Android Mediaplayer解讀

http://blog.csdn.net/menguio/article/details/6323965

1 Gallery應用端表現
    Gallery僅僅提供一個呈現架構，Gallery用來管理所有的視頻和圖片檔案，具有播放、查看、刪除等功能。自動搜尋本地sdcard存有的picture和video，並分類將同性質檔案picture和video集中在一起，播放時呈現。Gallery內部實現的播放主用是同MediaPlayer，主要包含了Audio和video的播放功能。
    
    Gallery中增加從指定目錄選擇播放檔案的功能：
方法：首先遍曆sdcard下的目錄，然後通過選擇某個目錄，再遍曆檔案，點擊檔案播放。
說明：
   定義了兩個List表：
   videoPathList：遍曆/sdcard下目錄，並存於此List。
   videlFileList：遍曆相應目錄下的檔案，並存於此List。
   定義了兩個Activity：
   VideoList2Play：實現/sdcard下目錄和檔案遍曆。
   VideoPlayer：利用VideoView類實現視頻播放。
   從Gallery的按鈕和功能表項目著手，將該功能植入Gallery。
   Gallery首次載入的圖框上“拍照按鈕”，能夠找到內部功能實現的類和方法，並可以將該功能加入。
   利用more菜單，增加“選擇其它視頻”功能，涉及內部類複雜，需進一步研究，暫沒有實現。
   利用視頻播放是的MovieView中增加“選擇其它視頻”按鈕，當有視頻真現正播放時，點擊按鈕選擇其它視頻，會有衝突。
需改進：研究通過彈出選擇對話方塊方式，可以自由選擇/sdcard下的目錄和檔案，並實現播放。

    Gallery中資料緩衝及處理流程
    在應用程式中有三個線程存在：主線程（隨activity的聲明周期啟動銷毀）、feed初始化線程（進入程式時只運行一次，用於載入相簿初始資訊）、feed監聽線程（監聽相簿和相片的變更）。主要流程歸納如下：
    1、首次進入程式Gallery調用onCreate，此時發送初始化訊息進入訊息佇列；然後Gallery調用onResume，向下進入GridLayer的onResume。MediaFeed對象需要進行初始化，然後才可調用MediaFeed 的onResume；
    2、處理訊息佇列中的HANDLE_INTENT訊息，Gallery處理這個訊息會初始化資料來源，從而調用GridLayer的setDataSource方法，這個方法會觸發底層MediaFeed的啟動方法start，執行完後啟動feed監聽線程繼續執行MediaFeed的run方法。
    start方法會作兩件事：調用自己底層的重新開始方法onResume，onResume中會為映像和視頻這兩個媒體源分別增加“內容變化監聽器”，並請求重新整理這兩個媒體源（加入全域的重新整理請求列表）；啟動feed初始化線程mAlbumSourceThread。
    3、其中MediaFeed初始化線程的工作是：調用MediaFeed的loadMediaSets載入相簿，它又調用了下層 LocalDataSource中的refresh方法（查詢資料庫是否有相簿變化，新增或修改feed中相應的MediaSet相簿的名字）和 loadMediaSets方法（調用下層CacheService.loadMediaSets方法）載入所有相簿和相簿中的所有相片資訊。
    4、MediaFeed監聽線程MediaFeed.run()的工作是：根據“內容變化監聽器”返回的媒體變動訊息（增刪改），持續不斷的更新MediaFeed中的相簿和相片變數。具體機制如下：如果全域的重新整理請求列表中有內容，則調用LocalDataSource.refresh進行相簿資訊的更新（其中 LocalDataSource.refresh調用了CacheService的computeDirtySets），然後run遍曆每個相簿並調用dataSource.loadItemsForSet()方法為相簿載入相片記錄。

2 功能模組說明
1) 階層
    分為三層：上層Java應用程、中層Framework層、下層是底層libaries層。整個MediaPlayer在啟動並執行時候，可以大致上分成Client和Server兩個部分，它們分別在兩個進程中運行，它們之間使用Binder機制實現IPC通訊。

