLatency(&afLatency) != NO_ERROR) { 38 39 return -1; 40 41 } 42 43 //音频中最常见的是frame这个单位，什么意思？经过多方查找，最后还是在ALSA的wiki中 44 45 //找到解释了。一个frame就是1个采样点的字节数*声道。为啥搞个frame出来？因为对于多//声道的话，用1个采样点的字节数表示不全，因为播放的时候肯定是多个声道的数据都要播出来//才行。所以为了方便，就说1秒钟有多少个frame，这样就能抛开声道数，把意思表示全了。 46 47 // Ensure that buffer depth covers at least audio hardware latency 48 49 uint32_t minBufCount = afLatency / ((1000 * afFrameCount)/afSamplingRate); 50 51 if (minBufCount < 2) minBufCount = 2; 52 53 uint32_t minFrameCount = 54 55 (afFrameCount*sampleRateInHertz*minBufCount)/afSamplingRate; 56 57 //下面根据最小的framecount计算最小的buffersize 58 59 int minBuffSize = minFrameCount 60 61 * (audioFormat == javaAudioTrackFields.PCM16 ? 2 : 1) 62 63 * nbChannels; 64 65 return minBuffSize; 66 67 }
getMinBufSize函数完了后，我们得到一个满足最小要求的缓冲区大小。这样用户分配缓冲区就有了依据。下面就需要创建AudioTrack对象了
3.3 分析之new AudioTrack
先看看调用函数：
AudioTrack trackplayer = new AudioTrack( AudioManager.STREAM_MUSIC, 8000, AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_ STEREO, AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT, bufsize, AudioTrack.MODE_STREAM);
其实现代码在AudioTrack.java中。
public AudioTrack(int streamType, int sampleRateInHz, int channelConfig, int audioFormat, int bufferSizeInBytes, int mode) throws IllegalArgumentException { mState = STATE_UNINITIALIZED; // 获得主线程的Looper，这个在MediaScanner分析中已经讲过了 if ((mInitializationLooper = Looper.myLooper()) == null) { mInitializationLooper = Looper.getMainLooper(); } //检查参数是否合法之类的，可以不管它 audioParamCheck(streamType, sampleRateInHz, channelConfig, audioFormat, mode); //我是用getMinBufsize得到的大小，总不会出错吧？ audioBuffSizeCheck(bufferSizeInBytes); // 调用native层的native_setup，把自己的WeakReference传进去了 //不了解JAVA WeakReference的可以上网自己查一下，很简单的 int initResult = native_setup(new WeakReference<AudioTrack>(this), mStreamType, 这个值是AudioManager.STREAM_MUSIC mSampleRate, 这个值是8000 mChannels, 这个值是2 mAudioFormat,这个值是AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT mNativeBufferSizeInBytes, //这个是刚才getMinBufSize得到的 mDataLoadMode);DataLoadMode是MODE_STREAM .... }
上面函数调用最终进入了JNI层android_media_AudioTrack.cpp下面的函数
1 static int 2 3 android_media_AudioTrack_native_setup(JNIEnv *env, jobject thiz, jobject weak_this, 4 5 jint streamType, jint sampleRateInHertz, jint channels, 6 7 jint audioFormat, jint buffSizeInBytes, jint memoryMode) 8 9 { 10 11 int afSampleRate; 12 13 int afFrameCount; 14 15 下面又要调用一堆东西，烦不烦呐？具体干什么用的，以后分析到AudioSystem再说。 