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I . AAudio 音频流 采样 缓冲 播放 的连续机制II . AAudio 音频流 数据回调函数 函数指针类型定义III . AAudio 音频流 数据回调函数 实现IV . AAudio 音频流 数据回调函数 设置I . AAudio 音频流 采样 缓冲 播放 的连续机制
1 . AAudio 音频流的 采样 缓冲 播放 流程 : 样本采样完成后 , 存入缓冲区 , 然后将其通过 AAudio 播放出来 , 采样阶段采集 nnn 个样本 , 然后将其放入缓冲区 , 将缓冲区的数据 写出到 AAudio 音频流中播放出来 ;
2 . 采样速度高于播放速度 : 如果采样采集多了 , 不能立刻播放 , 此时就会产生延迟 , 并且如果超出缓冲区大小 , 超出部分采样就会溢出 , 造成数据损失 , 样本不连续 , 就会产生电流 ;
3 . 采样速度低于播放速度 : 如果采样少了 , 不能向 AAudio 音频流中写入足够的数据 , 就会造成电流杂音等情况 ;
4 . 数据回调函数 引入 : 数据回调函数就是为了解决上述问题 , 引入的机制 ;
5 . 数据回调函数 简介 :
① 采样缓冲 : 采样后 , 将采集的样本存入缓冲区 ;② 播放采样 : 将缓冲区中的样本写入 AAudio 音频流 ;③ 调用回调函数 : AAudio 音频流如果播放完当前数据 , AAudio 就会自动调用 开发者按照 规范开发的 回调函数 申请后续采样数据 ;④ 回调函数内容 : 开发者自己实现该回调函数 , 在这个函数中实现采样 并将采样设置给 AAudio 音频流 , 之后继续播放音频采样 ;
之后如果采样播放完毕 , 继续调用回调函数 ;
下面会着重讲解该数据回调函数的细节
II . AAudio 音频流 数据回调函数 函数指针类型定义
数据回调函数原型 : AAudio 只定义了一个函数类型 , 该函数的实际内容需要开发者自己开发 , 一般是 采样 , 然后 设置数据给 AAudio 音频流 的操作 ;
typedef aaudio_data_callback_result_t (*AAudioStream_dataCallback)(AAudioStream *stream,void *userData,void *audioData,int32_t numFrames);
① 函数类型 : 该数据回调函数类型如下 , 其返回值是 aaudio_data_callback_result_t 类型 , 四个参数分别如下 ;
aaudio_data_callback_result_t (*)(AAudioStream *stream,void *userData,void *audioData,int32_t numFrames)
② 函数别名 : 使用 typedef 关键字为 上述函数指针类型 赋予一个类型别名 AAudioStream_dataCallback ;③ 参数一 AAudioStream *stream : AAudio 音频流指针 ;④ 参数二 void *userData : 该参数用于传递一些额外数据 , 与 AAudioStreamBuilder_setCallback() 中的 第三参数 void *userData 参数指向的地址一致 ;⑤ 参数三 void *audioData : 指向音频采样数据的指针 , AAudio 会自动将该数据输出或输入到音频流中 ;⑥ 参数四 int32_t numFrames : 要处理的帧数 , 需要将多少帧的 audioData 指针指向的音频采样数据 , 输入 或 输出到 AAudio 音频流中 ;
III . AAudio 音频流 数据回调函数 实现
aaudio_data_callback_result_t (*)(AAudioStream *stream,void *userData,void *audioData,int32_t numFrames)
1 . 数据回调函数设置给 AAudio 音频流 : AAudio 中通过 AAudioStreamBuilder_setDataCallback() 函数 , 将用户自己实现的 AAudioStream_dataCallback 回调函数的函数指针设置给 AAudio 音频流 , 当 AAudio 音频流需要数据时会自动回调该函数 ;
2 . 输出流回调函数实现内容 : 在该函数中需要 按照 AAudio 音频流的当前数据格式 ( 通道数/每帧样本数 , 采样率 ) , 采集 numFrames 帧的 PCM 音频样本数据 ( 每帧的采样数与通道数一致 ) , 将这些样本数据写出到 void *audioData 指针指向的内存中 , 之后这些数据会被自动输出到 AAudio 音频流中 ;
3 . 输入流回调函数实现内容 : 在函数中需要从 void *audioData 指针指向的内存中 , 读取 numFrames 帧 ( 每帧的采样数与通道数一致 ) 的采样数据 , 注意需要按照当前的 采样格式 ( 通道数/每帧样本数 , 采样率 ) 计算读取的字节大小 ;
4 . 采样数据自动传输 ( 不需要手动干预 ) : 在回调函数中 , 将 numFrames 帧的数据传递给 void *audioData , AAudio 在该回调函数执行完毕后 , 会自动将这些数据 读/写 到 AAudio 音频流中 , 不需要 开发者 手动调用 AAudioStream_read() 或 AAudioStream_write() 方法 , 一调用必出错 ;
