前言

本篇为《iOS音频播放》系列的第二篇。

在实施前一篇中所述的7个步骤之前还必须面对一个麻烦的问题，AudioSession。


AudioSession简单介绍

AudioSession这个玩意的主要功能包含下面几点：

  2. 确定你的app怎样使用音频（是播放？还是录音？）
  3. 为你的app选择合适的输入输出设备（比方输入用的麦克风，输出是耳机、手机功放或者airplay）
  4. 协调你的app的音频播放和系统以及其它app行为（比如有电话时须要打断。电话结束时须要恢复，按下静音button时是否歌曲也要静音等）

​​iOS音频播放 (二)：AudioSession 转_版本号​​AudioSession

AudioSession相关的类有两个：

  2. AudioToolBox
    中的AudioSession
  3. AVFoundation
    中的AVAudioSession

当中AudioSession在SDK 7中已经被标注为depracated。而AVAudioSession这个类尽管iOS 3開始就已经存在了，但当中非常多方法和变量都是在iOS 6以后甚至是iOS 7才有的。所以各位能够按照下面标准选择：

  • 假设最低版本号支持iOS 5，能够使用AudioSession
    ，也能够使用AVAudioSession
    ；
  • 假设最低版本号支持iOS 6及以上。请使用AVAudioSession

以下以​​AudioSession​​类为例来讲述AudioSession相关功能的使用（非常不幸我须要支持iOS 5。。T-T，使用​​AVAudioSession​​的同学能够在其头文件里寻找相应的方法使用就可以，须要注意的点我会加以说明）.

注意：在使用AVAudioPlayer/AVPlayer时能够不用关心AudioSession的相关问题，Apple已经把AudioSession的处理过程封装了。但音乐打断后的响应还是要做的（比方打断后音乐暂停了UI状态也要变化，这个应该通过KVO就能够搞定了吧。

。我没试过瞎猜的>_<）。


初始化AudioSession

使用​​AudioSession​​类首先须要调用初始化方法：


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extern OSStatus AudioSessionInitialize(CFRunLoopRef inRunLoop,
                                       CFStringRef inRunLoopMode,
                                       AudioSessionInterruptionListener inInterruptionListener,
                                       void *inClientData);



前两个參数一般填​​NULL​​表示AudioSession执行在主线程上（但并不代表音频的相关处理执行在主线程上。仅仅是AudioSession），第三个參数须要传入一个一个​​AudioSessionInterruptionListener​​类型的方法，作为AudioSession被打断时的回调。第四个參数则是代表打断回调时须要附带的对象（即回到方法中的inClientData，例如以下所看到的。能够理解为UIView animation中的context）。 


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typedef void (*AudioSessionInterruptionListener)(void * inClientData, UInt32 inInterruptionState);



这才刚開始，坑就来了。

这里会有两个问题：

第一。AudioSessionInitialize能够被多次运行。但​​AudioSessionInterruptionListener​​仅仅能被设置一次，这就意味着这个打断回调方法是一个静态方法，一旦初始化成功以后全部的打断都会回调到这种方法。即便下一次再次调用AudioSessionInitialize而且把还有一个静态方法作为參数传入，当打断到来时还是会回调到第一次设置的方法上。

这样的场景并不少见。比如你的app既须要播放歌曲又须要录音。当然你不可能知道用户会先调用哪个功能，所以你必须在播放和录音的模块中都调用AudioSessionInitialize注冊打断方法。但终于打断回调仅仅会作用在先注冊的那个模块中。非常蛋疼吧。。。所以对于AudioSession的使用最好的方法是生成一个类单独进行管理，统一接收打断回调并发送自己定义的打断通知，在须要用到AudioSession的模块中接收通知并做对应的操作。

Apple也察觉到了这一点，所以在AVAudioSession中首先取消了Initialize方法，改为了单例方法​​sharedInstance​​。在iOS 5上全部的打断都须要通过设置​​id<AVAudioSessionDelegate> delegate​ ​并实现回调方法来实现。这相同会有上述的问题，所以在iOS 5使用AVAudioSession下仍然须要一个单独管理AudioSession的类存在。

