iOS音频学习笔记三：音频会话管理

​      使用Audio Session API ，可以指定App需要的音频行为，比如，当播放音频时，使得其他应用App静音或者混和在一起，也可以指定当App的音频被中断（例如被电话）时的行为，还可以让App响应用户的行为，比如插入或拔出耳机，或者响应那些使用声音硬件的事件，比如Clock、日历闹钟或者来电。

from Multimedia Programming Guide
 

1. Audio Session 基础

  1.1 概述

   使用Audio Session API ，可以指定App需要的音频行为，比如，当播放音频时，使得其他应用App静音或者混和在一起，也可以指定当App的音频被中断（例如被电话）时的行为，还可以让App响应用户的行为，比如插入或拔出耳机，或者响应那些使用声音硬件的事件，比如Clock、日历闹钟或者来电。

(from Multimedia Programming Guide)

  1.2 关于 Audio Session Category

   

  每个category都是一个key，代表应用的一组audio行为。iOS中定义了6个category，每个里面都有一组可以修改的开关，从而可以定制app的audio行为。

   每个category针对下面的每种行为设置了一个YES或者NO：

    是否允许混音

    是否在按下静音按钮或者锁屏时静音

    是否支持音频输入

    是否支持音频输出

  

  这六个category分别是：

  AVAudioSessionCategoryAmbient

  AVAudioSessionCategorySoloAmbient

  AVAudioSessionCategoryPlayback

  AVAudioSessionCategoryRecord

  AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord

  AVAudioSessionCategoryAudioProcessing

  category不能自定义，但是可以修改里面的属性。

  在不同的时间可以设置不同的category。

  1.3 Audio Session的默认行为

  默认的category是AVAudioSessionCategoryAmbient，此时的行为是：

   支持播放

   不支持录音

   用户按下静音按钮时app静音

   用户按下锁屏按钮时或者自动锁屏时，app静音

   应用启动时，其他app静音

   当app使用System Sound Services 或者UIKit playInputClick播放短音频时，可以忽略Audio Session处理

  1.4 两种Audio Session API

    一个是AVAudioSession类，一个是Audio Session Services，即一组C函数，前者使用更方便，后者可以对category的标准行为进行修改，这两组API可以混合使用。

2. 配置Audio Session

   2.1 初始化Audio Session对象

       如果使用AV Foundation framework 来管理中断， 那么使用

       AVAudioSession *session = [AVAudioSession sharedInstance]来初始化session。

       如果是自己写一个C函数来处理音频中断，那么使用AudioSessionInitialize来初始化session。

   2.2 使得Audio Session活跃和非活跃

   app系统时，系统激活app的audio session。当来电或者闹钟响起时，系统使得app的audio session非活跃。当挂电话或者忽略电话时，系统允许app的audio session再次活跃，为了重新激活，需要在处理中断的代码里面使得audio工作。

   当使用AVAudioRecorder或者AVAudioPlayer时，系统会在中断处理代码里面使得audio session重新激活。然后，苹果建议在AVAudioSessionDelegate 的delegate函数里面显式地重新激活自己的audio session，从而确保激活成功。

   

   2.3 选择最佳的category

   iOS有6个audio session category，三个用于播放，一个用于录音，一个用于录音及播放，一个用于离线音频处理。（详细内容参见Audio Session Programming Guide）

  2.4 不同的category会影响编解码

    如果覆盖了某个不支持mix的category，将不能使用硬件解码。

  2.5  对Category进行微调

       可以对audio session category使用不同方法进行微调。

       设置audio session的kAudioSessionProperty_OverrideCategoryMixWithOthers属性，可以覆盖原本不支持mix的category，如AVAudioSessionCategoryPlayback和AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord，当允许混音后，将不能使用硬件编解码。

      可以使用编程方式影响音频输出路由，当使用AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord时，音频通常从听筒里输出，可以进行覆盖来使得音频从扬声器输出。

   

3. 处理Audio Session中断

    当遇到中断时，app会shut down，这通常发送在用户接电话时，如果用户选择拒绝电话或者挂掉闹钟，系统触发一个中断结束消息，并使app继续运行，当app恢复运行是，app的audio session需要被激活。