16 17 AudioSystem::getOutputFrameCount(&afFrameCount, streamType)； 18 19 AudioSystem::getOutputSamplingRate(&afSampleRate, streamType)； 20 21 22 23 AudioSystem::isOutputChannel(channels)； 24 25 popCount是统计一个整数中有多少位为1的算法 26 27 int nbChannels = AudioSystem::popCount(channels); 28 29 30 31 if (streamType == javaAudioTrackFields.STREAM_MUSIC) { 32 33 atStreamType = AudioSystem::MUSIC; 34 35 } 36 37 int bytesPerSample = audioFormat == javaAudioTrackFields.PCM16 ? 2 : 1; 38 39 int format = audioFormat == javaAudioTrackFields.PCM16 ? 40 41 AudioSystem::PCM_16_BIT : AudioSystem::PCM_8_BIT; 42 43 int frameCount = buffSizeInBytes / (nbChannels * bytesPerSample); 44 45 //上面是根据Buffer大小和一个Frame大小来计算帧数的。 46 47 // AudioTrackJniStorage，就是一个保存一些数据的地方，这 48 49 //里边有一些有用的知识，下面再详细解释 50 51 AudioTrackJniStorage* lpJniStorage = new AudioTrackJniStorage(); 52 53 54 55 jclass clazz = env->GetObjectClass(thiz); 56 57 lpJniStorage->mCallbackData.audioTrack_class = (jclass)env->NewGlobalRef(clazz); 58 59 lpJniStorage->mCallbackData.audioTrack_ref = env->NewGlobalRef(weak_this); 60 61 lpJniStorage->mStreamType = atStreamType; 62 63 64 65 //创建真正的AudioTrack对象 66 67 AudioTrack* lpTrack = new AudioTrack(); 68 69 if (memoryMode == javaAudioTrackFields.MODE_STREAM) { 70 71 //如果是STREAM流方式的话，把刚才那些参数设进去 72 73 lpTrack->set( 74 75 atStreamType,// stream type 76 77 sampleRateInHertz, 78 79 format,// word length, PCM 80 81 channels, 82 83 frameCount, 84 85 0,// flags 86 87 audioCallback, 88 89 &(lpJniStorage->mCallbackData),//callback, callback data (user) 90 91 0,// notificationFrames == 0 since not using EVENT_MORE_DATA to feed the AudioTrack 92 93 0,// 共享内存，STREAM模式需要用户一次次写，所以就不用共享内存了 94 95 true);// thread can call Java 96 97 98 99 } else if (memoryMode == javaAudioTrackFields.MODE_STATIC) { 100 101 //如果是static模式，需要用户一次性把数据写进去，然后 102 103 //再由audioTrack自己去把数据读出来，所以需要一个共享内存 104 105 //这里的共享内存是指C++AudioTrack和AudioFlinger之间共享的内容 106 107 //因为真正播放的工作是由AudioFlinger来完成的。 108 109 lpJniStorage->allocSharedMem(buffSizeInBytes); 110 111 lpTrack->set( 112 113 atStreamType,// stream type 114 115 sampleRateInHertz, 116 117 format,// word length, PCM 118 119 channels, 120 121 frameCount, 122 123 0,// flags 124 125 audioCallback, 126 127 &(lpJniStorage->mCallbackData),//callback, callback data (user)); 128 129 0,// notificationFrames == 0 since not using EVENT_MORE_DATA to feed the AudioTrack 130 131 lpJniStorage->mMemBase,// shared mem 132 133 true);// thread can call Java 134 135 } 136 137 138 139 if (lpTrack->initCheck() != NO_ERROR) { 140 141 LOGE("Error initializing AudioTrack"); 142 143 goto native_init_failure; 144 145 } 146 147 //又来这一招，把C++AudioTrack对象指针保存到JAVA对象的一个变量中 148 149 //这样，Native层的AudioTrack对象就和JAVA层的AudioTrack对象关联起来了。 150 151 env->SetIntField(thiz, javaAudioTrackFields.nativeTrackInJavaObj, (int)lpTrack); 152 153 env->SetIntField(thiz, javaAudioTrackFields.jniData, (int)lpJniStorage); 154 155 }