在iOS 6以后Apple最终把打断改成了通知的形式。。这下科学了。

第二，AudioSessionInitialize方法的第四个參数inClientData，也就是回调方法的第一个參数。上面已经说了打断回调是一个静态方法。而这个參数的目的是为了能让回调时拿到context（上下文信息），所以这个inClientData须要是一个有足够长生命周期的对象（当然前提是你确实须要用到这个參数），假设这个对象被dealloc了。那么回调时拿到的inClientData会是一个野指针。就这一点来说构造一个单独管理AudioSession的类也是有必要的，由于这个类的生命周期和AudioSession一样长。我们能够把context保存在这个类中。


监听RouteChange事件

假设想要实现类似于“拔掉耳机就把歌曲暂停”的功能就须要监听RouteChange事件：


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extern OSStatus AudioSessionAddPropertyListener(AudioSessionPropertyID inID,
                                                AudioSessionPropertyListener inProc,
                                                void *inClientData);

typedef void (*AudioSessionPropertyListener)(void * inClientData,
                                             AudioSessionPropertyID inID,
                                             UInt32 inDataSize,
                                             const void * inData);



调用上述方法，AudioSessionPropertyID參数传​​kAudioSessionProperty_AudioRouteChange​​，AudioSessionPropertyListener參数传相应的回调方法。inClientData參数同AudioSessionInitialize方法。

相同作为静态回调方法还是须要统一管理，接到回调时能够把第一个參数inData转换成​​CFDictionaryRef​​并从中获取kAudioSession_AudioRouteChangeKey_Reason键值相应的value（应该是一个CFNumberRef），得到这些信息后就能够发送自己定义通知给其它模块进行相应操作(比如​​kAudioSessionRouteChangeReason_OldDeviceUnavailable​​就能够用来做“拔掉耳机就把歌曲暂停”)。


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//AudioSession的AudioRouteChangeReason枚举
enum {
      kAudioSessionRouteChangeReason_Unknown = 0,
      kAudioSessionRouteChangeReason_NewDeviceAvailable = 1,
      kAudioSessionRouteChangeReason_OldDeviceUnavailable = 2,
      kAudioSessionRouteChangeReason_CategoryChange = 3,
      kAudioSessionRouteChangeReason_Override = 4,
      kAudioSessionRouteChangeReason_WakeFromSleep = 6,
      kAudioSessionRouteChangeReason_NoSuitableRouteForCategory = 7,
      kAudioSessionRouteChangeReason_RouteConfigurationChange = 8
  };



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//AVAudioSession的AudioRouteChangeReason枚举
typedef NS_ENUM(NSUInteger, AVAudioSessionRouteChangeReason)
{
  AVAudioSessionRouteChangeReasonUnknown = 0,
  AVAudioSessionRouteChangeReasonNewDeviceAvailable = 1,
  AVAudioSessionRouteChangeReasonOldDeviceUnavailable = 2,
  AVAudioSessionRouteChangeReasonCategoryChange = 3,
  AVAudioSessionRouteChangeReasonOverride = 4,
  AVAudioSessionRouteChangeReasonWakeFromSleep = 6,
  AVAudioSessionRouteChangeReasonNoSuitableRouteForCategory = 7,
  AVAudioSessionRouteChangeReasonRouteConfigurationChange NS_ENUM_AVAILABLE_IOS(7_0) = 8
}



注意：iOS 5下假设使用了​​AVAudioSession​​因为​​AVAudioSessionDelegate​​中并未定义相关的方法。还是须要用这种方法来实现监听。

iOS 6下直接监听AVAudioSession的通知就能够了。


这里附带两个方法的实现，都是基于​​AudioSession​​类的（使用​​AVAudioSession​​的同学帮不到你们啦）。

1、推断是否插了耳机：


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+ (BOOL)usingHeadset
{
#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
    return NO;
#endif

    CFStringRef route;
    UInt32 propertySize = sizeof(CFStringRef);
    AudioSessionGetProperty(kAudioSessionProperty_AudioRoute, &propertySize, &route);

