Android AudioFlinger(一)——初识AndroidAudio Flinger

AudioFlinger 是 Android 系统中的音频中间层(audio HAL, Audio Hardware Abstraction Layer)的一部分,负责管理音频的混音、播放和音量控制等功能。它充当 Android 应用程序和音频硬件之间的桥梁。

1. AudioFlinger 简介

AudioFlinger 是 Android 音频系统架构中的一个重要类,提供音频处理、播放和录制的核心功能。它运行在 mediaserver 进程中,由 AudioSystem 提供接口,通过 Binder 机制与应用程序和系统组件进行通信。

2. AudioFlinger 的主要组件

  • Mixer:AudioFlinger 负责将不同来源的音频流混合到一起。这对于播放多个音频流(例如多应用程序音频或系统音效)非常重要。Mixer 会将所有音频流混合并处理成一个统一的输出。
  • AudioTrack 和 AudioRecord:AudioTrack 用于音频播放,而 AudioRecord 用于音频录制。它们都使用 AudioFlinger 来访问硬件,并提供对音频流的管理。
  • AudioBuffer:用于管理音频缓冲区,负责在应用程序与硬件层之间传递音频数据,确保音频的流畅播放和录制。
  • Effect Chain:用于处理音效效果,比如均衡器、混响等。AudioFlinger 允许在音频流中添加音效,给用户提供更丰富的音频体验。
  • ThreadBase:AudioFlinger 使用多个线程来处理不同的音频任务,比如 Mixer 线程、Playback 线程等。不同线程负责不同的音频任务,以提高系统的并行处理能力。

3. AudioFlinger 工作流程

  1. 音频请求初始化:当应用程序请求播放或录制音频时,Android 系统会通过 AudioTrack 或 AudioRecord 接口向 AudioFlinger 发出请求。
  2. 线程创建和管理:AudioFlinger 根据请求创建一个对应的线程(播放线程或录制线程)来处理音频数据。
  3. 数据传输:音频数据从应用程序传输到 AudioFlinger 的缓冲区,再由线程从缓冲区读取和处理数据。
  4. 数据混合:在播放音频的情况下,AudioFlinger 将所有应用程序的音频数据混合,处理音效等。
  5. 数据输出:最后,AudioFlinger 将混合后的数据通过硬件抽象层(Audio HAL)发送到硬件播放。

4. AudioFlinger 中的关键函数

  • createTrack() 和 createRecord():负责创建播放和录制的音频轨道。
  • setMasterVolume() 和 setStreamVolume():控制主音量和音频流音量。
  • setEffect():为音频流设置音效,如均衡、混响等。

5. AudioFlinger 的线程模型

AudioFlinger 使用不同类型的线程来优化音频性能:

  • PlaybackThread:用于音频播放的主线程,它定期从缓冲区读取音频数据并将其传送到音频硬件。
  • RecordThread:用于音频录制的线程,负责从音频硬件读取数据并将其写入应用程序的缓冲区。
  • MixerThread:负责将来自不同音频流的音频数据混合。

6. AudioFlinger 的音频路径

在 Android 音频系统中,音频路径是应用程序的音频数据从源到硬件设备的传输过程。主要路径如下:

  1. 应用程序的音频数据通过 AudioTrack(播放)或 AudioRecord(录制)与 AudioFlinger 进行交互。
  2. 数据传递到 AudioFlinger 的缓冲区,然后在 MixerThread 中进行处理和混合。
  3. 经过混合的音频流传递到 Audio HAL,再由 HAL 将音频流输出到硬件设备(如扬声器或耳机)。

上面我们简单介绍了audioflinger的一些作用和部分构造,由上面的内容可以看出要学习audioflinger不单单要去理解audioflinger本身的代码,还要去查看audiotrack、audiorecord、audiopolicyserver、Threads等等,因为他们都是与audioflinger紧密相关的,下面我们由上至下来追溯一下,audioflinger是如何被应用调用到,从而将数据写入驱动的。

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