Android平台中关于音频播放

Android平台中关于音频播放有以下三种方式：

1.SoundPool ---- 适合短促且对反应速度比较高的情况(游戏音效或按键声等)

2.MediaPlayer ---- 适合比较长且时间要求不高的情况

3.AudioTrack ---- 播放解码后的PCM码流

方法一：SoundPool

1）SoundPool简介

SoundPool类是Android用于管理和播放应用程序的音频资源的类。一个SoundPool对象可以看作是一个可以从APK中导入资源或者从文件系统中载入文件的样本集合。它利用MediaPlayer服务为音频解码为一个原始16位PCM流。这个特性使得应用程序可以进行流压缩，而无须忍受在播放音频时解压所带来的CPU负载和时延。

此外对于低延迟播放，SoundPool还可以管理多个音频流。当SoundPool对象构造时，maxStreams参数的设置表示的是在单一的SoundPool中，同一时间所能播放流的最大数量。利用SoundPool可以跟踪活跃的流的数量。如果其数量超过流的最大数目，SoundPool会基于优先级自动停止先前播放的流。限制流的最大数目，有助于减轻CPU的负荷，减少音频混合对视觉和UI性能的影响。

声音可以通过设置一个非零的循环价值循环。如果值为-1将导致声音永远循环。在这种情况下，应用程序必须明确地调用stop()函数，以停止声音。其他非零值将导致声音按指定数量的时间重复。

在SoundPool中，播放速率也可以改变。1.0的播放率可以使声音按照其原始频率（如果必要的话，将重新采样硬件输出频率）。而2.0的播放速率，可以使声音按照其原始频率的两倍播放。如果为0.5的播放率，则播放速率是原始频率的一半。播放速率的取值范围是0.5至2.0。

优先级的运行从低到高排列的。当用户调用play()函数时，如果活跃的流数目大于规定的maxStreams参数，流分配器将会结束优先级最低的流。如果有多条流都处于最低优先级，优先级系统将会选择关闭最老的流。

一旦声音被成功加载和播放，应用程序可以调用SoundPool.play()来触发的声音。播放过程中的流可又被暂停或继续播放。应用程序还可以通过调整播放率改变音高。

注意，由于资源的限制，流可以被停止，streamID是一个对特定流实例的引用。如果流被停止并且允许更高优先级的流播放，流就不再有效了。然而，应用程序允许调用没有错误的streamID方法。因为如果应用程序不需要关心流的生命周期，这可能有助于简化程序逻辑。

2）适用场合

SoundPool在载入声音文件过程中，使用了单独的线程，不会对视觉和UI性能产生影响。但是由于SoundPool对载入声音文件大小有所限制，这就导致了如果SoundPool没有载入完成，而不能安全调用play方法。好在Android SDK提供了一个SoundPool.OnLoadCompleteListener类来帮助我们了解声音文件是否载入完成，用户只须重载 onLoadComplete(SoundPool soundPool, int sampleId, int status) 方法即可实现。

与MediaPlayer相比，MediaPlayer存在着资源占用量较高、延迟时间较长、不支持多个音频同时播放等缺点，但SoundPool本身由于内存资源申请有严格限制，所以在开发过程中，笔者建议尽量用SoundPool来播放一些较短的声音片段或者音效。 　

1）SoundPool对象初始化

我们可以调用SoundPool的构造函数public SoundPool (int maxStreams, int streamType, int srcQuality)来初始化SoundPool对象。

其中参数说明如下：

maxStreams：指定支持多少个声音，SoundPool对象中允许同时存在的最大流的数量。
        streamType：制定声音类型，流类型可以分为STREAM_VOICE_CALL, STREAM_SYSTEM, STREAM_RING,STREAM_MUSIC 和 STREAM_ALARM四种类型。在AudioManager中定义。
        srcQuality：指定声音品质（采样率变换质量）。目前没有用到，可以设为0。