1 AudioTrackJniStorage详解
这个类其实就是一个辅助类，但是里边有一些知识很重要，尤其是Android封装的一套共享内存的机制。这里一并讲解，把这块搞清楚了，我们就能轻松得在两个进程间进行内存的拷贝。
AudioTrackJniStorage的代码很简单。
struct audiotrack_callback_cookie {
jclass audioTrack_class;
jobject audioTrack_ref;
}; cookie其实就是把JAVA中的一些东西保存了下，没什么特别的意义
class AudioTrackJniStorage { public: sp<MemoryHeapBase> mMemHeap;//这两个Memory很重要 sp<MemoryBase> mMemBase; audiotrack_callback_cookie mCallbackData; int mStreamType; bool allocSharedMem(int sizeInBytes) { mMemHeap = new MemoryHeapBase(sizeInBytes, 0, "AudioTrack Heap Base"); mMemBase = new MemoryBase(mMemHeap, 0, sizeInBytes); //注意用法，先弄一个HeapBase，再把HeapBase传入到MemoryBase中去。 return true; } };
2 MemoryHeapBase
MemroyHeapBase也是Android搞的一套基于Binder机制的对内存操作的类。既然是Binder机制，那么肯定有一个服务端（Bnxxx），一个代理端Bpxxx。看看MemoryHeapBase定义：
class MemoryHeapBase : public virtual BnMemoryHeap
{
果然，从BnMemoryHeap派生，那就是Bn端。这样就和Binder挂上钩了
//Bp端调用的函数最终都会调到Bn这来
对Binder机制不了解的，可以参考：
http://blog.csdn.net/Innost/archive/2011/01/08/6124685.aspx
有好几个构造函数，我们看看我们使用的：
MemoryHeapBase::MemoryHeapBase(size_t size, uint32_t flags, char const * name) : mFD(-1), mSize(0), mBase(MAP_FAILED), mFlags(flags), mDevice(0), mNeedUnmap(false) { const size_t pagesize = getpagesize(); size = ((size + pagesize-1) & ~(pagesize-1)); //创建共享内存，ashmem_create_region这个是系统提供的,可以不管它 //设备上打开的是/dev/ashmem设备，而Host上打开的是一个tmp文件 int fd = ashmem_create_region(name == NULL ? "MemoryHeapBase" : name, size); mapfd(fd, size);//把刚才那个fd通过mmap方式得到一块内存 //不明白得去man mmap看看
mapfd完了后，mBase变量指向内存的起始位置, mSize是分配的内存大小，mFd是
ashmem_create_region返回的文件描述符
}
MemoryHeapBase提供了一下几个函数，可以获取共享内存的大小和位置。
getBaseID()--->返回mFd，如果为负数，表明刚才创建共享内存失败了
getBase()->返回mBase，内存位置
getSize()->返回mSize，内存大小
有了MemoryHeapBase，又搞了一个MemoryBase，这又是一个和Binder机制挂钩的类。
唉，这个估计是一个在MemoryHeapBase上的方便类吧？因为我看见了offset
那么估计这个类就是一个能返回当前Buffer中写位置（就是offset）的方便类
这样就不用用户到处去计算读写位置了。
class MemoryBase : public BnMemory { public: MemoryBase(const sp<IMemoryHeap>& heap, ssize_t offset, size_t size); virtual sp<IMemoryHeap> getMemory(ssize_t* offset, size_t* size) const; protected: size_t getSize() const { return mSize; } ssize_t getOffset() const { return mOffset; } const sp<IMemoryHeap>& getHeap() const { return mHeap; } };
好了，明白上面两个MemoryXXX，我们可以猜测下大概的使用方法了。
