Android音頻開發（7）：使用 OpenSL ES API（下）

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本文是我的《Android音頻開發》系列的第七篇文章，上一篇文章總整體上介紹了 Android OpenSL ES API 的基本概況，告訴了大家這個架構有什麼特性，可以做什麼，不能做什麼。本文則重點介紹 OpenSL ES 架構及其API介面的一些關鍵的設計和概念，只有理解了它們，你才能更好地讀懂 OpenSL ES 的相關代碼。範例程式碼則放到了文章的最後，相信大家理解了這些基本的概念後，就能很容易地讀懂這些代碼的細節了。

1. 物件導向的 C 語言介面

OpenSL ES 雖然是 C 語言編寫，但是它的介面採用的是物件導向的方式，並不是提供一系列的函數介面，而是以 Interface 的方式來提供 API，這是理解 OpenSL ES API 的一個比較重要的點。

可能這麼說比較抽象，舉例來說，一般的 C 語言庫，比如：math 庫，提供的介面可能是這樣的：

double cosh(double);double sinh(double);double tanh(double);

我們直接在代碼中調用這個函數即可，但是 OpenSL ES 卻不是這樣提供 API 的，它的大都數 API 需要這樣訪問：

// 下面代碼是對 Audio Engine 對象進行 “初始化”SLEngineItf engineObject;SLresult result = (*engineObject)->Realize(engineObject, SL_BOOLEAN_FALSE);

由此可見，OpenSL ES 的 API 大都數是通過 “對象” 來調用的，如果在 Android NDK 下開發過 C 代碼，就應該不會太陌生，因為我們調用 “JNI* env” 的函數也是這個樣子去調用的。

2. Objects 和 Interfaces

OpenSL ES 有兩個必須理解的概念，就是 Object 和 Interface，Object 可以想象成 Java 的 Object 類，Interface 可以想象成 Java 的 Interface，但它們並不完全相同，下面進一步解釋他們的關係：

（1） 每個 Object 可能會存在一個或者多個 Interface，官方為每一種 Object 都定義了一系列的 Interface

（2）每個 Object 對象都提供了一些最基礎的操作，比如：Realize，Resume，GetState，Destroy 等等，如果希望使用該對象支援的功能函數，則必須通過其 GetInterface 函數拿到 Interface 介面，然後通過 Interface 來訪問功能函數

（3）並不是每個系統上都實現了 OpenSL ES 為 Object 定義的所有 Interface，所以在擷取 Interface 的時候需要做一些選擇和判斷

通過查看 “OpenSLES.h” 檔案，我們可以看到 OpenSL ES 定義的所有 Object 對象的 ID，我們可以通過 Object ID 來建立對應的對象執行個體。

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其中，我們比較常用的應該就是：ENGINE、AUDIOPLAYER 和 AUDIORECORDER 對象了。

同樣，“OpenSLES.h” 檔案中還定義了所有的 Interface ID，通過 Interface ID 我們可以從對象中擷取到對應的功能介面。

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3. OpenSL ES 的狀態機器制

OpenSL ES 還有一個比較重要的概念，就是它的狀態機器制，：

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任何一個 OpenSL ES 的對象，建立成功後，都進入 SL_OBJECT_STATE_UNREALIZED 狀態，這種狀態下，系統不會為它分配任何資源，直到調用 Realize 函數為止。

Realize 後的對象，就會進入 SL_OBJECT_STATE_REALIZED 狀態，這是一種“可用”的狀態，只有在這種狀態下，對象的各個功能和資源才能正常地訪問。

當一些系統事件發生後，比如出現錯誤或者 Audio 裝置被其他應用搶佔，OpenSL ES 對象會進入 SL_OBJECT_STATE_SUSPENDED 狀態，如果希望恢複正常使用，需要調用 Resume 函數。