2) 說明
  2.1) Gallery.java中通過Handler實現實現處理序間通訊，涉及sendInitialMessage()方法；檢查儲存的媒體檔案，涉及checkStorage()方法；並初始化Data Source，涉及initializeDatasource()方法；判定資料類型後，通過onActivityResult()執行相應的活動。涉及到圖層，GridLayer主圖層，同GridDrawManager管理媒體的呈現。
  
 2.2) MediaPlayer的JAVA本地調用部分
    MediaPlayer的JAVA本地調用部分在目錄frameworks/base/media/jni/的 android_media_MediaPlayer.cpp中的檔案中實現。android.media.MediaPlayer中有2部分，一部分供java上層如VideoView調用，一部分為native方法，調用jni。
    通過MediaPlayerService實現client端和MediaPlayer進行互動和資料通訊，其中涉及通過MediaProvider(多媒體內容提供者)調用資料來源，MediaScannerService(多媒體掃描服務)和MediaScannerReceiver檢查資料類型(這兩個類之間通過Server和BroadcasterRevceiver, 主要的方法scan()、scanFlle())，並將統一類型的檔案歸類用MediaStore(多媒體儲存)進行資料存放區；MediaPlayer.java調用jni_android_media_MediaPlayer.jni進行同MediaPalyer.cpp實現通訊。
       
    說明：
• MediaStore這個類是android系統提供的一個多媒體資料庫，android中多媒體資訊都可以從這裡提取。這個MediaStore包括了多媒體資料庫的所有資訊，包括音頻、視頻和映像。
• MediaScannerReceiver在任何的ACTION_BOOT_COMPLETED, ACTION_MEDIA_MOUNTED或 ACTION_MEDIA_SCANNER_SCAN_FILE 意圖(intent)發出的時候啟動。因為解析媒體檔案的中繼資料或許會需要很長時間，所以MediaScannerReceiver會啟動MediaScannerService。
• MediaScannerService調用一個公用類MediaScanner進行媒體掃描工作。MediaScannerReceiver維持兩種掃描目錄：一種是內部卷(internal volume)指向$(ANDROID_ROOT)/media. 另一種是外部卷(external volume)指向$(EXTERNAL_STORAGE).

3) MediaPlayer
    Android的MediaPlayer包含了Audio和video的播放功能，在Android的介面上，Music和Video兩個應用程式都是調用MediaPlayer實現的，上層還包含了進程間通訊等內容，這種進程間通訊的基礎是Android基本庫中的Binder機制。Android的媒體播放功能分成兩部分，一部分是媒體播放應用，一部分是媒體播放服務。這兩部分分別跑在不同的進程中。媒體播放應用程式套件括Java程式和部分C++代碼，媒體播放服務是C++代碼。媒體播放應用和媒體播放服務之間需要通過binder機制來進行相互調用，這些調用包括：
   （1) 媒體播放應用向媒體播放服務發控制指令；
   （2) 媒體播放服務向媒體播放應用發事件通知（notify）。
•    媒體播放服務對外提供多個介面，其中有2個重要的介面：IMediaPlayerService和IMediaPlayer；IMediaPlayerServer用於建立和管理播放執行個體，而IMediaPlayer介面則是播放介面，用於實現指定媒體檔案的播放以及播放過程的控制。
•        媒體播放應用向媒體播放服務提供的1個介面：IMediaPlayerClient，用於接收notify()。這些介面需要跨進程調用，涉及到binder機制（就是讓這兩部分之間建立聯絡）。每個介面包括兩部分實現，一部分是介面功能的真正實現（BnInterface），這部分運行在介面提供進程中；另一部分是介面的proxy（BpInterface），這部分運行在調用介面的進程中。

3 代碼架構
 
1) JAVA程式的路徑：
packages/apps/Camera/
編譯後產生Camera.apk,對應於Camera、Gallery、Camcorder三個應用。

packages/apps/Gallery/src/com/android/camera/gallery、
packages/apps/Gallery3D/src/com/cooliris/app

packages/providers/MediaProvider/
含有類MediaProvider.java、MediaScannerService.java、MediaScannerReceiver.java，
編譯後產生MediaProvider.apk。會在開機時掃描本機和sdcard上的媒體檔案（圖片、視頻、音頻），並在/data/data/com.android.providers.media/databases 目錄下產生internal.db（/system/meida）和external-？.db(/sdcard)兩個資料庫檔案。此後所有的多媒體資訊都從這兩個資料庫中擷取。