l BnXXX端先分配BnMemoryHeapBase和BnMemoryBase，
l 然后把BnMemoryBase传递到BpXXX
l BpXXX就可以使用BpMemoryBase得到BnXXX端分配的共享内存了。
注意，既然是进程间共享内存，那么Bp端肯定使用memcpy之类的函数来操作内存，这些函数是没有同步保护的，而且Android也不可能在系统内部为这种共享内存去做增加同步保护。所以看来后续在操作这些共享内存的时候，肯定存在一个跨进程的同步保护机制。我们在后面讲实际播放的时候会碰到。
另外，这里的SharedBuffer最终会在Bp端也就是AudioFlinger那用到。
3.4 分析之play和write
JAVA层到这一步后就是调用play和write了。JAVA层这两个函数没什么内容，都是直接转到native层干活了。
先看看play函数对应的JNI函数
static void android_media_AudioTrack_start(JNIEnv *env, jobject thiz) { //看见没，从JAVA那个AudioTrack对象获取保存的C++层的AudioTrack对象指针 //从int类型直接转换成指针。要是以后ARM变成64位平台了，看google怎么改！ AudioTrack *lpTrack = (AudioTrack *)env->GetIntField( thiz, javaAudioTrackFields.nativeTrackInJavaObj); lpTrack->start(); //这个以后再说 }
下面是write。我们写的是short数组，
static jint android_media_AudioTrack_native_write_short(JNIEnv *env, jobject thiz, jshortArray javaAudioData, jint offsetInShorts, jint sizeInShorts, jint javaAudioFormat) { return (android_media_AudioTrack_native_write(env, thiz, (jbyteArray) javaAudioData, offsetInShorts*2, sizeInShorts*2, javaAudioFormat) / 2); }
烦人，又根据Byte还是Short封装了下，最终会调到重要函数writeToTrack去
jint writeToTrack(AudioTrack* pTrack, jint audioFormat, jbyte* data, jint offsetInBytes, jint sizeInBytes) { ssize_t written = 0; // regular write() or copy the data to the AudioTrack's shared memory? if (pTrack->sharedBuffer() == 0) { //创建的是流的方式，所以没有共享内存在track中 //还记得我们在native_setup中调用的set吗？流模式下AudioTrackJniStorage可没创建 //共享内存 written = pTrack->write(data + offsetInBytes, sizeInBytes); } else { if (audioFormat == javaAudioTrackFields.PCM16) { // writing to shared memory, check for capacity if ((size_t)sizeInBytes > pTrack->sharedBuffer()->size()) { sizeInBytes = pTrack->sharedBuffer()->size(); } //看见没？STATIC模式的，就直接把数据拷贝到共享内存里 //当然，这个共享内存是pTrack的，是我们在set时候把AudioTrackJniStorage的 //共享设进去的 memcpy(pTrack->sharedBuffer()->pointer(), data + offsetInBytes, sizeInBytes); written = sizeInBytes; } else if (audioFormat == javaAudioTrackFields.PCM8) { PCM8格式的要先转换成PCM16 } return written; }
到这里，似乎很简单啊，JAVA层的AudioTrack，无非就是调用write函数，而实际由JNI层的C++ AudioTrack write数据。反正JNI这层是再看不出什么有意思的东西了。
四 AudioTrack（C++层）
接上面的内容，我们知道在JNI层，有以下几个步骤：
l new了一个AudioTrack
l 调用set函数，把AudioTrackJniStorage等信息传进去
l 调用了AudioTrack的start函数
l 调用AudioTrack的write函数
那么，我们就看看真正干活的的C++AudioTrack吧。
AudioTrack.cpp位于frameworkaselibmediaAudioTrack.cpp
4.1 new AudioTrack()和set调用
JNI层调用的是最简单的构造函数：
AudioTrack::AudioTrack() : mStatus(NO_INIT) //把状态初始化成NO_INIT。Android大量使用了设计模式中的state。 { }
接下来调用set。我们看看JNI那set了什么