2）载入声音资源

一般把多个声音放到HashMap中去，比如 
    soundPool = new SoundPool(4, AudioManager.STREAM_MUSIC, 100); 
    soundPoolMap = new HashMap<Integer, Integer>();   
    soundPoolMap.put(1, soundPool.load(this, R.raw.dingdong, 1));

soundpool的加载： 
      int  load(Context context, int resId, int priority)  //从APK资源载入 
  int  load(FileDescriptor fd, long offset, long length, int priority)  //从FileDescriptor对象载入 
  int  load(AssetFileDescriptor afd, int priority)  //从Asset对象载入 
  int  load(String path, int priority)  //从完整文件路径名载入 
最后一个参数为优先级，该参数目前还没有任何作用，Android建议将该参数设置为1，保持和未来的兼容性。

3）播放控制

要播放SoundPool中的声音，须调用int play (int soundID, float leftVolume, float rightVolume, int priority, int loop, float rate)方法

其中参数说明如下：

soundID：Load()函数返回的声音ID号。
        leftVolume：左声道音量设置。
        rightVolume：右声道音量设置。
        priority：指定播放声音的优先级，数值越高，优先级越大。
        loop：指定是否循环。-1表示无限循环，0表示不循环，其他值表示要重复播放的次数。
        rate：指定播放速率。1.0的播放率可以使声音按照其原始频率。而2.0的播放速率，可以使声音按照其原始频率的两倍播放。如果为0.5的播放率，则播放速率是原始频率的一半。播放速率的取值范围是0.5至2.0。

final void pause(int streamID)

　　暂停指定播放流的音效(streamID 应通过play()返回)。

　　final void resume(int streamID)

　　继续播放指定播放流的音效(streamID 应通过play()返回)。

　　final void stop(int streamID)

　　终止指定播放流的音效(streamID 应通过play()返回)。

　　这里需要注意的是，

1.play()函数传递的是一个load()返回的soundID——指向一个被记载的音频资源 ，如果播放成功则返回一个非0的streamID——指向一个成功播放的流 ;同一个soundID 可以通过多次调用play()而获得多个不同的streamID (只要不超出同时播放的最大数量);

　　2.pause()、resume()和stop()是针对播放流操作的，传递的是play()返回的streamID ;

　　3.play()中的priority参数，只在同时播放的流的数量超过了预先设定的最大数量是起作用，管理器将自动终止优先级低的播放流。如果存在多个同样优先级的流，再进一步根据其创建事件来处理，新创建的流的年龄是最小的，将被终止;

　　4.无论如何，程序退出时，手动终止播放并释放资源是必要的。

其实就是paly()中的一些参数的独立设置：

　　final void setLoop(int streamID, int loop)

　　设置指定播放流的循环.

　　final void setVolume(int streamID, float leftVolume, float rightVolume)

　　设置指定播放流的音量.

　　final void setPriority(int streamID, int priority)

　　设置指定播放流的优先级，上面已说明priority的作用.

　　final void setRate(int streamID, float rate)

　　设置指定播放流的速率，0.5-2.0.

4）释放资源

播放结束，我们可以调用release()方法释放所有SoundPool对象占据的内存和资源。

可操作的函数有：

　　final boolean unload(int soundID)

　　卸载一个指定的音频资源.

　　final void release()

　　释放SoundPool中的所有音频资源.

5）实例分析

方法二：MediaPlayer

Android MediaPlayer的状态转换图表征了它的生命周期，搞清楚这个图可以帮助我们在使用Android MediaPlayer时考虑情况更周全，写出的代码也更条理清晰。

这张状态转换图清晰的描述了MediaPlayer的各个状态，也列举了主要的方法的调用时序，每种方法只能在一些特定的状态下使用，如果使用时MediaPlayer的状态不正确则会引发IllegalStateException异常。

Idle 状态：当使用new()方法创建一个MediaPlayer对象或者调用了其reset()方法时，该MediaPlayer对象处于idle状态。这两种方法的一个重要差别就是：如果在这个状态下调用了getDuration()等方法（相当于调用时机不正确），通过reset()方法进入idle状态的话会触发OnErrorListener.onError()，并且MediaPlayer会进入Error状态；如果是新创建的MediaPlayer对象，则并不会触发onError(),也不会进入Error状态。

End 状态：通过release()方法可以进入End状态，只要MediaPlayer对象不再被使用，就应当尽快将其通过release()方法释放掉，以释放相关的软硬件组件资源，这其中有些资源是只有一份的（相当于临界资源）。如果MediaPlayer对象进入了End状态，则不会在进入任何其他状态了。