5 . 每次读写的帧数 int32_t numFrames :
① 固定帧数 : 通过调用 AAudioStreamBuilder_setFramesPerDataCallback() 方法可以设置每次回调都读写固定帧数的音频采样 ;② 自由帧数 : 如果用户没有指定帧数 , 那么在每次回调函数中的 numFrames 帧数可以由用户自己设置 ;
6 . 不能执行耗时操作 : 在该回调函数中 , 不能执行太耗时的操作 或 阻塞操作 , 如果阻塞时间超过了采样播放的时间 , 就会造成后续采样无法及时 读取 或 写入 到 AAudio 音频流中 , 出现音频故障 ;
7 . 回调函数中不能执行的操作 : 该回调函数的回调频率很高 , 可能达到每秒几百到几千次 , 因此有很多 耗时操作 或 访问本地资源 的逻辑不能再该函数中运行 , 尽可能只对内存数据进行操作 ;
① 内存操作 : 使用 malloc() 或 new 分配堆内存 , 极大可能造成内存泄漏或内存溢出 ;② 文件操作 : 打开 open , 关闭 close , 读取 read , 写出 write 等针对文件的操作 ;③ 网络操作 : 访问网络操作 , 从网络中读取数据 , 或向远程端口发送数据 ;④ 同步线程 : 线程间的同步操作会造成阻塞 ;⑤ 休眠阻塞 : sleep 方法不能执行 , 会造成阻塞 ;⑥ 关音频流 : 停止 或 关闭 流操作 会造成不可预知故障 ;⑦ 读写操作 : 该函数中不用刻意调用 AAudioStream_read() 和 AAudioStream_write() 方法进行读写操作 ;
8 . 回调函数中可以进行的操作 :
① 调用 AAudioStream_getXXX() 类方法 : 如下图中列举的方法可以直接调用 , 获取 AAudio 音频流的各种属性 ;
② 调用 AAudio_convertResultToText() 方法 : 将返回值转为对应的 ASCII 字符 ;
9 . 非阻塞技术 : 如果需要在回调函数中 读取 或 输出 数据 , 建议使用非阻塞技术 , 如 FIFO 技术 ;
IV . AAudio 音频流 数据回调函数 设置
1 . 数据回调函数设置方法 :
① 函数原型 :该方法用于设置 AAudio 音频流回调函数 , 当 AAudio 需要 读取 / 写出数据时 , 会自动回调该 AAudioStream_dataCallback 类型 函数 ;
AAUDIO_API void AAudioStreamBuilder_setDataCallback(AAudioStreamBuilder *builder,AAudioStream_dataCallback callback,void *userData)
② 参数 一 AAudioStreamBuilder *builder : AAudio 音频流指针 ;③ 参数 二 AAudioStream_dataCallback callback : AAudioStream_dataCallback 是函数指针类型 , 开发者自己实现该函数 , 然后将函数的地址当做参数设置到此处 ;
typedef aaudio_data_callback_result_t (*AAudioStream_dataCallback)(AAudioStream *stream,void *userData,void *audioData,int32_t numFrames);
④ 参数 三 void *userData : 该指针 与 AAudioStream_dataCallback 函数指针类型的第二个参数指向的地址是相同的 , 相当于传入一个用户自定义的指针 , 可以是任意类型任意数据任意变量 ;
2 . 音频数据传递方式 : 在 AAudioStream_dataCallback 函数指针类型的回调函数中 , 音频流的数据不是通过 AAudioStream_read 或 AAudioStream_write 方法进行读写的 , 只要将音频采样数据设置给函数的第三个参数 audioData 指针即可 , 第四个参数 numFrames 用于说明读写数据的帧数 , 每帧的采样数 就是 采样的通道数 ;
3 . 数据回调函数工作机制 :
① 第一次回调 : 在 AAudio 音频流调用 AAudioStream_requestStart() 方法后 , 会立刻回调该数据回调函数 , 然后第一次 读写采样数据到 AAudio 音频流中 ;② 循环回调 : 当 AAudio 音频流 读取或写出数据完毕后 , 会自动回调该数据回调函数 , 在回调函数中准备下一次的采样 , 读写到 AAudio 音频流中 , 之后继续循环 , 直到 AAudio 音频流关闭销毁 ;③ 实时线程 : AAudio 拥有一个实时线程 , 该数据回调函数就是运行在这个线程上的 ;
【Android 高性能音频】AAudio 音频流 PCM 采样 的 采样 缓冲 播放 的 连续机制 ( 数据回调机制 | 数据回调函数指针 | 实现数据回调函数 | 设置数据回调函数 )
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