lpTrack->set( atStreamType, //应该是Music吧 sampleRateInHertz,//8000 format,// 应该是PCM_16吧 channels,//立体声=2 frameCount,// 0,// flags audioCallback, //JNI中的一个回调函数 &(lpJniStorage->mCallbackData),//回调函数的参数 0,// 通知回调函数，表示AudioTrack需要数据，不过暂时没用上 0,//共享buffer地址，stream模式没有 true);//回调线程可以调JAVA的东西
那我们看看set函数把。
status_t AudioTrack::set( int streamType, uint32_t sampleRate, int format, int channels, int frameCount, uint32_t flags, callback_t cbf, void* user, int notificationFrames, const sp<IMemory>& sharedBuffer, bool threadCanCallJava) {
...前面一堆的判断，等以后讲AudioSystem再说
audio_io_handle_t output = AudioSystem::getOutput((AudioSystem::stream_type)streamType, sampleRate, format, channels, (AudioSystem::output_flags)flags); //createTrack？看来这是真正干活的 status_t status = createTrack(streamType, sampleRate, format, channelCount, frameCount, flags, sharedBuffer, output); //cbf是JNI传入的回调函数audioCallback if (cbf != 0) { //看来，怎么着也要创建这个线程了！ mAudioTrackThread = new AudioTrackThread(*this, threadCanCallJava); } return NO_ERROR; }
看看真正干活的createTrack
status_t AudioTrack::createTrack( int streamType, uint32_t sampleRate, int format, int channelCount, int frameCount, uint32_t flags, const sp<IMemory>& sharedBuffer, audio_io_handle_t output) { status_t status; //啊，看来和audioFlinger挂上关系了呀。 const sp<IAudioFlinger>& audioFlinger = AudioSystem::get_audio_flinger(); //下面这个调用最终会在AudioFlinger中出现。暂时不管它。 sp<IAudioTrack> track = audioFlinger->createTrack(getpid(), streamType, sampleRate, format, channelCount, frameCount, ((uint16_t)flags) << 16, sharedBuffer, output, &status); //看见没，从track也就是AudioFlinger那边得到一个IMemory接口 //这个看来就是最终write写入的地方 sp<IMemory> cblk = track->getCblk(); mAudioTrack.clear(); mAudioTrack = track; mCblkMemory.clear();//sp<XXX>的clear，就看着做是delete XXX吧 mCblkMemory = cblk; mCblk = static_cast<audio_track_cblk_t*>(cblk->pointer()); mCblk->out = 1; mFrameCount = mCblk->frameCount; if (sharedBuffer == 0) { //终于看到buffer相关的了。注意我们这里的情况 //STREAM模式没有传入共享buffer，但是数据确实又需要buffer承载。 //反正AudioTrack是没有创建buffer，那只能是刚才从AudioFlinger中得到 //的buffer了。 mCblk->buffers = (char*)mCblk + sizeof(audio_track_cblk_t); } return NO_ERROR; }
还记得我们说MemoryXXX没有同步机制，所以这里应该有一个东西能体现同步的，
那么我告诉大家，就在audio_track_cblk_t结构中。它的头文件在
framework/base/include/private/media/AudioTrackShared.h
实现文件就在AudioTrack.cpp中
audio_track_cblk_t::audio_track_cblk_t() //看见下面的SHARED没？都是表示跨进程共享的意思。这个我就不跟进去说了 //等以后介绍同步方面的知识时，再细说 : lock(Mutex::SHARED), cv(Condition::SHARED), user(0), server(0), userBase(0), serverBase(0), buffers(0), frameCount(0), loopStart(UINT_MAX), loopEnd(UINT_MAX), loopCount(0), volumeLR(0), flowControlFlag(1), forceReady(0) { }