    BOOL hasHeadset = NO;
    if((route == NULL) || (CFStringGetLength(route) == 0))
    {
        // Silent Mode
    }
    else
    {
        /* Known values of route:
         * "Headset"
         * "Headphone"
         * "Speaker"
         * "SpeakerAndMicrophone"
         * "HeadphonesAndMicrophone"
         * "HeadsetInOut"
         * "ReceiverAndMicrophone"
         * "Lineout"
         */
        NSString* routeStr = (__bridge NSString*)route;
        NSRange headphoneRange = [routeStr rangeOfString : @"Headphone"];
        NSRange headsetRange = [routeStr rangeOfString : @"Headset"];

        if (headphoneRange.location != NSNotFound)
        {
            hasHeadset = YES;
        }
        else if(headsetRange.location != NSNotFound)
        {
            hasHeadset = YES;
        }
    }

    if (route)
    {
        CFRelease(route);
    }

    return hasHeadset;
}



2、推断是否开了Airplay：


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+ (BOOL)isAirplayActived
{
    CFDictionaryRef currentRouteDescriptionDictionary = nil;
    UInt32 dataSize = sizeof(currentRouteDescriptionDictionary);
    AudioSessionGetProperty(kAudioSessionProperty_AudioRouteDescription, &dataSize, &currentRouteDescriptionDictionary);

    BOOL airplayActived = NO;
    if (currentRouteDescriptionDictionary)
    {
        CFArrayRef outputs = CFDictionaryGetValue(currentRouteDescriptionDictionary, kAudioSession_AudioRouteKey_Outputs);
        if(outputs != NULL && CFArrayGetCount(outputs) > 0)
        {
            CFDictionaryRef currentOutput = CFArrayGetValueAtIndex(outputs, 0);
            //Get the output type (will show airplay / hdmi etc
            CFStringRef outputType = CFDictionaryGetValue(currentOutput, kAudioSession_AudioRouteKey_Type);

            airplayActived = (CFStringCompare(outputType, kAudioSessionOutputRoute_AirPlay, 0) == kCFCompareEqualTo);
        }
        CFRelease(currentRouteDescriptionDictionary);
    }
    return airplayActived;
}



设置类别

下一步要设置AudioSession的Category。使用​​AudioSession​​时调用以下的接口


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extern OSStatus AudioSessionSetProperty(AudioSessionPropertyID inID,
                                        UInt32 inDataSize,
                                        const void *inData);



假设我须要的功能是播放，运行例如以下代码


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UInt32 sessionCategory = kAudioSessionCategory_MediaPlayback;
AudioSessionSetProperty (kAudioSessionProperty_AudioCategory,
                         sizeof(sessionCategory),
&sessionCategory);



使用​​AVAudioSession​​时调用以下的接口


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/* set session category */
- (BOOL)setCategory:(NSString *)category error:(NSError **)outError;
/* set session category with options */
- (BOOL)setCategory:(NSString *)category withOptions: (AVAudioSessionCategoryOptions)options error:(NSError **)outError NS_AVAILABLE_IOS(6_0);



至于Category的类型在官方文档中都有介绍。我这里也仅仅罗列一下详细就不赘述了，各位在使用时能够按照自己须要的功能设置Category。


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//AudioSession的AudioSessionCategory枚举
enum {
      kAudioSessionCategory_AmbientSound               = 'ambi',
      kAudioSessionCategory_SoloAmbientSound           = 'solo',
      kAudioSessionCategory_MediaPlayback              = 'medi',
      kAudioSessionCategory_RecordAudio                = 'reca',
      kAudioSessionCategory_PlayAndRecord              = 'plar',
      kAudioSessionCategory_AudioProcessing            = 'proc'
  };



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//AudioSession的AudioSessionCategory字符串
/*  Use this category for background sounds such as rain, car engine noise, etc.  
 Mixes with other music. */
AVF_EXPORT NSString *const AVAudioSessionCategoryAmbient;

/*  Use this category for background sounds.  Other music will stop playing. */
AVF_EXPORT NSString *const AVAudioSessionCategorySoloAmbient;