Initialized 状态：这个状态比较简单，MediaPlayer调用setDataSource()方法就进入Initialized状态，表示此时要播放的文件已经设置好了。

Prepared 状态：初始化完成之后还需要通过调用prepare()或prepareAsync()方法，这两个方法一个是同步的一个是异步的，只有进入Prepared状态，才表明MediaPlayer到目前为止都没有错误，可以进行文件播放。

Preparing 状态：这个状态比较好理解，主要是和prepareAsync()配合，如果异步准备完成，会触发OnPreparedListener.onPrepared()，进而进入Prepared状态。

Started 状态：显然，MediaPlayer一旦准备好，就可以调用start()方法，这样MediaPlayer就处于Started状态，这表明MediaPlayer正在播放文件过程中。可以使用isPlaying()测试MediaPlayer是否处于了Started状态。如果播放完毕，而又设置了循环播放，则MediaPlayer仍然会处于Started状态，类似的，如果在该状态下MediaPlayer调用了seekTo()或者start()方法均可以让MediaPlayer停留在Started状态。

Paused 状态：Started状态下MediaPlayer调用pause()方法可以暂停MediaPlayer，从而进入Paused状态，MediaPlayer暂停后再次调用start()则可以继续MediaPlayer的播放，转到Started状态，暂停状态时可以调用seekTo()方法，这是不会改变状态的。

Stop 状态：Started或者Paused状态下均可调用stop()停止MediaPlayer，而处于Stop状态的MediaPlayer要想重新播放，需要通过prepareAsync()和prepare()回到先前的Prepared状态重新开始才可以。

PlaybackCompleted 状态：文件正常播放完毕，而又没有设置循环播放的话就进入该状态，并会触发OnCompletionListener的onCompletion()方法。此时可以调用start()方法重新从头播放文件，也可以stop()停止MediaPlayer，或者也可以seekTo()来重新定位播放位置。

Error 状态：如果由于某种原因MediaPlayer出现了错误，会触发OnErrorListener.onError()事件，此时MediaPlayer即进入Error状态，及时捕捉并妥善处理这些错误是很重要的，可以帮助我们及时释放相关的软硬件资源，也可以改善用户体验。通过setOnErrorListener(android.media.MediaPlayer.OnErrorListener)可以设置该监听器。如果MediaPlayer进入了Error状态，可以通过调用reset()来恢复，使得MediaPlayer重新返回到Idle状态。

MediaPlayer类可用于控制音频/视频文件或流的播放。关于如何使用这个类的方法还可以阅读VideoView类的文档。

1．状态图

对播放音频/视频文件和流的控制是通过一个状态机来管理的。下图显示一个MediaPlayer对象被支持的播放控制操作驱动的生命周期和状态。椭圆代表MediaPlayer对象可能驻留的状态。弧线表示驱动MediaPlayer在各个状态之间迁移的播放控制操作。

这里有两种类型的弧线。由一个箭头开始的弧代表同步的方法调用，而以双箭头开头的代表的弧线代表异步方法调用。

通过这张图，我们可以知道一个MediaPlayer对象有以下的状态：

1）当一个MediaPlayer对象被刚刚用new操作符创建或是调用了reset()方法后，它就处于Idle状态。当调用了release()方法后，它就处于End状态。这两种状态之间是MediaPlayer对象的生命周期。

1.1) 在一个新构建的MediaPlayer对象和一个调用了reset()方法的MediaPlayer对象之间有一个微小的但是十分重要的差别。在处于Idle状态时，调用getCurrentPosition(), getDuration(), getVideoHeight(), getVideoWidth(), setAudioStreamType(int), setLooping(boolean), setVolume(float, float),pause(), start(), stop(), seekTo(int), prepare() 或者 prepareAsync() 方法都是编程错误。当一个MediaPlayer对象刚被构建的时候，内部的播放引擎和对象的状态都没有改变，在这个时候调用以上的那些方法，框架将无法回调客户端程序注册的OnErrorListener.onError()方法；但若这个MediaPlayer对象调用了reset()方法之后，再调用以上的那些方法，内部的播放引擎就会回调客户端程序注册的OnErrorListener.onError()方法了，并将错误的状态传入。

