Audio 相关代码分析

一、Audio系统综述

Audio系统主要分成如下几个层次：
（1）media库提供的Audio系统的上层接口；
（2）AudioFlinger作为Audio系统的中间层；
（3）Audio的硬件抽象层提供底层支持；
（4）Audio接口通过JNI和Java框架提供给上层。

Audio系统的各个层次接口主要提供了两方面功能：放音（Track）和录音（Recorder）。
在Android的Audio系统中，无论上层还是下层，都使用一个管理类和输出输入两个类来表示整个Audio
系统，输出输入两个类负责数据通道。

二、Audio框架分析

1、Audio的Java部分
代码路径：frameworks/base/media/java/android/media
与Audio相关的Java包是android.media，主要包含AudioManager和Audio系统的几个类。

2、Audio的JNI部分
代码路径：frameworks/base/core/jni
生成库libandroid_runtime.so，Audio的JNI是其中的一个部分。

3、Audio的框架部分
头文件路径：frameworks/base/include/media/
源代码路径：frameworks/base/media/libmedia/

Audio本地框架是media库的一部分，本部分内容被编译成库libmedia.so，
提供Audio部分的接口（包括基于Binder的IPC机制）。

Audio系统的核心框架在media库中提供，对上面主要实现AudioSystem、AudioTrack和
AudioRecorder三个类。提供了IAudioFlinger类接口，在这个类中，可以获得IAudioTrack和
IAudioRecorder两个接口，分别用于声音的播放和录制。AudioTrack和 AudioRecorder分别通
过调用IAudioTrack和IAudioRecorder来实现。

Audio系统的头文件在frameworks/base/include/media/目录中，主要的头文件如下：
AudioSystem.h：media库的Audio部分对上层的总管接口；
IAudioFlinger.h：需要下层实现的总管接口；
AudioTrack.h：放音部分对上接口；
IAudioTrack.h：放音部分需要下层实现的接口；
AudioRecorder.h：录音部分对上接口；
IAudioRecorder.h：录音部分需要下层实现的接口。

IaudioFlinger.h、 IAudioTrack.h和IAudioRecorder.h这三个接口通过下层的继承来实现
（即AudioFlinger）。AudioFlinger.h、AudioTrack.h和AudioRecorder.h是对上层提供的
接口，它们既供本地程序调用（例如声音的播放器、录制器等），也可以通过JNI向Java层提供接
口。

4、Audio Flinger
代码路径：frameworks/base/libs/audioflinger

这部分内容被编译成库libaudioflinger.so，它是Audio系统的本地服务部分。

AudioFlinger是Audio系统的中间层，在系统中起到服务作用，它主要作为libmedia提供的
Audio部分接口的实现。AudioFlinger的核心文件是AudioFlinger.h和AudioFlinger.cpp，提
供了类AudioFlinger，这个类是一个IAudioFlinger的实现。AudioFlinger主要提供
createTrack()创建音频的输出设备IAudioTrack，openRecord()创建音频的输入设备
IAudioRecord。另外包含的就是一个get/set接口，用于控制。
从工作的角度看，AudioFlinger在初始化之后，首先获得放音设备，然后为混音器（Mixer）建立
线程，接着建立放音设备线程，在线程中获得放音设备。

5、Audio的硬件抽象层接口
头文件路径：hardware/libhardware_legacy/include/hardware/
其中主要的文件为：AudioHardwareBase.h和AudioHardwareInterface.h。

Audio硬件抽象层的实现在各个系统中可能是不同的，需要使用代码去继承相应的类并实现它们，作
为Android系统本地框架层和驱动程序接口。Audio的硬件抽象层是AudioFlinger和Audio硬件的
接口，在各个系统的移植过程中可以有不同的实现方式。Audio硬件抽象层可以基于Linux标准的
ALSA或OSS音频驱动实现，也可以基于私有的Audio驱动接口来实现。

在AudioHardwareInterface.h中定义了类：AudioStreamOut、AudioStreamIn和
AudioHardwareInterface。
在这个AudioHardwareInterface接口中，使用openOutputStream()和openInputStream()函
数分别获取AudioStreamOut和AudioStreamIn两个类，它们作为音频输入/输出设备来使用。此
外，AudioHardwareInterface.h定义了C语言的接口来获取一个AudioHardware Interface类
型的指针。
extern "C" AudioHardwareInterface* createAudioHardware(void);

如果实现一个 Android的硬件抽象层，则需要实现AudioHardwareInterface、
AudioStream Out和AudioStreamIn三个类，将代码编译成动态库libauido.so。
AudioFlinger会连接这个动态库，并调用其中的createAudioHardware() 函数来获取接口。