/* Use this category for music tracks.*/
AVF_EXPORT NSString *const AVAudioSessionCategoryPlayback;

/*  Use this category when recording audio. */
AVF_EXPORT NSString *const AVAudioSessionCategoryRecord;

/*  Use this category when recording and playing back audio. */
AVF_EXPORT NSString *const AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord;

/*  Use this category when using a hardware codec or signal processor while
 not playing or recording audio. */
AVF_EXPORT NSString *const AVAudioSessionCategoryAudioProcessing;



启用

有了Category就能够启动AudioSession了。启动方法：


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//AudioSession的启动方法
extern OSStatus AudioSessionSetActive(Boolean active);
extern OSStatus AudioSessionSetActiveWithFlags(Boolean active, UInt32 inFlags);

//AVAudioSession的启动方法
- (BOOL)setActive:(BOOL)active error:(NSError **)outError;
- (BOOL)setActive:(BOOL)active withFlags:(NSInteger)flags error:(NSError **)outError NS_DEPRECATED_IOS(4_0, 6_0);
- (BOOL)setActive:(BOOL)active withOptions:(AVAudioSessionSetActiveOptions)options error:(NSError **)outError NS_AVAILABLE_IOS(6_0);



启动方法调用后必需要推断是否启动成功，启动不成功的情况常常存在，比如一个前台的app正在播放。你的app正在后台想要启动AudioSession那就会返回失败。

普通情况下我们在启动和停止AudioSession调用第一个方法就能够了。但假设你正在做一个即时语音通讯app的话（类似于微信、易信）就须要注意在deactive AudioSession的时候须要使用第二个方法。inFlags參数传入​​kAudioSessionSetActiveFlag_NotifyOthersOnDeactivation​​（​​AVAudioSession​​给options參数传入​​AVAudioSessionSetActiveOptionNotifyOthersOnDeactivation​​）。当你的app deactive自己的AudioSession时系统会通知上一个被打断播放app打断结束（就是上面说到的打断回调）。假设你的app在deactive时传入了NotifyOthersOnDeactivation參数。那么其它app在接到打断结束回调时会多得到一个參数​ ​kAudioSessionInterruptionType_ShouldResume​​否则就是ShouldNotResume（​​AVAudioSessionInterruptionOptionShouldResume​​）。依据參数的值能够决定是否继续播放。

大概流程是这种：

  2. 一个音乐软件A正在播放；
  3. 用户打开你的软件播放对话语音，AudioSession active。
  4. 音乐软件A音乐被打断并收到InterruptBegin事件；
  5. 对话语音播放结束，AudioSession deactive而且传入NotifyOthersOnDeactivation參数；
  6. 音乐软件A收到InterruptEnd事件，查看Resume參数。假设是ShouldResume控制音频继续播放。假设是ShouldNotResume就维持打断状态。

官方文档中有一张非常形象的图来阐述这个现象：

​​iOS音频播放 (二)：AudioSession 转_静态方法_02​​

然而如今某些语音通讯软件和某些音乐软件却无视了​​NotifyOthersOnDeactivation​​和​​ShouldResume​​的正确使用方法，导致我们常常接到这种用户反馈：

你们的app在使用xx语音软件听了一段话后就不会继续播放了，但xx音乐软件能够继续播放啊。


好吧。上面仅仅是吐槽一下。请无视我吧。

2014.7.14补充。7.19更新：

发现即使之前已经调用过​​AudioSessionInitialize​​方法。在某些情况下被打断之后可能出现AudioSession失效的情况，须要再次调用​​AudioSessionInitialize​​方法来又一次生成AudioSession。否则调用​​AudioSessionSetActive​​会返回560557673（其它AudioSession方法也雷同。全部方法调用前必须首先初始化AudioSession），转换成string后为”!ini”即​​kAudioSessionNotInitialized​​，这个情况在iOS 5.1.x上比較easy发生，iOS 6.x 和 7.x也偶有发生（ 详细的原因还不知晓好像和打断时直接调用​​AudioOutputUnitStop​​有关，又是个坑啊）。