1.2) 我们建议，一旦一个MediaPlayer对象不再被使用，应立即调用release()方法来释放在内部的播放引擎中与这个MediaPlayer对象关联的资源。资源可能包括如硬件加速组件的单态组件，若没有调用release()方法可能会导致之后的MediaPlayer对象实例无法使用这种单态硬件资源，从而退回到软件实现或运行失败。一旦MediaPlayer对象进入了End状态，它不能再被使用，也没有办法再迁移到其它状态。

1.3) 此外，使用new操作符创建的MediaPlayer对象处于Idle状态，而那些通过重载的create()便利方法创建的MediaPlayer对象却不是处于Idle状态。事实上，如果成功调用了重载的create()方法，那么这些对象已经是Prepare状态了。

2) 在一般情况下，由于种种原因一些播放控制操作可能会失败，如不支持的音频/视频格式，缺少隔行扫描的音频/视频，分辨率太高，流超时等原因，等等。因此，错误报告和恢复在这种情况下是非常重要的。有时，由于编程错误，在处于无效状态的情况下调用了一个播放控制操作可能发生。在所有这些错误条件下，内部的播放引擎会调用一个由客户端程序员提供的OnErrorListener.onError()方法。客户端程序员可以通过调用MediaPlayer.setOnErrorListener（android .media.MediaPlayer.OnErrorListener）方法来注册OnErrorListener.

2.1) 一旦发生错误，MediaPlayer对象会进入到Error状态。

2.2) 为了重用一个处于Error状态的MediaPlayer对象，可以调用reset()方法来把这个对象恢复成Idle状态。

2.3) 注册一个OnErrorListener来获知内部播放引擎发生的错误是好的编程习惯。

2.4) 在不合法的状态下调用一些方法，如prepare()，prepareAsync()和setDataSource()方法会抛出IllegalStateException异常。

3) 调用setDataSource(FileDescriptor)方法，或setDataSource(String)方法，或setDataSource(Context，Uri)方法，或setDataSource(FileDescriptor，long，long)方法会使处于Idle状态的对象迁移到Initialized状态。

3.1) 若当此MediaPlayer处于其它的状态下，调用setDataSource()方法，会抛出IllegalStateException异常。

3.2) 好的编程习惯是不要疏忽了调用setDataSource()方法的时候可能会抛出的IllegalArgumentException异常和IOException异常。

4) 在开始播放之前，MediaPlayer对象必须要进入Prepared状态。

4.1) 有两种方法（同步和异步）可以使MediaPlayer对象进入Prepared状态：要么调用prepare()方法（同步），此方法返回就表示该MediaPlayer对象已经进入了Prepared状态；要么调用prepareAsync()方法（异步），此方法会使此MediaPlayer对象进入Preparing状态并返回，而内部的播放引擎会继续未完成的准备工作。当同步版本返回时或异步版本的准备工作完全完成时就会调用客户端程序员提供的OnPreparedListener.onPrepared()监听方法。可以调用MediaPlayer.setOnPreparedListener(android.media.MediaPlayer.OnPreparedListener)方法来注册OnPreparedListener.

4.2) Preparing是一个中间状态，在此状态下调用任何具备边影响的方法的结果都是未知的！

4.3) 在不合适的状态下调用prepare()和prepareAsync()方法会抛出IllegalStateException异常。当MediaPlayer对象处于Prepared状态的时候，可以调整音频/视频的属性，如音量，播放时是否一直亮屏，循环播放等。

5) 要开始播放，必须调用start()方法。当此方法成功返回时，MediaPlayer的对象处于Started状态。isPlaying()方法可以被调用来测试某个MediaPlayer对象是否在Started状态。

5.1) 当处于Started状态时，内部播放引擎会调用客户端程序员提供的OnBufferingUpdateListener.onBufferingUpdate()回调方法，此回调方法允许应用程序追踪流播放的缓冲的状态。