到这里，大家应该都有个大概的全景了。
l AudioTrack得到AudioFlinger中的一个IAudioTrack对象，这里边有一个很重要的数据结构audio_track_cblk_t，它包括一块缓冲区地址，包括一些进程间同步的内容，可能还有数据位置等内容
l AudioTrack启动了一个线程，叫AudioTrackThread，这个线程干嘛的呢？还不知道
l AudioTrack调用write函数，肯定是把数据写到那块共享缓冲了，然后IAudioTrack在另外一个进程AudioFlinger中（其实AudioFlinger是一个服务，在mediaservice中运行）接收数据，并最终写到音频设备中。
那我们先看看AudioTrackThread干什么了。
调用的语句是：
mAudioTrackThread = new AudioTrackThread(*this, threadCanCallJava);
AudioTrackThread从Thread中派生，这个内容在深入浅出Binder机制讲过了。
反正最终会调用AudioTrackAThread的threadLoop函数。
先看看构造函数
AudioTrack::AudioTrackThread::AudioTrackThread(AudioTrack& receiver, bool bCanCallJava) : Thread(bCanCallJava), mReceiver(receiver) { //mReceiver就是AudioTrack对象 // bCanCallJava为TRUE }
这个线程的启动由AudioTrack的start函数触发。
1 void AudioTrack::start() 2 3 { 4 5 //start函数调用AudioTrackThread函数触发产生一个新的线程，执行mAudioTrackThread的 6 7 threadLoop 8 9 sp<AudioTrackThread> t = mAudioTrackThread; 10 11 t->run("AudioTrackThread", THREAD_PRIORITY_AUDIO_CLIENT); 12 13 //让AudioFlinger中的track也start 14 15 status_t status = mAudioTrack->start(); 16 17 } 18 19 bool AudioTrack::AudioTrackThread::threadLoop() 20 21 { 22 23 //太恶心了，又调用AudioTrack的processAudioBuffer函数 24 25 return mReceiver.processAudioBuffer(this); 26 27 } 28 29 bool AudioTrack::processAudioBuffer(const sp<AudioTrackThread>& thread) 30 31 { 32 33 Buffer audioBuffer; 34 35 uint32_t frames; 36 37 size_t writtenSize; 38 39 ...回调1 40 41 mCbf(EVENT_UNDERRUN, mUserData, 0); 42 43 ...回调2 都是传递一些信息到JNI里边 44 45 mCbf(EVENT_BUFFER_END, mUserData, 0); 46 47 // Manage loop end callback 48 49 while (mLoopCount > mCblk->loopCount) { 50 51 mCbf(EVENT_LOOP_END, mUserData, (void *)&loopCount); 52 53 } 54 55 //下面好像有写数据的东西 56 57 do { 58 59 audioBuffer.frameCount = frames; 60 61 //获得buffer， 62 63 status_t err = obtainBuffer(&audioBuffer, 1); 64 65 size_t reqSize = audioBuffer.size; 66 67 //把buffer回调到JNI那去，这是单独一个线程，而我们还有上层用户在那不停 68 69 //地write呢，怎么会这样？ 70 71 mCbf(EVENT_MORE_DATA, mUserData, &audioBuffer); 72 73 audioBuffer.size = writtenSize; 74 75 frames -= audioBuffer.frameCount; 76 77 releaseBuffer(&audioBuffer); //释放buffer，和obtain相对应，看来是LOCK和UNLOCK操作了 78 79 } 80 81 while (frames); 82 83 return true; 84 85 } 难道真的有两处在write数据？看来必须得到mCbf去看看了，传的是EVENT_MORE_DATA标志。 mCbf由set的时候传入C++的Audi
oTrack，实际函数是：static void audioCallback(int event, void* user, void *info) { if (event == AudioTrack::EVENT_MORE_DATA) { //哈哈，太好了，这个函数没往里边写数据 AudioTrack::Buffer* pBuff = (AudioTrack::Buffer*)info; pBuff->size = 0; }