2) JAVA Framework的路徑：
frameworks/base/core/java/android/provider/MediaStore.java
提供的多媒體資料庫，所有多媒體資料資訊都可以從這裡提取。資料庫的操作通過利用ContentResolver調用相關的介面實現。

frameworks/base/media/java/android/media/
提供了android上 多媒體應用程式層的操作介面。主要說明：
• MediaPlayer.java：提供了視頻、音頻、資料流的播放控制等操作的介面。
• MediaScanner*.java：提供了媒體掃描介面的支援，媒體掃描後加入資料庫中，涉及MediaScannerConnection.java和MediaScannerConnectionClient.java。

3) JAVA本地調用部分（JNI）：
frameworks/base/media/jni
JAVA本地調用部分。編譯後產生的目標是libmedia_jni.so。
•    android_media_MediaPlayer.cpp：JAVA本地調用部分，它定義了一個JNINativeMethod（JAVA本地調用方法）類型的資料gMethods用來描述介面的關聯資訊；定義了JNIMediaPlayerListener:MediaPlayerListener的notify()方法（該方法是調用c++層次的mediaplayer中，實現播放管制）。
•    android_media_MediaScanner.cpp: 媒體掃描相關的本地調用實現。處理路徑、檔案和Ablum相簿內容釋放。
•    soundpool/android_media_SoundPool.cpp：定義了音頻系統的本地調用實現、MediaPlayer回調方法android_media_callback()。

4) 多媒體底層庫：
frameworks/base/include/media/、frameworks/base/media/libmedia/
    這裡為多媒體的的底層庫，編譯產生libmedia.so。這個庫處於android多媒體架構的核心位置，它對上層提供的介面主要有MediaPlayer、MediaScanner等類。
    android.meida.* 就是通過libmedia_jni.so調用libmedia.so實現的介面實現的。    
    A) MediaPlayerInterface.h標頭檔定義了MediaPlayer的底層介面，定義了以下類：
•    MediaPlayerBase：MediaPlayerInterface的抽象基礎類，裡麵包含了音訊輸出、視頻輸出、播放控制等的基本介面。
•        MediaPlayerInterface、MediaPlayerHWInterface 繼承自MediaPlayerBase針對不同輸出作出的擴充。
•        MediaPlayerInterface得到具有相同的播放介面，可以通過繼承MediaPlayerInterface的方法，實現增加新的播放器實現。
    B) IMediaPlayer.h定義了BnMediaPlayer本地播放類；IMediaPlayer.cpp定義了BpMediaPlayer代理類（其中通過remote()->transact()方法發送訊息）和實現了BnMediaPlayer:onTransact()的具體方法。
    C) IMediaPlayerClient.h定義了BnMediaPlayerClient本地用戶端類；IMediaPlayerClient.cpp定義了BpMediaPlayerClient代理類（其中通過notify()中的remote()->transact()方法發送訊息）和實現了BnMediaPlayerClient:onTransact()方法。
    D) IMediaPlayerService.h定義了BnMediaPlayerService本地服務端類；IMediaPlayerService.cpp定義了BpMediaPlayerService代理類（其中通過remote()->transact()方法發送訊息）和實現了BnMediaPlayerService:onTransact()方法。
    E) mediaplayer.h定義了MediaPlayerListener類的notify()方法和類MediaPlayer：BnMediaPlayerClient；mediaplayer.cpp主要實現了MediaPlayer的資料設定播放和實現了MediaPlayerListener類的notify()具體方法。