5.2) 对一个已经处于Started 状态的MediaPlayer对象调用start()方法没有影响。

6) 播放可以被暂停，停止，以及调整当前播放位置。当调用pause()方法并返回时，会使MediaPlayer对象进入Paused状态。注意Started与Paused状态的相互转换在内部的播放引擎中是异步的。所以可能需要一点时间在isPlaying()方法中更新状态，若在播放流内容，这段时间可能会有几秒钟。

6.1) 调用start()方法会让一个处于Paused状态的MediaPlayer对象从之前暂停的地方恢复播放。当调用start()方法返回的时候，MediaPlayer对象的状态会又变成Started状态。

6.2) 对一个已经处于Paused状态的MediaPlayer对象pause()方法没有影响。

7) 调用stop()方法会停止播放，并且还会让一个处于Started，Paused，Prepared或PlaybackCompleted状态的MediaPlayer进入Stopped状态。

7.1) 对一个已经处于Stopped状态的MediaPlayer对象stop()方法没有影响。

8) 调用seekTo()方法可以调整播放的位置。

8.1) seekTo(int)方法是异步执行的，所以它可以马上返回，但是实际的定位播放操作可能需要一段时间才能完成，尤其是播放流形式的音频/视频。当实际的定位播放操作完成之后，内部的播放引擎会调用客户端程序员提供的OnSeekComplete.onSeekComplete()回调方法。可以通过setOnSeekCompleteListener(OnSeekCompleteListener)方法注册。

8.2) 注意，seekTo(int)方法也可以在其它状态下调用，比如Prepared，Paused和PlaybackCompleted状态。此外，目前的播放位置，实际可以调用getCurrentPosition()方法得到，它可以帮助如音乐播放器的应用程序不断更新播放进度

9) 当播放到流的末尾，播放就完成了。

9.1) 如果调用了setLooping(boolean)方法开启了循环模式，那么这个MediaPlayer对象会重新进入Started状态。

9.2) 若没有开启循环模式，那么内部的播放引擎会调用客户端程序员提供的OnCompletion.onCompletion()回调方法。可以通过调用MediaPlayer.setOnCompletionListener(OnCompletionListener)方法来设置。内部的播放引擎一旦调用了OnCompletion.onCompletion()回调方法，说明这个MediaPlayer对象进入了PlaybackCompleted状态。

9.3) 当处于PlaybackCompleted状态的时候，可以再调用start()方法来让这个MediaPlayer对象再进入Started状态。

你可以通过new或便捷的静态create函数组来创建一个MediaPlayer对象。

　　两种方式的比较：

　　// 通过new创建后的player处于Idle状态

导致MediaPlayer处于Error状态，可通过reset()函数来使其恢复到Idle状态，再重新执行setDataSource等初始化操作(ps:如果是通过create函数绑定资源ID创建的就郁闷了...);

　　2.API中指出虽然reset后的MediaPlayer就像相当于新new的一样，但存在微妙的差异的：

　 　在这两种情况下播放器处于Idle状态，此时调用getCurrentPosition(), getDuration(),getVideoHeight(),getVideoWidth(), setAudioStreamType(int),setLooping(boolean), setVolume(float, float), pause(), start(), stop(),seekTo(int), prepare() 或 prepareAsync() 等函数都属与编程错误。当在MediaPlayer刚创建后调用这些函数，用户指定的OnErrorListener.onError() 回调函数不会被internal player engine(内部播放引擎)调用，并且播放器的状态依然未变;但如果是在调用reset() 函数之后，用户指定的OnErrorListener.onError() 回调函数将会被internal player engine(内部播放引擎)调用，并且播放器的状态将转变为Error(错误)状态。

　　3.使用完毕后应该立即调用release()函数来释放资源，如果操作成功，MediaPlayer对象将处于End状态，此时无法再进行任何操作，除非重新创建MediaPlayer对象。

　　更多的细节通过一个用new方式来创建的示例说明:

　　Java代码

　　播放控制上基本与SoundPool相同有：

　　start()、pause()、stop()、seekTo()、setLooping()...

　　需要注意的是， 循环播放设置上与SoundPool不同，不能指定确定的循环次数，而是一个布尔值，指定是否循环播放...

　　更多的函数使用请查阅API文档。

方法三：AudioTrack

AudioTrack直接调用解码后的PCM数据，流程如下：