當調用對象的 Destroy 函數後，則會釋放資源，並回到 SL_OBJECT_STATE_UNREALIZED 狀態。

簡言之，一個 OpenSL ES 對象的生命週期，就是從 create 到 destroy 的過程，生命週期的控制，都是通過開發人員顯示調用來完成的。

4. 常用的對象和結構體

心中保持一個概念，就是在 OpenSL ES 中，一切 API 的訪問和控制都是通過 Interface 來完成的，連 OpenSL ES 裡面的 Object 也是通過 SLObjectItf Interface 來訪問和使用的。

4.1 Engine Object 和 SLEngineItf Interface

OpenSL ES 裡面最核心的對象就是：Engine Object，音頻引擎對象，它主要提供如下兩個功能：

（1）管理 Audio Engine 的生命週期

（2）提供管理介面: SLEngineItf，該介面可以用來建立所有其他的 Object 對象

（3）提供裝置屬性查詢介面：SLEngineCapabilitiesItf 和 SLAudioIODeviceCapabilitiesItf，這些介面可以查詢裝置的一些屬性資訊

Engine Object 對象的建立方法如下：

SLObjectItf engineObject;slCreateEngine( &engineObject, 0, nullptr, 0, nullptr, nullptr );

初始化/銷毀：

(*engineObject)->Realize(engineObject, SL_BOOLEAN_FALSE);(*engineObject)->Destroy(engineObject);

擷取管理介面：

SLEngineItf engineEngine;(*engineObject)->GetInterface(engineObject, SL_IID_ENGINE, &(engineEngine));

下面我們就可以愉快地使用 engineEngine 來建立所有 OpenSL ES 的其他對象了。

4.2 Media Object

OpenSL ES 裡面另一組比較重要的對象就是 Media Object ，代表著多媒體功能的抽象，比如：player、recorder 等等。

我們可以通過 SLEngineItf 提供的 CreateAudioPlayer 方法來建立一個 player 對象執行個體，可以通過 SLEngineItf 提供的 CreateAudioRecorder 方法來建立一個 recorder 執行個體。

4.3 Data Source 和 Data Sink

OpenSL ES 裡面，這兩個結構體均是作為建立 Media Object 對象時的參數而存在的，data source 代表著輸入源的資訊，即資料從哪兒來、輸入的資料參數是怎樣的；而 data sink 則代表著輸出的資訊，即資料輸出到哪兒、以什麼樣的參數來輸出。

4.3.1 基本定義

Data Source 的定義如下：

typedef struct SLDataSource_ {      void *pLocator;      void *pFormat;} SLDataSource;

Data Sink 的定義如下：

typedef struct SLDataSink_ {    void *pLocator;    void *pFormat;} SLDataSink;

其中，pLocator 主要有如下幾種：

SLDataLocator_AddressSLDataLocator_BufferQueueSLDataLocator_IODeviceSLDataLocator_MIDIBufferQueueSLDataLocator_URI

也就是說，Media Object 對象的輸入源/輸出源，既可以是 URL，也可以 Device，或者來自於緩衝區隊列等等，完全是由 Media Object 對象的具體類型和應用情境來配置。

4.3.2 樣本說明

不同的 Media Object 對象執行個體，data source 和 data sink 的具體內容是不一樣的。

例如，對於 player 而言：

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而對於 recorder 而言：

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5. 樣本程式及參考資料

限於篇幅，關於 OpenSL ES 的 Player 和 Recorder 相關 API 詳細的用法，就不在本文展開了，其實理解了上面介紹了這些概念之後，結合官方的 《OpenSL_ES_Specification_1.0.1.pdf》，以及我給出的範例程式碼，很容易就能讀懂和掌握這些 API 的用法了，範例程式碼地址如下：

https://github.com/Jhuster/AudioDemo

6. 小結

關於如何 Android OpenSL ES API 就介紹到這兒了，文章中有不清楚的地方歡迎留言或者來信 [email protected] 交流，或者關注我的新浪微博 @盧_俊 或者 公眾號 @Jhuster 擷取最新的文章和資訊。

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本文出自 “Jhuster的專欄” 部落格，請務必保留此出處http://ticktick.blog.51cto.com/823160/1771239

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