5) 多媒體服務部分：
frameworks/base/media/libmediaplayerservice/
檔案為mediaplayerservice.h和mediaplayerservice.cpp
    這是多媒體的服務部分（提供Media Player執行的Proxy，同Client端建立串連、設定資料來源、根據不同類型建立播放），編譯產生libmediaplayerservice.so。     
• MediaPlayerService.cpp 通過instantiate()方法實現了一個名字為media.player的服務，MediaPlayer通過IPC同其實現通訊；
• 根據playerType的類型來決定建立不同的播放器；
• 實現了notify()通知Client端、callbackThread()回調機制、decode解碼。

frameworks/base/media/mediaserver/
檔案為main_mediaserver.cpp是Mediaplayer Server啟動的主程式，涉及AudioFlinger()、AudioPolicyService()、MediaPlayerService()的載入。

6) MediaPlayer生命週期：
 

4 Audio概念
Audio系統在Android中負責音頻方面輸入/輸出和管理層次，一般負責播放PCM聲音輸出和從外部擷取PCM聲音，以及管理聲音裝置和設定。主要涉及到AudioManager、AudioTrack、AudioServiece、AudioRecord。主要分成如下幾個層次：
 (1) media庫提供的Audio系統本地部分介面；
 (2) AudioFlinger作為Audio系統的中介層；
 (3) Audio的硬體抽象層提供底層支援；
 (4) Audio介面通過JNI和Java架構提供給上層。
    Audio管理環節    Audio輸出    Audio輸入
Java層    android.media.
AudioSystem    android.media
AudioTrack    android.media.
AudioRecorder
本地架構層    AudioSystem    AudioTrack    AudioRecorder
AudioFlinger    IAudioFlinger    IAudioTrack    IAudioRecorder
硬體抽象層    AudioHardwareInterface    AudioStreamOut    AudioStreamIn
AudioTrack.java：SoundPool.java 播放android application的生音資源。
AudioRecord.java： 為android applicatio 提供錄音設定(sample、chanel等)的介面;
AudioManager.java： 提供了音頻音量，以及播放模式(靜音、震動等)的控制。
說明：
1) Audio驅動程式（Linux系統，因不同平台而已）
2) Audio硬體抽象層：hardware/libhardware_legacy/include/hardware/
    AudioHardwareInterface.h（定義Audio硬體抽象層的介面），其中三個主要類AuidoStreamOut/AudioStreamIn/AuidoHardwareInterface實現Audio的輸出/輸入/管理。
    2.1) AudioStreamOut關鍵介面write(const void* buffer, size_t bytes)／AudioStreamIn關鍵介面read(void* buffer, size_t bytes)，通過定義記憶體的指標和長度音頻資料的輸出和輸入。
    2.2) AudioHardwareInterface使用openOutputStream()和openInputStream()函數來擷取AudioStreamOut和AudioStreamIn。
    2.3) AudioHardwareInterface中所涉及的參數是在AudioSystem.h中定義，通過setParameters和getParameters介面設定和擷取參數，通過setMode()設定系統模式。
    2.4) Audio中引進了策略管理AudioPolicyInterface，目的是將Audio核心部分和輔助性功能分離。
3) AudioFlinger的實現方式
    3.1) 通用方式AndroidHardwareGeneric實現基於特定驅動的通用Audio硬體抽象層。
    3.2) 樁實現方式AndroidHardwareStub，實現Audio硬體抽象層的一個樁，是個空操作，保證沒有Audio裝置時系統正常工作。
    3.3) AudioDumpInterface實現以檔案為輸入輸出的Audio硬體抽象層，以檔案類比Audio硬體流的輸入輸出環節。

Audio代碼分布：
(1) Java部分：frameworks/base/media/java/android/media
與audio相關的java package是android.media，主要包含audio manager和audio系統的幾個類，這部分主要給上層的AP部分提供audio相關的介面。
(2) JNI部分： frameworks/base/core/jni
Android系統會產生一個libandroid_runtime.so，audio的JNI是其中的一個部分。
(3) audio frameworks
標頭檔路徑：frameworks/base/include/media/
代碼路徑：frameworks/base/media/libmedia/
Audio本地架構是media庫的一部分，本部分的內容被編譯成庫libmedia.so，提供audio部分的介面（其中包括基於binder的IPC機制）。
(4) Audio Flinger：frameworks/base/libs/audioflinger
這部分內容被編譯成庫libaudioflinger.so，它是audio系統的本地服務部分。