所以每次在调用​​AudioSessionSetActive​​时应该推断一下错误码。假设是上述的错误码须要又一次初始化一下AudioSession。

附上OSStatus转成string的方法：


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#import <Endian.h>

NSString * OSStatusToString(OSStatus status)
{
    size_t len = sizeof(UInt32);
    long addr = (unsigned long)&status;
    char cstring[5];

    len = (status >> 24) == 0 ? len - 1 : len;
    len = (status >> 16) == 0 ? len - 1 : len;
    len = (status >>  8) == 0 ? len - 1 : len;
    len = (status >>  0) == 0 ? len - 1 : len;

    addr += (4 - len);

    status = EndianU32_NtoB(status);        // strings are big endian

    strncpy(cstring, (char *)addr, len);
    cstring[len] = 0;

    return [NSString stringWithCString:(char *)cstring encoding:NSMacOSRomanStringEncoding];
}



打断处理

正常启动AudioSession之后就能够播放音频了，以下要讲的是对于打断的处理。

之前我们说到打断的回调在iOS 5下须要统一管理。在收到打断開始和结束时须要发送自己定义的通知。

使用​​AudioSession​​时打断回调应该首先获取​​kAudioSessionProperty_InterruptionType​​，然后发送一个自己定义的通知并带上相应的參数。


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static void MyAudioSessionInterruptionListener(void *inClientData, UInt32 inInterruptionState)
{
    AudioSessionInterruptionType interruptionType = kAudioSessionInterruptionType_ShouldNotResume;
    UInt32 interruptionTypeSize = sizeof(interruptionType);
    AudioSessionGetProperty(kAudioSessionProperty_InterruptionType,
&interruptionTypeSize,
&interruptionType);

    NSDictionary *userInfo = @{MyAudioInterruptionStateKey:@(inInterruptionState),
                               MyAudioInterruptionTypeKey:@(interruptionType)};

    [[NSNotificationCenter defaultCenter] postNotificationName:MyAudioInterruptionNotification object:nil userInfo:userInfo];
}



收到通知后的处理方法例如以下（注意ShouldResume參数）：


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- (void)interruptionNotificationReceived:(NSNotification *)notification
{
    UInt32 interruptionState = [notification.userInfo[MyAudioInterruptionStateKey] unsignedIntValue];
    AudioSessionInterruptionType interruptionType = [notification.userInfo[MyAudioInterruptionTypeKey] unsignedIntValue];
    [self handleAudioSessionInterruptionWithState:interruptionState type:interruptionType];
}

- (void)handleAudioSessionInterruptionWithState:(UInt32)interruptionState type:(AudioSessionInterruptionType)interruptionType
{
    if (interruptionState == kAudioSessionBeginInterruption)
    {
        //控制UI，暂停播放
    }
    else if (interruptionState == kAudioSessionEndInterruption)
    {
        if (interruptionType == kAudioSessionInterruptionType_ShouldResume)
        {
            OSStatus status = AudioSessionSetActive(true);
            if (status == noErr)
            {
                //控制UI。继续播放
            }
        }
    }
}



小结

关于AudioSession的话题到此结束（码字果然非常累。

。）。小结一下：

  • 假设最低版本号支持iOS 5，能够使用AudioSession
    也能够考虑使用AVAudioSession
    。须要有一个类统一管理AudioSession的全部回调。在接到回调后发送相应的自己定义通知；
  • 假设最低版本号支持iOS 6及以上，请使用AVAudioSession
    。不用统一管理。接AVAudioSession的通知就可以；
  • 依据app的应用场景合理选择Category
    ；
  • 在deactive时须要注意app的应用场景来合理的选择是否使用NotifyOthersOnDeactivation
    參数。
  • 在处理InterruptEnd事件时须要注意ShouldResume
    的值。


演示样例代码

这里有我自己写的​​AudioSession​​的封装。假设各位须要支持iOS 5的话能够使用一下。


下篇预告

下一篇将讲述怎样使用​​AudioFileStreamer​​分离音频帧。以及怎样使用​​AudioQueue​​进行播放。

下一篇将讲述怎样使用​​AudioFileStreamer​​提取音频文件格式信息和分离音频帧。