Android MediaPlayer 架構UML圖

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本文用一個UML類圖，講解mp3檔案播放的架構流程。內容以下幾個方面：

1.UML類圖

2.stagefrightPlayer是如何建立的；

3.mp3檔案的解析和解碼的簡單介紹

4.播放mp3檔案過程中，生產者和消費者的關係；

5.openmax和stagefright架構的訊息機制

UML類圖

stagefrightPlayer是如何建立的

對照著UML圖，看下StagefrightPlayer建立的過程。

故事的開始是Java層的MediaPlayer調用了setDataSource這個函數（參數為一個path），導致native對應的MediaPlayer 通過Binder通訊機制在MediaPlayerService中開闢了一個“戶口”，即建立Client對象，這個對象是個匿名的Binder。這個“戶口”在native MediaPlayer中表現為一個IMediaPlayer的介面。

上述過程代碼如下:

路徑：frameworks/av/media/libmedia/MediaPlayer.cpp:setDataSource            sp<IMediaPlayer> player(service->create(this, mAudioSessionId));            if ((NO_ERROR != doSetRetransmitEndpoint(player)) ||                (NO_ERROR != player->setDataSource(url, headers))) {                player.clear();            }            err = attachNewPlayer(player);

建立了IMediaPlayer對象之後，就調用其setDataSource方法。經過Binder的通訊機制一番的轉換之後，調用流程來到MediaPlayerService.cpp中：

代碼路徑：frameworks/av/media/libmediaplayerservice/MediaPlayerService

status_t MediaPlayerService::Client::setDataSource(        const char *url, const KeyedVector<String8, String8> *headers){    ALOGV("setDataSource(%s)", url);    if (url == NULL)        return UNKNOWN_ERROR;    if ((strncmp(url, "http://", 7) == 0) ||        (strncmp(url, "https://", 8) == 0) ||        (strncmp(url, "rtsp://", 7) == 0)) {        if (!checkPermission("android.permission.INTERNET")) {            return PERMISSION_DENIED;        }    }    if (strncmp(url, "content://", 10) == 0) {        // get a filedescriptor for the content Uri and        // pass it to the setDataSource(fd) method        String16 url16(url);        int fd = android::openContentProviderFile(url16);        if (fd < 0)        {            ALOGE("Couldn't open fd for %s", url);            return UNKNOWN_ERROR;        }        setDataSource(fd, 0, 0x7fffffffffLL); // this sets mStatus        close(fd);        return mStatus;    } else {        <span style="color:#FF0000;">player_type playerType = MediaPlayerFactory::getPlayerType(this, url);</span>        <span style="color:#FF0000;">sp<MediaPlayerBase> p = setDataSource_pre(playerType);</span>        if (p == NULL) {            return NO_INIT;        }        setDataSource_post(p,<span style="color:#FF0000;"> p->setDataSource(url, headers)</span>);        return mStatus;    }}

上面大段的代碼和分析流程沒有關係，skim it。要建立一個合適的播放器，就要分析檔案的格式，根據檔案的格式來匹配一個合適的播放器。這個工作交給了MediaPlayerFactory。在其中註冊了許多的工廠用於生產一個合適的播放器。基本原理就是讀取歌曲檔案的開頭一段位元組，根據相關的container來解析歌曲的格式，做的粗糙一點的話就直接根據尾碼名來判斷了。這其中的實現取決於廠商或者組件供應商了。

不管怎麼樣，我們現在假設MediaPlayerFactory根據路徑得到了一個合適的播放器，它的基類是MediaPlayerBase。android中預設的是StagefrightPlayer，繼承了MediaPlayerBase。於是StagefrightPlayer在工廠中被生產出來了。然後調用其setDataSource。

其實StagefrightPlayer只是一個空殼，真正的工作是AwesomePlayer去做，這個對象在StagefrightPlayer建構函式中產生。看到這裡的時候一定要記得看看UML類圖。看看他們兩個之間的關係。於是這個path最終就儲存到了AwesomePlayer內部。

mp3檔案的解析和解碼的簡單介紹

Java層的MediaPlayer設定完路徑之後，還要調用prepare。調用流程和上面設定路徑一樣：MediaPlayer->Client->StagefrightPlayer->AwesomePlayer，略過不表。AwesomePlayer的prepare做了兩件事情。給AwesomePlayer的事件隊列發送一條Event，然後等待這個事件的處理完成。

事件的處理在onPrepareAsyncEvent()函數中完成。做了以下工作：

1.建立一個原始Audio Track流。從這個流中讀取壓縮資料；對應於圖中的mAudioTrack。

2.建立一個讀取pcm資料的流。對應於圖中的mAudioSource。

mAudioTrack實際指向一個Mp3Source，而mAudioSource指向一個OMXCodec。Mp3Source提供Mp3未經處理資料供OMXCodec解碼，然後把解碼完成之後的資料傳遞給AudioPlayer。OMXCodec的解碼工作實際上是由具體的解碼組件完成。一個OMXCodec對應一個Omx中的node instance，node instance操作解碼組件。而node instance提供calback接受組件的訊息。

圖中藍色部分表示讀取原始mp3檔案流程；綠色表示組件的callback 傳遞流程；

播放mp3檔案過程中，生產者和消費者的關係

播放過程中存在兩組生產者和消費者。

第一組：未經處理資料的生產者，Mp3Source；未經處理資料消費者OMXCodec；

第二組：pcm資料的提供者OMXCodec和pcm資料的消費者AudioPlayer。

其中AudioPlayer其實是一個中間橋樑，真正的pcm資料的消費者是AudioTrack。它不斷的通過callback機制來從AudioPlayer中讀取pcm資料。

openmax和stagefright架構的訊息機制

這一部分有兩條主線：

1.OMXCodec如何操作組件；

2.組件的訊息如何傳遞到StagefrightPlayer。

首先說第一條：OMXCodec的建構函式會調用omx的介面建立一個OMXNodeInstance執行個體，通過OMXNodeInstance執行個體來操作組件；在建立OMXNodeInstance的同時會傳遞給OMXNodeInstance一個觀察者OMXCodecObserver。一旦OMXNodeInstance接收到來自組件的訊息，就會通過這個觀察者把訊息傳遞給OMXCodec。

在解碼過程中如果OMXCodec發生了錯誤，AudioPlayer會檢測到read錯誤，會把相關的資訊通過AwesomePlayer傳遞到StagefrightPlayer中去。進而通知到native的MediaPlayer。最後透過jni會post給java的MediaPlayer。