从代码上看，本来google考虑是异步的回调方式来写数据，可惜发现这种方式会比较复杂，尤其是对用户开放的JAVA AudioTrack会很不好处理，所以嘛，偷偷摸摸得给绕过去了。
太好了，看来就只有用户的write会真正的写数据了，这个AudioTrackThread除了通知一下，也没什么实际有意义的操作了。
让我们看看write吧。
4.2 write
ssize_t AudioTrack::write(const void* buffer, size_t userSize) { 够简单，就是obtainBuffer，memcpy数据，然后releasBuffer 眯着眼睛都能想到，obtainBuffer一定是Lock住内存了，releaseBuffer一定是unlock内存了 do { audioBuffer.frameCount = userSize/frameSize(); status_t err = obtainBuffer(&audioBuffer, -1); size_t toWrite; toWrite = audioBuffer.size; memcpy(audioBuffer.i8, src, toWrite); src += toWrite; } userSize -= toWrite; written += toWrite; releaseBuffer(&audioBuffer); } while (userSize); return written; } obtainBuffer太复杂了，不过大家知道其大概工作方式就可以了 status_t AudioTrack::obtainBuffer(Buffer* audioBuffer, int32_t waitCount) { //恕我中间省略太多，大部分都是和当前数据位置相关， uint32_t framesAvail = cblk->framesAvailable(); cblk->lock.lock();//看见没，lock了 result = cblk->cv.waitRelative(cblk->lock, milliseconds(waitTimeMs)); //我发现很多地方都要判断远端的AudioFlinger的状态，比如是否退出了之类的，难道 //没有一个好的方法来集中处理这种事情吗？ if (result == DEAD_OBJECT) { result = createTrack(mStreamType, cblk->sampleRate, mFormat, mChannelCount, mFrameCount, mFlags, mSharedBuffer,getOutput()); } //得到buffer audioBuffer->raw = (int8_t *)cblk->buffer(u); return active ? status_t(NO_ERROR) : status_t(STOPPED); } 在看看releaseBuffer void AudioTrack::releaseBuffer(Buffer* audioBuffer) { audio_track_cblk_t* cblk = mCblk; cblk->stepUser(audioBuffer->frameCount); } uint32_t audio_track_cblk_t::stepUser(uint32_t frameCount) { uint32_t u = this->user; u += frameCount; if (out) { if (bufferTimeoutMs == MAX_STARTUP_TIMEOUT_MS-1) { bufferTimeoutMs = MAX_RUN_TIMEOUT_MS; } } else if (u > this->server) { u = this->server; } if (u >= userBase + this->frameCount) { userBase += this->frameCount; } this->user = u; flowControlFlag = 0; return u; }
奇怪了，releaseBuffer没有unlock操作啊？难道我失误了？
再去看看obtainBuffer?为何写得这么晦涩难懂？
原来在obtainBuffer中会某一次进去lock，再某一次进去可能就是unlock了。没看到obtainBuffer中到处有lock,unlock,wait等同步操作吗。一定是这个道理。难怪写这么复杂。还使用了少用的goto语句。
唉，有必要这样吗！
五 AudioTrack总结
通过这一次的分析，我自己觉得有以下几个点：
l AudioTrack的工作原理，尤其是数据的传递这一块，做了比较细致的分析，包括共享内存，跨进程的同步等，也能解释不少疑惑了。
l 看起来，最重要的工作是在AudioFlinger中做的。通过AudioTrack的介绍，我们给后续深入分析AudioFlinger提供了一个切入点
工作原理和流程嘛，再说一次好了，JAVA层就看最前面那个例子吧，实在没什么说的。
l AudioTrack被new出来，然后set了一堆信息，同时会通过Binder机制调用另外一端的AudioFlinger，得到IAudioTrack对象，通过它和AudioFlinger交互。
l 调用start函数后，会启动一个线程专门做回调处理，代码里边也会有那种数据拷贝的回调，但是JNI层的回调函数实际并没有往里边写数据，大家只要看write就可以了
l 用户一次次得write，那AudioTrack无非就是把数据memcpy到共享buffer中咯
l 可想而知，AudioFlinger那一定有一个线程在memcpy数据到音频设备中去。我们拭目以待。