08.音频系统:第004课_Android音频系统详解:第011节_PlaybackThread处理流程

上小节我们讲解了音频数据的传输，应用程序会创建一个AudioTrack，然后会到时其与playbackThread之间创建一个共享内存，当然这个共享可以是应用程序创建，也可以是playbackThread创建。应用程序只要把数据写入到共享内存，playbackThread就能从共享内存得到数据，然后播放数据。

那么我们来看一个问题，我们有2个应用程序，同时播放声音，每个应用程序都创建了一个AudioTrack，每个应用程序的在playbackThread端都存在一个Track与其一一对应，他们之间通过共享内存传递数据，其结构如下：

每个应用程序发送的音频数据各不相同，假设：
APP1：发送数据2channel，44KZ，16bit。
APP2：发送数据1channel，22KZ，8bit。
他们需要从同一个硬件播放出来，其声卡会支持某一个格式的数据，所以说这些数据会重新采样，变成硬件支持的格式，那么谁来做这件事情呢？由playbackThread完成，其中使用一个.mAudioMixer完成，进行重采样，混音（把硬件不支持的音频格式转化为硬件支持的音频格式）。
mAudioMixer中存在成员mstate，mstate包含了一个hook函数，其会指向不同的处理函数，有哪些处理函数呢？我们来看看，打开AudioMixer.cpp：

/*如果传递过来的数据，是声卡直接支持的格式，则不需要重新采样*/
// generic code with resampling
void AudioMixer::process__genericResampling(state_t* state)

// no-op case如果静音了不做任何处理
void AudioMixer::process__nop(state_t* state)

/*如果需要重新采样，则会调用该函数*/
// generic code without resampling
void AudioMixer::process__genericNoResampling(state_t* state)
.......

从上面，我们可以知道，hook针对不同的情况，会指向不同的函数。如果需要处理process__genericNoResampling，会有一个outputTermp，为临时缓存区，同时还有一个tracks（AudioMixer.h文件中的mState成员包含），每个track跟应用程序的AudioTrack相对应，该track位于AudioMixer.h文件中的mState成员中：

struct state_t {
	 // FIXME allocate dynamically to save some memory when maxNumTracks < MAX_NUM_TRACKS
    track_t         tracks[MAX_NUM_TRACKS] __attribute__((aligned(32)));
};

state_t  	mState __attribute__((aligned(32)));

其中track_t 定义如下：

struct track_t {
 	AudioResampler*     resampler;//重采样器
 	/*一下为采样的相关，如采样率等等*/
    uint32_t            sampleRate;//
    int32_t*           mainBuffer;//保存最终数据
    int32_t*           auxBuffer;
    hook_t      	   hook; //指向不同的处理函数

从上面的分析，我们知道重采样之后的结果保存在mainBuffer中：

可以知道track_t 中的hook指向不同的处理函数如：

/*不做任何处理*/
void AudioMixer::track__genericResample(track_t* t, int32_t* out, size_t outFrameCount,int32_t* temp, int32_t* aux)

/*进行重采样*/
void AudioMixer::track__nop(track_t* t __unused, int32_t* out __unused,size_t outFrameCount __unused, int32_t* temp __unused,int32_t* aux __unused)

我们可以看到有两个类型的hook，即state_t mState中的hook，与track_t track中的hook。
state_t mState中为总的hook，track_t track中的hook为单个的hook。那么他们的调用关系是怎么的呢？
首先是playbackThread对playbackThread中的mTracks进行格式分析，看是否为硬件支持的格式，如果硬件支持的话，那么我们就要设置hook（确定是否重采样），当设置完成之后，再去设置总的hook函数（mState中），总结如下：
确定hook:
逐个分析mState.tracks[x]的数据, 根据它的格式确定tracks[x].hook
再确定总的mState.hook

调用hook:
调用总的mState.hook即可, 它会再去调用每一gemState.tracks[x].hook

这个重新采样之后的数据会放在那里呢？在共享内存之中有原始数据，前面提到过outputTermp，各个track其处理之后的数据进入临时缓存区（比如重采样）。所以outputTermp存放的是各个track处理完成之后叠加的数据。

这些临时的数据，最终保存到mainBuffer中。每个tracks中的mainBuffer指向playbackThread中混合的mMixerBuffer，mMixerBuffer中的数据已经可以进行播放了，能直接发送给硬件（其实并没有，而是发送给msinkbuffer）。

当然在android系统中，其还做了更多，使用mEffectBuffer对声音进行音效处理：

最终他们都会把buffer发送给硬件mSinkbuffer，如果使用音效，其来源可能是mEffectBuffer与mMixerBuffer。

下面是时序图，有兴趣的同学可以根据时序图更加方便的去阅读源代码：

我们现在粗略的查看一下源码，其既然是一个播放线程，在frameworks\av\services\audioflinger\Threads.cpp文件中，其存在threadLoop函数，平时处于休眠状态，当接受到应用程序发送数据的时候，其就会被换醒：

bool AudioFlinger::PlaybackThread::threadLoop()
	/*处理配置信息*/
	processConfigEvents_l();
	/*当前激活的，有数据的Track*/
	sp<Track> t = mActiveTracks[i].promote();
	/*如果数据为0，则让声卡进入休眠状态*/
	if ((!mActiveTracks.size() && systemTime() > mStandbyTimeNs) ||isSuspended()) {
                // put audio hardware into standby after short delay
                if (shouldStandby_l()) {
                	/*声卡休眠*/
                    threadLoop_standby();
                    mStandby = true;
                }
           	/*线程休眠*/
			mWaitWorkCV.wait(mLock);
			

下面是一些文字的总结：

a. prepareTracks_l : 
   确定enabled track, disabled track
   对于enabled track, 设置mState.tracks[x]中的参数
b. threadLoop_mix : 处理数据(比如重采样)、混音
   确定hook:
   逐个分析mState.tracks[x]的数据, 根据它的格式确定tracks[x].hook
   再确定总的mState.hook

   调用hook:
   调用总的mState.hook即可, 它会再去调用每一个mState.tracks[x].hook
   
   混音后的数据会放在mState.outputTemp临时BUFFER中
   然后转换格式后存入 thread.mMixerBuffer
c. memcpy_by_audio_format : 
   把数据从thread.mMixerBuffer或thread.mEffectBuffer复制到thread.mSinkBuffer
d. threadLoop_write: 
   把thread.mSinkBuffer写到声卡上
e. threadLoop_exit

标签：__,hook,track,08,state,011,音频系统,tracks,mState
来源： https://blog.csdn.net/weixin_43013761/article/details/89606013