    3.1 中断处理技术

    两种方式：

    （1）实现一个OC 的delegate函数

    （2）写一个声明在Audio Session Services中的C函数。

     以下是处理中断时需要的工作

     After interruption starts

       Check whether resumption of audio process is supported

       Save state and context

       Update user interface

     After interruption ends

       Restore state and context

       Ractivate audio session

       Update user interface

     当使用AVAudioPlayer或者AVAudioRecorder，系统会自动处理某些工作。

     对于不同的音频框架，有不同的音频中断处理技术：

     AVFoundation  AVAudioPlayer and AVAudioRecorder 提供了中断开始和结束的delegate函数

      Audio Queue Services, I/O audio unit  实现  AVAudioSessionDelegate的函数来处理中断

     

     3.2 中断的生存期

   

     3.3 使用delegate函数来处理中断

         AVAudioSessionDelegate提供了beginInterruption 和endInterruption 

        AVFoundation提供了下列delegate 函数  

        audioPlayerBeginInterruption 

audioPlayerEndInterruption 

audioRecorderBeginInterruption 

audioRecorderEndInterruption:

     3.4 使用callback函数来处理中断 

         可以使用Audio Session Service里面的C api来注册一个AudioSessionInterruptionListener类型的回调函数处理中断

     3.5 硬件辅助的编解码器和音频中断

      

  

4. 处理音频硬件路由变化

     定义一个回调函数

    将回调函数注册到audio session 即可对路由改变事件进行响应

5.对硬件设备的优化

6.与Movies和iPod Music协同工作

7.Audio Session 手册

   7.1 初始化audio session 

    AudioSessionInitialize 或者AVAudioSession *session = [AVAudioSession sharedInstance];

  

   7.2 使激活/使非激活session

   NSError *activationError = nil;

BOOL success = [[AVAudioSession sharedInstance] setActive: YES error: &activationError];

if (!success) { /* handle the error in activationError */ }

    或者

    OSStatus activationResult = NULL;

    result = AudioSessionSetActive (true);

  

   7.3 设置category

   NSError *setCategoryError = nil;

BOOL success = [[AVAudioSession sharedInstance]

                setCategory: AVAudioSessionCategoryAmbient

                      error: &setCategoryError];

if (!success) { /* handle the error in setCategoryError */ }

   或者

   UInt32 sessionCategory = kAudioSessionCategory_AmbientSound;    // 1

AudioSessionSetProperty (

    kAudioSessionProperty_AudioCategory,                        // 2

    sizeof (sessionCategory),                                   // 3

    &sessionCategory                                            // 4

);

   

  7.4  检查app启动时是否有其他app在播放音频

  

UInt32 otherAudioIsPlaying;                                   // 1

UInt32 propertySize = sizeof (otherAudioIsPlaying);

AudioSessionGetProperty (                                     // 2

    kAudioSessionProperty_OtherAudioIsPlaying,

    &propertySize,

    &otherAudioIsPlaying

);

if (otherAudioIsPlaying) {                                    // 3

    [[AVAudioSession sharedInstance]

                    setCategory: AVAudioSessionCategoryAmbient

                          error: nil];

} else {

    [[AVAudioSession sharedInstance]

                    setCategory: AVAudioSessionCategorySoloAmbient

                          error: nil];

}

   7.5 修改播放混音行为

   OSStatus propertySetError = 0;

UInt32 allowMixing = true;

propertySetError = AudioSessionSetProperty (

                       kAudioSessionProperty_OverrideCategoryMixWithOthers,  // 1

                       sizeof (allowMixing),                                 // 2

                       &allowMixing                                          // 3

                   );

   7.6 优化电量消耗

   7.7 优化低延迟

   7.8 改变输出路由

   UInt32 audioRouteOverride = kAudioSessionOverrideAudioRoute_Speaker;  // 1

AudioSessionSetProperty (

    kAudioSessionProperty_OverrideAudioRoute,                         // 2

    sizeof (audioRouteOverride),                                      // 3

    &audioRouteOverride                                               // 4

);

   

   7.9  对audio session 中断作出相应

   7.10 对音频硬件路由改变事件进行响应（路由改变事件指用户插入或拔出耳机，将手机插上dock或者拨出dock）

    定义一个回调函数

    将回调函数注册到audio session 即可对路由改变事件进行响应

   7.11 查询音频硬件特性

     可以设置音频硬件的采样率以及io buffer duration

     查询设备是否支持录音

     #if TARGET_IPHONE_SIMULATOR判断是否是在模拟器上运行